滚动轴承摩擦力矩预报方法分析-机械设计及理论专业论文.docxVIP

摘要 Considering the limitations of a single chaotic time series prediction, selecting the five kinds of chaotic forecasting methods, a chaotic dynamical fusion prediction models (CGBM) is established, selected the five kinds of chaotic forecasting methods. The model has high prediction accuracy and reliability. Case analysis shows that the model is effective. Elementary theories and methods studied in this paper are of the versatility and feasibility. Studies show that the two models established in this paper using rolling bearing friction torque analysis are correct and reliable, the prediction accuracy can reach the requirements of the actual engineering; On the different confidence levels, its reliability is also high. KEY WORDS: Rolling bearing, Friction torque, Forecasting, Chaos, Poor information system theory Dissertation Type: Application research IV 第 1 章 绪论 第1章 绪论 1.1 研究背景 轴承摩擦力矩是指各种摩擦因素对轴承旋转构成的阻力矩，它是评价轴承运 转灵活性及寿命的重要指标[1]；当摩擦力矩过大时，就会引起轴承表面温度升 高，过分的升温将会使润滑剂劣化，造成磨损加剧，甚至滚动表面烧伤、轴承损 坏。尤其是航天轴承，它是确保航天器正常运行的重要部件，其运转灵活性直接 影响到系统信号传递的准确性以及系统工作的稳定性与可靠性[2,3]。而摩擦力矩 则是用来评价轴承运转灵活性的重要指标，同时能够描述轴承在运转时的润滑状 态；当润滑不良时，摩擦力矩就会明显增大。因此，轴承摩擦力矩的研究备受相 关工程界与学术界的重视。众所周知，当主机类别和性能不同时，对摩擦力矩的 要求也不相同，如高精度的稳定平台要求其框架球轴承具有足够大的刚度，小而 稳定的启动力矩；用于侍服电机和仪表齿轮传动系统的轴承，要求平均摩擦力矩 越小越好；而精密电位计、同步接收机中的轴承则要求具有小且稳定的最大摩擦 力矩[4]。 滚动轴承摩擦力矩不仅与轴承本身的结构尺寸、几何精度、材料及热处理性 能等内部条件有关，而且与工作载荷、装配精度、润滑条件及环境参数等外部条 件有关，是一个非平稳的周期性的随机过程，这就决定了轴承摩擦力矩的研究是 一个非常复杂的问题。首先由于受诸多因素的影响，无法推导出摩擦力矩的精确 计算公式，虽然在一些文献中已经给出一些摩擦力矩的计算公式，比如，徐跃进 [5]给出了高速脂润滑滚动轴承的摩擦力矩计算公式，但对于不同的文献来说，摩 擦力矩的计算公式也不相同，试验值和理论计算值有显著差异。而且由这些近似 计算公式得到的力矩值，对同一型号的轴承来说是个定值，难以区分静态力矩和 动态力矩，同时也无法描述力矩峰值的变化情况，因而无法实现摩擦力矩的精确 定量计算；其次，由于摩擦力矩具有不确定的强烈波动和趋势变化，属于概率分 布与趋势规律都未知的乏信息系统[6,7]，因而传统的统计理论对其进行试验分析 难以实现；再次，轴承摩擦力矩的研究属于动力学方程未知的非线性问题，难以 找出确定的非线性模型。因此，如何对这种复杂的摩擦力矩特性进行有效的数据 分析成为亟待解决的问题。 迄今为止，关于滚动轴承摩擦力矩的研究国内外已经取得了不错的进展，二 十世纪六十年代，角田和雄[8]考虑了引起滚动轴承摩擦的四大因素，基于拟静力 1 河南科技大学硕士学位论文 学分析理论，推导出了摩擦力矩的理论计算公式，并验证了公式的可靠性。1976 年，Townsend D P 等[9]研究了不同润滑条件下对摩擦力矩特性的影响。1984 年，Kitahara tokio 等[10]基于精密轴承的试验研究，推导出了联合载荷作用下的