交叉圆柱滚子型偏航轴承结构优化设计

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1、专业学位硕士学位论文交叉圆柱滚子型偏航轴承结构优化设计StructuralOptimizationDesignofCrossCylindricalRollerYawBearing学号：31204026完成日期：2014．5大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了

2、明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：盔茜固盘盘丕型叠亟盘监丝题生』鱼遂过作者签名：捻连日期：塑竺年—L月jL日大连理工大学专业学位硕士学位论文摘要交叉圆柱滚子轴承作为一种重要的回转支承型式，在工程机械中得到了广泛的应用。而在风力发电机专用轴承中，这种型式的轴承应用较少，因此有必要对交叉圆柱滚子轴承应用于偏航轴承作进一步的分析研究。本文采用静力学方法和有限元法，对交叉圆柱滚子轴承的载荷分布和承载性能等进行研究，利用遗传算法对影响轴承承载能力的参数进行优化，为交叉圆柱滚子型偏航轴承的结构设计提供理论基础。首先，介绍了国内外风力发电机及配套轴承的设

3、计制造现状、发展趋势以及偏航轴承的作用和特点；简要阐述了偏航轴承及交叉圆柱滚子轴承的研究现状。其次，对交叉圆柱滚子轴承的结构特点、承载特性及其实际应用进行了阐述，建立了轴承的几何模型，描述了轴承滚动体、滚道、内外圈的几何特征以及三者之间相互位置关系；推导了线接触的两物体接触载荷、变形量及接触刚度之间的关系；以几何模型为基础，根据滚动体与滚道之间接触载荷与变形量的关系，以内圈形心三个坐标轴方向的位移及绕X轴、Y轴倾角为未知量，建立轴承的五元非线性平衡方程组，即轴承的力学模型。然后，利用牛顿一拉夫逊迭代法对轴承的力学模型进行求解，结合算例，分析了轴承分别承受径向力、轴向力、倾覆力矩及联合

4、载荷作用时的载荷分布规律；建立了偏航轴承的有限元模型，通过有限元模型与力学模型结果的对比分析，对力学模型的正确性进行了验证。最后，研究了轴承游隙、初始接触角、滚动体直径及数量和两排滚动体的数量比对轴承承载能力的影响规律，给出了有利于提高轴承承载能力的结构参数取值范围。以上述结构参数的范围为约束，以轴承的额定静载荷为目标，利用遗传算法，对轴承游隙、初始接触角、滚动体直径及个数进行了优化。关键词：交叉滚子轴承；偏航；载荷分布；结构优化交叉圆柱滚予型偏航轴承结构优化设计StructuralOptimizationDesignofCrossCylindricalRollerYawBearin

5、g—AbstractAsanimportanttypeofrotarybearingsupport，crosscylindricalrollerbearingshasbeenwidelyusedinengineeringmachinery．删Iethistypeofbearingisrarelyappliedinwindturbinebearing，SOfurtherresearchoncrosscylindricalrollerbearingasyawandpitchbearingisnecessary．Inthispaper，analyticalalgorithmandfinit

6、eelementmethodwereusedtoanalyzetheloaddistributionandthebeatingperformanceofcrosscylindricalrollerbearing．111eparameterswhichaffectthecarryingcapacityofthebearingisoptimizedbygeneticalgorithmmethod，itcanprovidethetheoreticalbasisforstructuraloptimizationinthedesignofcrossedcylindricalrolleryawb

7、eating．Firstofall，domesticandforeignwindturbinedesignandmanufa。cturestatus，developmenttrendwereintroduced．Theworkingenvironmentandcharacteristicsofthebearingwithinwindturbine，theresearchstatusofyawbearingandcrosscylindricalrollerb