论文题目: 特大型滚轮式支承结构研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 机械制造及其自动化
作者: 王文财
导师: 王凤岐
关键词: 摩天轮,支承结构,优化设计,有限元方法
文献来源: 天津大学
发表年度: 2005
论文摘要: 随着社会经济和科学技术的发展,大型旋转支承在机械、建筑等领域的应用越来越多,对其性能要求也越来越高。回转支承的传统方案是选用轴承式结构,但对于超大型支承采用轴承式结构存在加工精度高,制造难度大;体积巨大,整体不便与运输;安装调整困难,且损坏件不易维修更换等不足。本文结合天津市慈海桥摩天轮(总体方案)对大型旋转支承需要,提出了一种滚轮式支承方案,并对这种方案的具体结构及设计方法进行了系统研究。本文主要进行了以下工作:1.分析了慈海桥摩天轮(总体方案)对大型旋转支承的具体要求和产品生命周期中其他需要考虑的问题,提出“轴承式”和“滚轮式”两种设计方案,通过分析对比确定滚轮式支承方案为最终方案,并对滚轮式支承方案进行了详细结构设计。2.以重量最轻为优化设计目标,从工程要求、结构限制、强度等方面出发确定了多个约束条件,建立了优化设计模型,并应用Matlab软件进行了优化计算;最后进行了结构校核。3.运用有限元理论和ANSYS软件对滚轮式支承结构中的关键部件-支承外圈及滚轮支架进行了应力、应变分析,结果表明结构的刚度和强度是足够的。4.用ANSYS和赫兹公式同时对滚轮与支承外圈的接触应力进行了计算,验证了用有限元方法计算接触应力的实用性,也对用ANSYS计算其他接触问题提供了很好的借鉴。5.从摩天轮支承结构的应用要求出发,对支承结构的制造、安装提出了具体的精度要求。提出了保证两支承外圈同心度,径向尺寸和径向角度尺寸的调整方法。本文提出的滚轮式支承结构是针对慈海桥摩天轮(总体方案)提出的,但其结构及其所应用的设计方法对其他特大型回转支承的设计也具有重要参考价值。
论文目录:
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 概述
1.1.1 轴承与回转支承
1.1.2 轴承工业的发展
1.1.3 特大型轴承的生产现状
1.2 轴承设计理论与方法
1.2.1 传统轴承设计理论和方法
1.2.2 现代轴承设计理论与方法
1.3 课题背景及研究意义
1.3.1 课题背景
1.3.2 本课题研究的内容及意义
第二章 特大型支承结构的方案选择与结构设计
2.1 摩天轮回转支承结构的设计要求和需要考虑的主要问题
2.1.1 摩天轮支承结构的设计要求
2.1.2 摩天轮支承结构设计需要考虑的主要问题
2.2 支承结构的设计方案
2.2.1 轴承式支承方案
2.2.2 滚轮式支承方案
2.2.3 两种方案的对比
2.3 滚轮式支承结构设计
2.3.1 径向支承结构
2.3.2 轴向支承结构
2.3.3 支承外圈
2.4 本章小结
第三章 滚轮式支承参数优化设计与校核
3.1 径向支承结构的参数优化模型
3.1.1 目标函数
3.1.2 约束条件
3.1.3 运用Matlab进行优化模型求解
3.2 径向支承设计校核
3.2.1 结构力学分析
3.2.2 校核轴承
3.2.3 校核轴
3.2.4 校核滚轮
3.2.5 设计参数的确定
3.3 本章小结
第四章 滚轮式支承结构的有限元分析
4.1 支承外圈与径向滚轮的接触分析
4.1.1 接触分析的类型和形式
4.1.2 有限元分析模型
4.1.3 单元关键字和实常数
4.1.4 边界条件
4.1.5 求解选项和载荷步
4.1.6 求解接触问题
4.1.7 结果分析
4.2 支承外圈的应力应变分析
4.2.1 模型选择
4.2.2 载荷确定
4.2.3 约束确定
4.2.4 结果分析
4.3 滚轮支架的应力应变分析
4.3.1 模型选择
4.3.2 载荷确定
4.3.3 约束确定
4.3.4 结果分析
4.4 本章小结
第五章 滚轮式支承结构精度控制
5.1 制造精度和安装精度的要求
5.2 安装过程中精度调整
5.2.1 两支承外圈内滚道同心度的调整及辅助基准的建立
5.2.2 辅助基准的建立与调整过程
5.2.3 径向尺寸的精度调整
5.2.4 径向角度尺寸（平行度）的保证
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
发表论文和科研情况说明
致谢
发布时间: 2007-04-17
参考文献
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