【摘要】：隨著現(xiàn)代工業(yè)化的高速發(fā)展,航天智能制造裝備需要更高的穩(wěn)定性和可靠性。由于航天機(jī)構(gòu)在軌維護(hù)困難,所以在初始設(shè)計階段需要分析和預(yù)防服役過程中產(chǎn)生的各種故障�？臻g軸承為航天機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)最主要組成部分,其可靠性是機(jī)構(gòu)正常運(yùn)轉(zhuǎn)和實現(xiàn)預(yù)訂功能的基本保障。為揭示精密軸承的非線性動力學(xué)特性,建立考慮鋼球數(shù)、軸向預(yù)緊量和動載荷的非線性動力學(xué)模型。求解接觸點(diǎn)處的鋼球與內(nèi)、外圈之間的相對位移,建立系統(tǒng)的非線性動力學(xué)微分方程組,對微分方程組進(jìn)行坐標(biāo)變換,進(jìn)行量綱一化處理,利用數(shù)值仿真軟件求解量綱一化的非線性微分方程組,通過改變軸向預(yù)緊量,獲得精密軸系系統(tǒng)的相圖和龐加萊圖,分析軸向預(yù)緊量變化對系統(tǒng)非線性動態(tài)特性的影響。結(jié)果表明,改變精密軸承的軸向預(yù)緊量,系統(tǒng)的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化;隨著軸向預(yù)緊量的減小,系統(tǒng)由單周期運(yùn)動經(jīng)倍周期分叉進(jìn)入多周期運(yùn)動,然后經(jīng)準(zhǔn)周期運(yùn)動進(jìn)入混沌運(yùn)動;在滿足機(jī)構(gòu)運(yùn)行穩(wěn)定性的條件下,降低軸向預(yù)緊量能夠提高軸承的使用壽命;隨著接觸角的增加,系統(tǒng)由單周期運(yùn)動經(jīng)倍周期分叉進(jìn)入多周期運(yùn)動,然后經(jīng)過不穩(wěn)定吸引子最終進(jìn)入混沌運(yùn)動狀態(tài)。借助仿真軟件模擬不同預(yù)緊力和不同速度下的保持架質(zhì)心運(yùn)動軌跡,隨著軸承轉(zhuǎn)速的增加,保持架質(zhì)心運(yùn)動軌跡圖像越來越規(guī)則趨近于圓且運(yùn)動范圍越來越大直到趨近一定數(shù)量便不再增長。隨著內(nèi)圈轉(zhuǎn)速的增加,保持架質(zhì)心運(yùn)動速度成線性增加。合適的預(yù)緊力同樣會使得保持架運(yùn)轉(zhuǎn)更平穩(wěn)。設(shè)計并搭建了軸系剛度測量實驗平臺,用來開展特種裝備關(guān)節(jié)精密軸系靜態(tài)和動態(tài)剛度特性實驗研究,通過實驗發(fā)現(xiàn)隨著初始預(yù)緊力的增大,軸系靜態(tài)和動態(tài)剛度均為逐漸增大,且增長率減小。在相同預(yù)緊載荷情況下,隨著轉(zhuǎn)速增大軸系動態(tài)剛度逐漸變小。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V423
【圖文】：

- 2 -圖 1-1 為北斗導(dǎo)航衛(wèi)星圖。圖1-1 北斗導(dǎo)航衛(wèi)星圖導(dǎo)航星間鏈路天線驅(qū)動機(jī)構(gòu)是在軌運(yùn)行衛(wèi)星天線的調(diào)整機(jī)構(gòu)，通過對天線的姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整來實現(xiàn)不同軌道衛(wèi)星之間天線對準(zhǔn)，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與通信。天線驅(qū)動單元軸系作為航天衛(wèi)星內(nèi)部關(guān)鍵旋轉(zhuǎn)組件，軸系性能下降或故障會導(dǎo)致整個導(dǎo)航衛(wèi)星驅(qū)動機(jī)構(gòu)的失效，直接影響到衛(wèi)星的定位、捕捉和跟蹤等工作能否精確完成，其運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性直接制約整部航空衛(wèi)星的工作精度及壽命。而空間軸承的可靠性在航天機(jī)構(gòu)驅(qū)動單元旋轉(zhuǎn)零部件中關(guān)鍵部件且最易失效部件。由于在空間環(huán)境服役時，航天機(jī)構(gòu)各個零部件在軌維修困難，航天軸承可靠性更是直接影響整體能否達(dá)到指定期限完成指定任務(wù)。由于空間環(huán)境的工作條件極其惡劣，高低溫、強(qiáng)輻射、微塵等各種因素影響機(jī)構(gòu)可靠性

- 7 -圖 1-2 研究結(jié)構(gòu)框架圖文章的主要組成部分：第 1 章 緒論。主要介紹課題來源和國內(nèi)外學(xué)者對靜力學(xué)和轉(zhuǎn)子動力學(xué)兩個方慮的軸承可靠性分析，并列出全文的大綱。第 2 章 角接觸球軸承靜力學(xué)基本理論。本部分涉及到課題開展運(yùn)用到的所有基礎(chǔ)，包括角接觸球軸承的宏觀幾何學(xué)、彈性接觸理論以及角接觸球軸承的靜

圖 2-1 角接觸球軸承的結(jié)構(gòu)示意圖，軸承最初的徑向間隙可以這樣表示d o iP d d 2D間隙(mm)；(mm)。的軸向間隙，要對其進(jìn)行施加預(yù)緊力一個夾角，這個角叫做接觸角，其定軸承軸線垂直面所形成的角[43][53]，接一樣。依據(jù)滾動軸承的不同工作狀況為初始接觸角、第二個是安裝接觸角作為軸承的固有參數(shù)，當(dāng)給定一種軸為當(dāng)軸承未被施加外載荷時候的接觸

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本文編號：2790439