曲溝球軸承的外圈優(yōu)化設(shè)計與振動特性分析

曲溝球軸承的外圈優(yōu)化設(shè)計與振動特性分析為了研究曲溝球軸承的擺動特性和故障檢測方法 , 在外圈滾道為三維正弦曲線的基礎(chǔ)上 , 設(shè)計加工了三維二次曲線滾道和三維三次曲線滾道 , 并對這兩種曲線以及正弦曲線進(jìn)行了速度與加速度分析 ; 針對二次曲線和三次曲線存在的柔性沖擊問題 , 提出了修正優(yōu)化方案 , 并進(jìn)行了修正前后的曲線滾道外圈的加工 ; 為了探明不同曲線曲溝球軸承的擺動特性 , 在曲溝球軸承性能試驗臺上, 對正弦曲線、二次曲線、三次曲線曲溝球軸承進(jìn)行了振動信號的采集和振動特性分析 , 分別獲得三種曲溝球軸承的沖擊特性 ; 在此基礎(chǔ)上 , 用深度學(xué)習(xí)模型對曲溝球軸承的振動信號進(jìn)行了沖擊性檢測 , 為曲溝球軸承的故障檢測提供依據(jù)。論文研究工作取得的主要結(jié)論如下 :1. 在 9 個周期正弦曲線的基礎(chǔ)上 , 設(shè)計了軸向位移與轉(zhuǎn)角相位為平方和立方關(guān)系的曲溝球軸承外圈滾道三維曲線 ,9 周期三維曲線分別用多段二次曲線和三次曲線拼接完成。完成了三維曲線的繪制并進(jìn)行三種曲溝球軸承外圈的加工和曲溝球軸承的試制。 2. 改裝了曲溝球軸承性能試驗臺 , 搭建了曲溝球軸承振動信號采集系統(tǒng) , 并完成了試制的正弦曲線、二次曲線、三次曲線曲溝球軸承振動信號的采集和初步分析。 通過對信號進(jìn)行分析得出結(jié)論 : 二次曲線和三次曲線曲溝球軸承的壽命短暫 , 振動幅值大 ,不適于進(jìn)行實際應(yīng)用。 3. 針對二次曲線和三次曲線在拼接點(diǎn)處存在二階導(dǎo)數(shù)不連續(xù)的問題 , 用內(nèi)切圓曲線替代一階導(dǎo)數(shù)曲線尖值突變部分,消除了加速度突變產(chǎn)生的柔性沖擊問題。然后用反向求積分的方法,獲得曲溝球軸承外圈修正后二階導(dǎo)數(shù)連續(xù)的二次曲線和三次曲線。4.進(jìn)行了正弦、二次、三次曲線曲溝球軸承外圈振動特性的模態(tài)分析 , 并對三種軸承的振動信號進(jìn)行了時域分析、頻域分析、小波分析、包絡(luò)分析 , 獲得了三種曲溝球軸承的振動特性和沖擊特性 , 二次曲線和三次曲線曲溝球軸承存在沖擊性振動 , 為曲線拼接點(diǎn)處的加速度突變所引起的。5. 用深度學(xué)習(xí)方法完成了不同曲線形狀的曲溝球軸承振動信號的故障檢測。訓(xùn)練曲溝球軸承沖擊性振動檢測模型 , 可以系統(tǒng)性地通過信號采集、輸入模型、輸出分類預(yù)測結(jié)果這一流程 , 來判斷曲溝球軸承是否存在結(jié)構(gòu)缺陷與故障。 并采用該模型進(jìn)行了修正后的二次曲線和三次曲線曲溝球軸承振動信號的沖擊性振動檢測 , 得出結(jié)論修正方法有效。本論文的研究成果為曲溝球軸承外圈曲線結(jié)構(gòu)與振動性能的關(guān)系提供了參考 , 有助于曲溝球軸承的進(jìn)一步開發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域拓展。