鋼球表面展開過程滾動(dòng)接觸動(dòng)力學(xué)分析.pdf

1、軸承是機(jī)械行業(yè)的“心臟”，鋼球作為軸承常用滾動(dòng)體，其表面質(zhì)量直接決定了軸承使用性能，而傳統(tǒng)檢測(cè)方式已難以滿足市場(chǎng)需求，高效、高精檢測(cè)設(shè)備的研發(fā)，成為亟待解決的問題，如何獲取實(shí)現(xiàn)球面完整表面信息，則是球面無損檢測(cè)的重要前提。本文針對(duì)球體的全表面展開問題，在運(yùn)動(dòng)分析、接觸分析和摩擦分析的基礎(chǔ)上對(duì)鋼球展開過程進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析及虛擬仿真分析。
　　為了建立鋼球展開過程的動(dòng)力學(xué)模型，首先對(duì)鋼球展開機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，根據(jù)展開輪的幾何結(jié)構(gòu)和接觸約

2、束關(guān)系，建立展開輪與鋼球的接觸模型，采用牛頓迭代法對(duì)模型進(jìn)行數(shù)值求解，得到鋼球展開過程中球心的運(yùn)動(dòng)軌跡曲線和展開輪上的接觸軌跡曲線，通過軌跡曲線擬合出鋼球展開過程中球心和接觸點(diǎn)的位置變化表達(dá)式；然后基于赫茲理論，對(duì)鋼球與展開輪、鋼球與驅(qū)動(dòng)輪進(jìn)行接觸處分析，建立接觸力和接觸變形量的關(guān)系表達(dá)式；最后結(jié)合運(yùn)動(dòng)分析和接觸分析，在庫侖摩擦定律的基礎(chǔ)上，建立修正的庫倫摩擦模型，以便確定摩擦力表達(dá)式。
　　在理論分析的基礎(chǔ)，對(duì)鋼球展開過程進(jìn)行動(dòng)

3、力學(xué)分析，通過對(duì)鋼球展開機(jī)構(gòu)零件間的相互作用關(guān)系分析，基于歐拉方法建立鋼球展開過程的動(dòng)力學(xué)模型，采用四階龍格庫塔法對(duì)動(dòng)力學(xué)模型數(shù)值分析，以便得到球心和展開輪的位移變化曲線，確定鋼球的接觸狀態(tài)，再進(jìn)一步分析摩擦力變化曲線，判定鋼球展開過程中是否出現(xiàn)滑動(dòng)摩擦，從而確定鋼球展開情況。
　　為了驗(yàn)證動(dòng)力學(xué)模型的準(zhǔn)確和可靠，對(duì)鋼球展開過程進(jìn)行動(dòng)力學(xué)虛擬仿真驗(yàn)證，利用仿真軟件的數(shù)據(jù)后處理功能，結(jié)合數(shù)值分析結(jié)果，對(duì)測(cè)量得到的鋼球和展開輪的轉(zhuǎn)速、