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凸轮弹性流体动力润滑油膜厚度测试装置设计与研究

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摘要

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 弹流润滑研究的发展与现状

1.2.1 弹流润滑理论的发展与现状

1.2.2 弹流测试技术的发展与现状

1.3 论文研究的主要内容

第2章 凸轮机构润滑理论与油膜测试方法

2.1 凸轮机构运动特性分析

2.2 最小弹流油膜厚度计算

2.2.1 Reynolds方程

2.2.2 稳态油膜厚度公式

2.2.3 非稳态油膜厚度公式

2.3 实验台测试方法

2.4 本章小结

第3章 实验台结构设计

3.1 实验台设计参数

3.2 实验台总体方案设计

3.3 凸轮机构设计

3.3.1 凸轮轮廓曲线设计

3.3.2 凸轮基圆半径设计

3.3.3 凸轮疲劳强度校核

3.3.4 凸轮机构结构设计

3.3.5 凸轮机构润滑设计

3.4 主轴系统设计

3.4.1 主轴设计

3.4.2 轴承选型

3.4.3 轴承配置

3.4.4 轴承预紧

3.4.5 主轴传动方式

3.5 加载装置设计

3.6 箱体设计

3.7 电动机选型计算

3.8 本章小结

第4章 实验台数据采集系统设计

4.1 数据采集系统设计要求

4.2 传感器选型

4.2.1 压力传感器

4.2.2 角位移编码器

4.2.3 直线位移传感器

4.3 虚拟仪器

4.3.1 虚拟仪器软件结构

4.3.2 虚拟仪器硬件构成

4.4 虚拟仪器软件设计

4.4.1 软件开发平台简介

4.4.2 软件整体设计

4.4.3 前面板设计

4.4.4 后面板设计

4.5 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文与研究工作

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摘要

凸轮机构广泛应用于自动或半自动机械设备中。凸轮与从动件之间是点或线接触。在凸轮机构传动过程中,接触载荷、卷吸速度和曲率半径都随凸轮转角周期性变化,在凸轮与从动件之间引起了非常强烈的非稳态弹流润滑,这使得分析凸轮机构的弹流润滑问题变得十分困难。对于这一问题,目前多是通过假设,将其按照准稳态的润滑问题进行研究。然而,由于凸轮机构润滑实验技术发展缓慢,理论分析还不能得到充分的实验验证。因此,研发凸轮机构润滑油膜厚度测试实验台、探索凸轮机构的弹流润滑特性,具有十分重要的意义。
  通过对几种主要的油膜厚度测试方法和凸轮机构的运动特性的分析,本文认为尽管大多数测试方法在测量稳态润滑油膜厚度时,可获得良好的实验结果,而用在凸轮机构上则会有较大的困难。本文采用位移法测量技术,通过测量凸轮在干摩擦和油润滑两种状态下的从动件位移,间接地确定凸轮与从动件之间的油膜厚度。以平底从动件盘形凸轮机构作为研究对象,以弹流润滑理论为基础,分析了接触载荷、转速、凸轮轮廓曲线和基圆半径对油膜厚度的影响,为实验台的整体方案设计提供了理论数据。
  实验台的机械结构部分主要包括凸轮机构、主轴系统、加载机构和箱体的设计以及电机选型。依据设计参数完成了三维造型和装配图,绘制了零部件工作图,并交由工厂代为加工。采用虚拟仪器技术和LabVIEW软件设计了实验台的数据采集系统。在这部分,主要介绍了传感器的选型方法,编写了数据采集系统的应用程序,该程序能够实现数据分析、处理、存储和显示等功能。

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