[航空航天]动量轮论文：动量轮航天轴承磨损寿命拟静力学分析数值仿真.doc

动量轮论文：动量轮轴承磨损寿命研究【中文摘要】动量轮是航天器姿态控制系统的重要执行机构,而微型精密角接触轴承又是动量轮的核心部件。轴承的旋转精度、振动、摩擦力矩波动性以及寿命等性能决定了航天器的工作性能和任务寿命。此类轴承通常是在高速轻载失重的空间环境下工作,这种工况条件决定了其主要失效形式是润滑剂不足或失效导致轴承沟道过度磨损,进而导致轴承的振动、噪音以及摩擦力矩增大,旋转精度降低。目前轴承磨损寿命的计算方法是德国FAG公司基于二十多年前的试验数据作威布尔分布拟合而来,仅有参考价值。因此建立有效的动量轮轴承磨损寿命计算模型是当务之急。本研究以某型号动量轮轴承为例,利用滚动轴承的拟静力学分析方法计算了钢球与沟道接触区域的压力分布、滑动速度分布、润滑参数等,在此基础上推导出动量轮轴承基于的Archard磨损理论磨损率表达式,通过几何分析将磨损量换算为沟道半径变化量,并分析沟道几何参数变化量与预紧力的变化量的关系,进而建立了动量轮轴承磨损寿命计算模型;利用VC编程工具编制了动量轮轴承专用磨损寿命计算软件,利用该软件分析了工况参数和结构参数对轴承磨损特性的影响;通过动量轮轴承磨损寿命试验计算模型的正确性,并利用小样本可靠度评估方法分析了动量轮轴承磨损寿.【英文摘要】Momentum wheel is a key equipment of gesture control system in spacecraft, as miniature precision angle contact ball bearing to momentum wheel. The performances and life of spacecraft lie on the performances of bearing such as precision, vibration, the waviness of friction torque and life. Such kinds of bearings often operate with high speed and light load in space environment. The common failure mode is wear-out occurring under insufficient lubrication condition, as a result, the vibration, noise and frict.【关键词】动量轮 航天轴承 磨损寿命 拟静力学分析 数值仿真【英文关键词】Momentum Wheel Space Bearing Wear Life Quasi-static Analysis Numerical Simulation【索购全文】联系Q1：138113721 Q2：139938848【目录】动量轮轴承磨损寿命研究摘要2-4ABSTRACT4-5第1章 绪论8-141.1 引言8-91.2 国内外研究进展9-131.2.1 动量轮轴承设计9-101.2.2 轴承性能试验研究101.2.3 轴承寿命试验研究10-111.2.4 磨损计算研究11-121.2.5 耐磨设计研究12-131.3 论文主要内容131.4 研究方法13-14第2章 动量轮轴承磨损寿命计算模型14-262.1 钢球与沟道之间的磨损计算14-202.1.1 运动学分析14-182.1.2 套圈沟道磨损计算18-202.2 动量轮轴承磨损寿命模型20-242.2.1 初始预紧力时轴承内圈的轴向位移20-212.2.2 轴承磨损寿命21-242.3 本章小结24-26第3章 动量轮轴承磨损特性理论分析26-323.1 内外沟道之间的磨损率比例26-273.2 动量轮轴承的磨损特性27-313.2.1 预紧力对沟道磨损的影响27-283.2.2 外圈转速对轴承磨损的影响28-293.2.3 轴承结构参数对磨损的影响29-313.3 本章小结31-32第4章 动量轮轴承磨损寿命理论计算模型试验验证32-464.1 概述324.2 试验装置32-334.3 试验方案33-354.4 轴承分解与测量35-384.4.1 轴承零件表面观察35-384.4.2 轴承零件精度测试384.5 轴承失效过程38-404.6 验证模型40-424.7 动量轮轴承磨损寿命可靠度分析42-454.7.1 动量轮轴承寿命分布424.7.2 可靠度分析42-454.8 本章小结45-46第5章 结论46-