过盈配合的摩擦系数研究

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过盈联接设计中,正确选取摩擦系数是保证联接安全可靠的前提。它的取值直接影响设计的过盈量大小,从而决定了过盈联接所能传递的扭矩大小。本文以大连重工·起重集团减速机厂的风机增速器输入轴与大行星架之间过盈联接为研究对象,设计正交试验,分析过盈连接摩擦系数的影响因素,并运用有限元软件仿真计算各因素对其影响大小。首先,阐述了课题的研究背景、意义以及过盈配合摩擦系数国内外研究状况。其次,分析过盈联接摩擦系数的计算公式,确定被测量;设计正交试验,研究摩擦系数的影响因素。测量加工试件的表面粗糙度和表面轮廓,采用基于半径差的方法对轮廓数据进行粗大误差的剔除。采用自适应圆锥的方法进行圆锥面拟合,为使优化结果达到最优,通过多步拟合计算初始点并采用序列二次规划的算法进行求解。计算结果表明,采用本文的方法进行圆锥度误差评定,其评定结果平均减小13.9%。为保证装配后试件的结合尺寸符合正交表中因子水平要求,对轴套试件进行重新分组,并采用缩胀法装配。扭转试验确定试件的失效扭矩。使用测力环对扭转试验台进行标定,依次对试件进行扭转试验,记录试验时间、力矩和转角数据,绘制时间-摩擦力矩曲线,曲线上突变值即为失效扭矩。最后,根据过盈联接摩擦系数的修正公式计算每对试件的摩擦系数,重构正交表,分析其影响因素。同时采用有限元软件以结合压强为媒介仿真计算各影响因素的大小。结果表明,影响摩擦系数的各因素中,过盈量的影响力最大,锥度的影响力次之,而表面粗糙度的影响力最小,三者影响度所占百分比分别为:88.6%、9.2%和2.2%。当过盈联接的过盈量处于0.0847mm以下时,随着过盈量的增大,摩擦系数会有相应的提升,但过盈量超过此值时,摩擦系数则会随着过盈量的增大而降低。
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