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滑动轴承论文：润滑分析Reynolds方程轴颈轴向运动摩擦学性能【提示】本文仅提供摘要、关键词、篇名、目录等题录内容。为中国学术资源库知识代理，不涉版权。作者如有疑义，请联系版权单位或学校。【摘要】内燃机作为一种重要的动力装置,广泛运用于国防、交通、工农业等各个领域。而作为现代化、高速化、结构更紧凑的内燃机(包括汽油机、柴油机)的重要零部件之一的滑动轴承,已经成为了发动机减少能源消耗、增强运行稳定性以及提高输出功率、效率的制约因素之一。因此对内燃机轴承系统下的滑动轴承润滑性能的研究显得尤其重要。径向滑动轴承流体动力润滑分析是滑动轴承设计的基本问题,有关滑动轴承动力润滑的理论研究已基本成熟。近年来,考虑实际工况(如轴承制造与装配误差、轴瓦表面粗糙度、轴瓦变形、轴颈倾斜等)对轴承润滑性能的研究也日趋完善。上述现有研究的理论依据,基本上都是建立在只考虑轴颈的圆周运动、而不计轴颈轴向运动的二维运动Reynolds方程的基础之上。然而,在一些特殊情况下,轴颈的轴向运动确实存在。本文发现李震教授、何芝仙教授、桂长林教授在研究内燃机曲轴轴承系统动力学摩擦学耦合问题时,实际工况下内燃机曲轴主轴承的轴心轨迹是三维的,即曲轴主轴承轴颈同时存在圆周、径向和轴向的三维运动,在对曲轴主轴承进行润滑分析时,却未考虑轴颈的轴向运动,有关轴颈三维运动情况下的滑动轴承润滑分析也尚未见报道。本课题研究来源于导师选题,是对轴颈二维运动下滑动轴承润滑性能问题的延伸,李震教授、何芝仙教授和桂长林教授对轴颈二维运动的Reynolds方程研究已经建立了成熟的体系,在前人的研究基础上,主要运用相类似的方法分析了轴颈三维运动状态下滑动轴承的润滑性能。首先,本文分析了近些年来滑动轴承润滑领域的相关内容的研究以及所取得的最新研究进展,阐述了研究滑动轴承润滑的重要意义。其次,以现有的轴颈倾斜的轴承模型为基础,利用有限差分法对滑动轴承润滑分析的二维Reynolds方程的油膜反力进行求解,再积分求出其他的摩擦学性能参数,运用编程软件编写润滑程序计算得到结果。第三,提出了轴颈圆周、径向和轴向三维运动状态下滑动轴承润滑分析的Reynolds方程,在二维Reynolds方程基础上加上轴向运动项,研究分析了轴颈轴向运动对滑动轴承的摩擦学性能的影响。第四,以N4105内燃机中曲轴-轴承系统为研究模型,根据柔性曲轴-轴承系统多体动力学分析ADAMS仿真模型得到的主轴颈轴心运动参数,调用第三章的润滑程序求出五个主轴颈在轴颈三维运动状态下的摩擦学特性,并和轴颈二维运动作比较。最后,针对本课题所作的主要工作和创新点作出总结,并对以后的进一步研究提出了作者的一些个人看法。【关键词】滑动轴承；润滑分析；Reynolds方程；轴颈轴向运动；摩擦学性能；【篇名】轴颈三维运动状态下的滑动轴承润滑分析【目录】轴颈三维运动状态下的滑动轴承润滑分析摘要5-7ABSTRACT7-9插图清单12-14表格清单14-15第1章 绪论15-221.1 国内外的研究状况15-191.1.1 内燃机轴承润滑分析的研究进展17-191.2 本课题的来源和研究内容19-201.2.1 本课题的来源191.2.2 本课题的研究内容19-201.2.3 本课题的研究方法201.3 本课题的研究意义20-22第2章 滑动轴承的研究方法22-412.1 引言222.2 滑动轴承的流体润滑理论基础22-262.2.1 雷诺方程的基本假设232.2.2 雷诺方程的推导23-262.3 流体动压润滑26-292.3.1 流体动压形成机理26-282.3.2 雷诺方程的边界条件与初始条件282.3.3 流体润滑特性计算28-292.4 求解雷诺方程数值方法介绍29-332.4.1 有限差分法29-322.4.2 超松弛迭代法32-332.5 滑动轴承润滑的求解过程33-412.5.1 基本方程和公式332.5.1.1 轴颈在轴承中倾斜时的膜厚方程332.5.2 轴颈倾斜时滑动轴承的Reynolds方程33-352.5.3 数值计算方法35-382.5.4 润滑性能参数的求解38-402.5.5 利用MATLAB软件编程求解402.6 本章小结40-41第3章 考虑轴向运动的滑动轴承润滑分析41-543.1 引言413.2 轴颈三维运动的Reynolds方程41-443.2.1 轴承的油膜反力和工作力矩443.2.2 油膜的流速分布443.2.3 轴颈表面的摩擦力与摩擦系数443.2.4 轴承的端泄流量443.3 计算结果与分析44-493.3.1 油膜压力分布453.3.2 轴承承载量、摩擦系数、工作力矩和端泄流量45-493.4 改变轴颈角速度和动力粘度所产生的影响49-533.4.1 改变轴颈转动角速度时轴承摩擦学性能的变化49-513.4.2 改变润滑油动力粘度时轴承摩擦学性能的变化51-533.5 本章小结53-54第4章 考虑轴向运动的内燃机曲轴-轴承系统中五个主轴承的润滑分析54-774.1 引言544.2 内燃机曲轴-轴承系统动力学计算模型54-564.2.1 曲轴-轴承系统动力学仿真模型的介绍54-554.2.2 控制方程55-564.2.2.1 弹性轴的多柔体动力学方程554.2.2.2 油膜力方程55-564.3 考虑轴向运动的曲轴-轴承系统中五个主轴承的润滑分析56-694.3.1 五个主轴承的油膜压力58-604.3.2 五个主轴承的承载量60-614.3.3 五个主轴承的摩擦系数61-634.3.4 五个主轴承的工作力矩63-654.3.5 五个主轴承的端泄流量65-664.3.6 考虑和不考虑轴向运动时主轴承润滑分析66-694.3.6.1 考虑和不考虑轴向运动时的油膜压力674.3.6.2 考虑和不考虑轴向运动时的承载量674.3.6.3 考虑和不考虑轴向运动时的摩擦系数67-684.3.6.4 考虑和不考虑轴向运动时的工作力矩684.3.6.5 考虑和不考虑轴向运动时的端泄流量684.3.6.6 考虑和不考虑轴向运动时的五个摩擦学特性的分析比较68-694.4 第1主轴承各摩擦学性能参数的分析69-764.4.1 不同轴颈角速度对第1主轴承摩擦学性能参数的影响69-754.4.1.1 不同轴颈角速度下的油膜压力分布图70-714.4.1.2 不同轴颈角速度下的承载量变化图71-724.4.1.3 不同轴颈角速度下的摩擦系数变化图72-734.4.1.4 不同轴颈角速度下的工作力矩变化图73-744.4.1.5 不同轴颈角速度下的端泄流量