控制力矩陀螺軸承組件溫度場(chǎng)分析.pdf

1、控制力矩陀螺是航天飛行器關(guān)鍵的姿態(tài)控制部件。隨著我國(guó)空間技術(shù)的發(fā)展，要求空間飛行器具備的功能越來(lái)越多，同時(shí)對(duì)飛行器的指向精度和姿態(tài)穩(wěn)定度也提出了越來(lái)越高的要求，控制力矩陀螺的研制成為當(dāng)前一個(gè)重要方向。軸承組件是控制力矩陀螺的核心部件，其溫度分布狀態(tài)直接影響著控制力矩陀螺的工作性能、壽命和可靠性，研究軸承組件在不同工況下的溫度場(chǎng)能夠?yàn)檩S承組件的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供有力依據(jù)，因此，軸承組件的溫度場(chǎng)分析顯得尤為重要。
　　本文分別以有限元法和熱

2、流網(wǎng)絡(luò)平衡法求解軸承組件溫度場(chǎng)問(wèn)題，在分析過(guò)程中考慮不同工況、環(huán)境溫度及電機(jī)功率等因素對(duì)軸承組件溫度場(chǎng)的影響。首先，建立軸承動(dòng)力學(xué)分析模型，得到建立軸承摩擦功耗數(shù)學(xué)模型所需的力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)，求解軸承主要的摩擦功耗。然后，根據(jù)控制力矩陀螺高速軸承組件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及具體工況，分析軸承組件的發(fā)熱機(jī)理和傳熱過(guò)程，利用 ANSYS Workbench穩(wěn)態(tài)熱分析模塊，對(duì)某型號(hào)控制力矩陀螺軸承組件進(jìn)行建模、分析，研究不同工況條件、環(huán)境溫度和電機(jī)功率下軸承

3、組件的溫度分布和變化規(guī)律。
　　本文得到的主要結(jié)論有：1.軸承的總摩擦功耗是隨著工作轉(zhuǎn)速的提高和軸向載荷的增加明顯增加的，徑向載荷對(duì)摩擦功耗的影響不明顯；2.控制力矩陀螺軸承組件的最高溫度出現(xiàn)在鋼球與內(nèi)滾道接觸處，且軸承內(nèi)滾道溫度要高于外滾道溫度，最低溫度出現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)質(zhì)量本體距離較遠(yuǎn)的輪緣上；3.軸承工作轉(zhuǎn)速、軸向載荷對(duì)溫升影響較大，而徑向載荷的變化對(duì)溫升影響不明顯；4.環(huán)境溫度和電機(jī)功率對(duì)軸承組件溫升影響較大；5.試驗(yàn)表明，本文使