1、軸用擋圈又稱為軸用卡簧，是一種重要的機械緊固件，其在高轉(zhuǎn)速下的工作性能直接影響機械系統(tǒng)運行的可靠性。研究分析軸用擋圈的極限轉(zhuǎn)速對于指導(dǎo)軸用擋圈的設(shè)計、優(yōu)化和選型以及分析其工作可靠性、避免安全事故具有重大意義。本文選取德國Seeger Orbis標(biāo)準(zhǔn)軸用擋圈作為分析對象，以德標(biāo)DIN471軸用擋圈標(biāo)準(zhǔn)為參考，對軸用擋圈高轉(zhuǎn)速下與軸的接觸狀況進行了理論分析與實驗研究。
　　首先介紹了軸用擋圈與卡簧槽配合安裝的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)?；诶碚摿W(xué)

2、與材料力學(xué)基礎(chǔ)理論，分析了非等徑軸用擋圈在靜態(tài)接觸和動態(tài)旋轉(zhuǎn)過程中的結(jié)構(gòu)變化、接觸狀態(tài)及應(yīng)力分布，發(fā)現(xiàn)軸用擋圈徑向最厚處所受離心力最大。推導(dǎo)出軸用擋圈徑向?qū)挾扔嬎愎胶烷_口大小計算公式，并通過MATLAB軟件計算了擋圈與卡簧槽內(nèi)徑圓輪廓以及相應(yīng)的參數(shù)，利用Pro/E建模軟件建立軸用擋圈三維模型，在ABAQUS有限元仿真環(huán)境中對軸用擋圈與軸的初始接觸狀況進行仿真，并進行了軸用擋圈與軸的靜態(tài)接觸點測量實驗。理論、仿真與實驗結(jié)果表明，軸用擋圈

3、與卡簧槽的接觸狀態(tài)可簡化為三點接觸，由此提出了軸用擋圈與軸之間的最先脫離點假設(shè)以及相應(yīng)的徑向失效判據(jù)。
　　基于所建立的徑向失效判據(jù)，對軸用擋圈在高轉(zhuǎn)速下的徑向位移進行有限元仿真，依據(jù)德國彈性擋圈標(biāo)準(zhǔn)DIN471對仿真結(jié)果進行分析。結(jié)果表明，基于本文所提出的最先脫離點假設(shè)，通過仿真分析得到的軸用擋圈極限轉(zhuǎn)速與DIN471標(biāo)準(zhǔn)上的數(shù)值誤差均低于8％，從而驗證了本文所提出的軸用擋圈徑向失效判據(jù)的有效性。隨后，通過將軸用擋圈與卡簧槽的內(nèi)

4、接觸變換為銅片與法蘭的外接觸，并采用霍爾元件測速與光敏元件引發(fā)單片機外部中斷的方式，建立了軸用擋圈極限轉(zhuǎn)速測試方法。基于高速電主軸、變頻器與鑄鐵工作臺，搭建了軸用擋圈極限轉(zhuǎn)速實驗平臺，并采用三種不同的實驗方案對不同規(guī)格的軸用擋圈進行極限轉(zhuǎn)速實驗。實驗結(jié)果表明，1/4圓周接觸面積的軸用擋圈極限轉(zhuǎn)速最接近DIN471標(biāo)準(zhǔn)參考值。最后，根據(jù)Seeger Catalog給出的軸用擋圈極限轉(zhuǎn)速公式以及本文的分析對軸用擋圈極限轉(zhuǎn)速的優(yōu)化設(shè)計和改良提