基于机电耦合的曲轴-滚动轴承系统动力学分析.pdf

第30卷第6期 机械设计 V01．30No．6 OFMACHINEDESIGN 201 3年6月 JOURNAL Jun． 2013 基于机电耦合的曲轴一滚动轴承系统动力学分析+ 陈磊1’2，何芝仙1’2 (1．先进数控和伺服驱动技术安徽省重点实验室，安徽芜湖241000；2．安徽工程大学机械与汽车工程学院，安徽芜湖241000) 摘要：以某w型压缩机的曲轴一滚动轴承系统为研究对象，利用动力学仿真软件ADAMS研究了压缩机从启动直至 达到稳定转速这一动态过程的动力学行为。首先根据电动机的机械特性得到曲轴受到的转矩与转速间的关系曲线；再 利用Hertz公式和超静定问题的解法(力法)推导出滚动轴承受力与变形关系的计算公式并得到数值解；最后分别在 ADAMS中建立电动机一刚性曲轴一滚动轴承耦合系统动力学仿真模型和电动机一柔性曲轴一滚动轴承耦合系统动力 学仿真模型，分别仿真求解并得到相应的动力学响应。所得到的结论对提高压缩机的动力学性能具有指导意义。 关键词：机械特性；超静定问题；电动机一曲轴一滚动轴承耦合系统；动力学仿真 中图分类号：THl22文献标识码：A 文章编号：1001—2354(2013)06—0048—05 w型活塞式压缩机的主传动系统是由3个连杆 型研究了活塞式压缩机从启动到稳态过程的动力学 机构并联组成的复杂系统，其动力学分析十分复杂。 行为。 动力学仿真软件ADAMS已经成为解决这种机械系统 动力学问题的一种非常有效的工具¨。J。文献[4— 1 电动机一刚性曲轴一滚动轴承耦合 5]就是利用ADAMS软件对活塞式压缩机进行了运动 系统动力学行为 学和动力学仿真分析，但均未考虑曲轴的弹性变形及 支撑曲轴的滚动轴承的弹性变形。文献[7]利用AD— 1．1系统建模 AMS软件及其外部接口程序，研究了直轴一滚动轴承 图1为在ADAMS中建立的某w型压缩机电动机一 系统的动力学问题，考虑了轴承弹性变形对系统动力 刚性曲轴一滚动轴承耦合系统动力学仿真模型，它由 学的影响，但是压缩机曲轴一滚动轴承系统动力学问 曲轴、活塞、连杆、带传动、电动机转子等通过相应的运 题，特别是活塞式压缩机从启动直至达到稳定转速 动副连接而成。其中轴承支撑处去掉轴承用轴承反力 这一动态过程的动力学问题的研究还未见报道。为 F。和F，替代，轴承反力F。和F，可用轴的运动学参数 了能够更全面地研究活塞式压缩机的动力学性能， 通过滚动轴承受力与变形关系方程得到。 文中提出了一种机电耦合系统的动力学模型，该模 conductsa onthe outforthefour—linkmechanismofmalaxatorinwhichthecontainer Abstract：This paper comprehensivestudy forfour—link of section ofcontaineris mechanism volumeisabout0．025 cross curve optimizationdesign malaxator．First， m3，the formulaea