薄壁四点接触球轴承-腕部关节系统接触动力学分析

在机器人实际工况中,针对含有薄壁四点接触球轴承的机器人腕部关节系统的运动稳定性问题,对腕部系统模型进行了简化设计和仿真研究。在考虑薄壁结构的弹性变形和动态接触作用耦合影响的基础上,建立了刚柔耦合工业机器人腕部关节系统模型,分析了不同受载工况和正反转驱动下的变形规律和动态特性。首先,基于多体动力学和Hertz接触理论,设计了包含薄壁四点接触球轴承和中空轴及基座的腕部关节系统刚柔耦合接触动力学仿真模型;然后,考虑薄壁中空轴、基座、轴承套圈和保持架的结构弹性变形、钢球和套圈滚道、保持架的动态接触作用,研究了机器人腕部关节系统两种实际工况对保持架和钢球角速度、保持架和薄壁基座振动位移、钢球与套圈的动态接触力的影响;最后,计算分析了两种工况下腕部关节系统的动态载荷规律和振动响应特性。研究结果表明:在相对较大的径向载荷作用下,保持架和钢球会出现打滑现象,速度呈现周期波动,保持架和基座具有更好的运动稳定性,其薄壁轴承内部载荷降低,主副接触对均承担联合载荷,轴承内部载荷稳定性也更好。该仿真模型及结果可以为薄壁腕部关节系统的动力学分析与设计提供参考。

动力传动机构四点接触球轴承的振动特性分析

针对动力传动机构四点接触球轴承的振动开展研究,建立了考虑润滑的四点接触球轴承振动分析模型,并以QJ214四点接触球轴承为例,对不同结构参数及工况参数下轴承的振动特性进行了理论分析。结果表明:四点接触球轴承径向游隙和滚动体数量越小,轴承振动越小;内、外圈沟曲率半径系数对轴承振动的影响较大,合理选择内、外圈沟曲率半径系数可以有效降低轴承振动;润滑剂可以缓和振动冲击,减小轴承的振动;对四点接触球轴承施加合理的轴向载荷可以降低轴承的振动。

传动机构用四点接触球轴承优化设计

以QJ214四点接触球轴承为研究对象,建立以轴承额定动载荷和摩擦力矩为目标函数,以轴承内圈沟曲率半径系数、外圈沟曲率半径系数、钢球直径、球组节圆直径、原始接触角为设计变量的优化模型,采用遗传算法对四点接触球轴承进行优化,并基于四点接触球轴承拟静力学模型研究轴承接触角的变化。结果表明:优化后轴承的内圈沟曲率半径系数为0.520,外圈沟曲率半径系数为0.531,钢球直径为17.600 mm,球组节圆直径为97.811 mm,接触角为35°,工作接触角均大于垫片角,额定动载荷增大了1.592%,摩擦力矩减小了4.051%。

四点接触球轴承钢球-沟道多点接触成因分析

针对四点接触球轴承钢球与沟道间发生多点接触引起轴承过早失效的问题,以QJ214四点接触球轴承为研究对象,建立了钢球-沟道接触模型,分析了结构参数及工况参数变化时钢球-沟道发生多点接触的成因。研究结果表明,内外圈沟道曲率半径系数或内外垫片厚度的增大可使钢球-沟道接触状态由三点接触转变为两点接触,再转变为三点接触;恒定转速时,轴向载荷的减小可使钢球-沟道接触状态由两点接触转变为三点接触;转速及轴向载荷均恒定时,径向载荷的增大可使部分钢球-沟道接触状态由两点接触转变为三点接触,再转变为四点接触。研究成果为避免四点接触球轴承在运转过程中发生多点接触而引起的猫眼圈磨损失效提供了参考。

面向典型工况的四点接触球轴承接触状态分析

四点接触球轴承在实际服役环境下易出现三点、四点接触现象,复杂时变的接触特征导致其建模分析及试验研究的难度较大。首先,建立四点接触球轴承力学模型,对其接触受力及运动状态进行分析;然后,利用刚体动力学分析轴承各零件之间的瞬态几何关系;最后,利用赫兹接触和润滑理论建立力学模型,通过GSTIFF I3求解器获取轴承组件在各个时刻相互之间作用所产生的状态信息,从而得到四点接触球轴承的多点接触特征。基于上述模型开展了转速、径向载荷等工况参数对四点接触球轴承动态接触的影响分析,结果表明:当转速较高时,轴承在离心力的作用下容易出现三点接触现象,副接触对的接触力随着转速的提高而逐渐增加;当径向载荷与轴向载荷比值增加到一定程度时,轴承易出现四点接触现象。

一种四点接触球轴承自动装球装置

针对传统四点接触球轴承人工装配效率低,装配质量不稳定,成本高的问题,提出将球径向压入改为圆周侧向压入,采用专用模具使球由模具内部落入装球工位,并设计了一种球数可调、控制精确的自动装球装置,满足了该类轴承的装配需求。

大功率风电偏航四点接触球轴承保持器结构设计改进

介绍了风电偏航用四点接触球转盘轴承保持器常用结构,分析了当前保持器使用过程中存在问题,针对存在问题对大功率偏航轴承保持器结构设计改进,并介绍了改进后保持器结构的参数设计。通过对保持器结构改进,提高了轴承设计可靠性,延长了轴承使用寿命,降低了风机运维成本,保证风机长久持续无忧运转。

等截面四点接触球轴承承载能力分析

等截面四点接触球轴承是工业设备中核心部件之一,实现两部件之间的载荷传递和相对运转,较高的使用频率、冲击载荷、材料的原始缺陷等极易造成薄壁四点接触球轴承损伤,影响工业设备工作精度和效率。通过赫兹接触理论进行接触应力和接触面积的理论分析,获得滚动体与滚道接触区域接触应力和接触面积的解析解。建立滚动体与滚道接触有限元验证模型,通过与赫兹接触理论进行对比,验证数值模型的有效性。最后,运用验证过的滚动体与滚道接触有限元模型对滚动体与滚道接触区域承载能力进行分析。本文的研究有利于提高工业设备等截面四点接触球轴承承载能力的计算精度,为等截面四点接触球轴承的研发设计和优化设计提供可靠的手段和依据。

四点接触球轴承的接触问题研究

该文基于有限元方法,利用ANSYS Workbench软件建立球轴承的非线性接触模型,求解了四点接触球轴承的受力和变形情况。计算结果表明:用ANSYS Workbench计算分析轴承接触问题在一定程度上是可行的,较符合轴承受力后变形的实际情况。求解得到的球轴承滚珠等效应力分布和最大接触压力分布为轴承设计和轴承失效形式分析提供了理论依据,具有工程参考价值。

薄壁四点接触球轴承接触问题有限元分析

基于Ansys有限元软件,提出薄壁四点接触球轴承的逐级梯度细化接触区域的单元网格划分方法。建立等截面薄壁四点接触球轴承1/2单个滚动体与套圈及整个轴承有限元模型。计算分析了网格单元尺寸对四点接触球轴承接触特性的计算精度影响,求解整个轴承有限元模型在静径向力下的载荷分布规律,获得了薄壁四点接触球轴承较为精确的椭圆接触区域形状和四点接触状态。研究表明:对于接触特性计算,网格划分单元尺寸近似于接触椭圆短半轴的50%时便可以得到较精确计算结果,对于薄壁四点接触球轴承,钢球与内、外圈滚道的接触应力、等效应力和接触变形与径向载荷呈非线性递增关系,接触应力大小和载荷分布的计算结果与赫兹接触理论计算值具有较好的一致性。计算结果较为精确的模拟了薄壁四点接触球轴承的接触特性和载荷分布规律。

大型四点接触球轴承的有限元模型研究

基于非线性有限元分析方法 ,采用了线性轴承模型和非线性轴承模型分析了大型四点接触球轴承的变形和受力。两种模型的分析结果表明 :整体应力、应变分布和轴承外环的变形规律基本一致 ,证明了两种建模方法在一定程度上是可行的。讨论了引起非线性模型和线性模型之间差异的原因。求解得到的轴承变形曲线为轴承的设计提供了理论依据 。

基于赫兹理论的大型负游隙四点接触球轴承的接触分析

给出了用赫兹接触理论对大型负游隙四点接触球轴承进行接触分析的方法,并以3-645K转盘轴承为例,计算空载时不同负游隙下钢球与内、外圈滚道之间的法向接触压力。结果表明:轴承4个接触点处的接触载荷随负游隙绝对值的增大而增大,负游隙的微小变化对接触力的影响很大。

四点接触球轴承摩擦力矩特性分析

介绍了2种四点接触球轴承的摩擦力矩理论计算模型,采用不同模型计算同型号的轴承,对比分析可知,造成计算值差异的关键因素在于是否考虑轴承内部的几何结构参数。在考虑几何结构参数的计算模型中,影响最突出的是轴承实际接触角。还分析了加工精度对四点接触球轴承的实际接触角及其摩擦力矩的影响,并通过试验进行了验证。

工业机器人用薄壁四点接触球轴承的设计分析

针对工业机器人用薄壁四点接触球轴承特殊的结构和性能要求,从主参数的确定,结构参数的选取以及有限元分析等方面,对该轴承设计上需特殊考虑的问题进行了分析。

负游隙四点接触球轴承的刚度计算

分析了负游隙四点接触球轴承分别承受纯径向和纯轴向载荷时的载荷分布,根据Hertz理论的载荷与变形关系,推导出了负游隙四点接触球轴承径向和轴向刚度的计算公式,以QJ1830轴承为例进行了分析计算,并对正、负游隙时轴承的刚度进行了对比,结果显示负游隙时轴承的径向和轴向刚度均得到提高。

负游隙四点接触球轴承的摩擦力矩计算

对四点接触球轴承的内部几何关系进行分析,得到负游隙的计算方法,同时分析负游隙状态下套圈变形对球与沟道间接触载荷的影响,最后根据能量守恒定律得到摩擦力矩的分析计算方法。为对该方法进行验证,以空载状态下的薄壁四点接触球轴承QJ1830为例进行了摩擦力矩试验,结果表明:游隙越小,摩擦力矩的理论计算值与实测值的误差越小,当游隙小于-6μm时,误差小于30%。

特大型四点接触球轴承沟曲率半径系数的设计方法

沟曲率半径系数是轴承设计中一个重要的设计参数,对轴承的承载能力和疲劳寿命有较大影响。目前为止,特大型四点接触球轴承沟曲率半径系数的设计依靠经验取值,缺乏设计依据,由此设计出来的轴承不能保证满足承载能力的要求。给出了特大型四点接触球轴承精确静承载曲线的绘制方法,提出了根据特大型四点接触球轴承精确静承载曲线设计轴承沟曲率半径系数的方法并给出了相应的设计流程,同时还给出了此类轴承疲劳寿命的计算方法。给出的沟曲率半径系数设计方法能够精确设计特大型四点接触球轴承的沟曲率半径系数,设计出的轴承一定满足轴承承载能力的要求及较高疲劳寿命的要求。此外,该设计方法可提高轴承的设计效率,并为轴承沟曲率半径系数设计方法的发展提供理论基础。

滚道形状对四点接触球轴承力学性能的影响

涡轮钻具用四点接触球轴承为特殊设计的非标轴承,其在恶劣的工况下高速旋转,需承受较大的轴向载荷和轻微的径向载荷,是涡轮钻具中最薄弱的环节,直接影响着涡轮钻具的性能和工作寿命。用Pro/E对涡轮钻具轴承滚道和钢球的接触进行三维建模后,利用ANSYS分析了轴向力作用下轴承内部的接触状态和不同形状滚道下钢球的变化和磨损,讨论了轴向力、滚道形状与钢球各参数之间的关系,从而得出了最佳滚道形状。

四点接触球转盘轴承沟道直径检测方法探讨

介绍一种四点接触球转盘轴承沟直径的检测方法。将卡尺加以改进 ,卡尺卡角上装上辅助卡角 。

四点接触球轴承接触角对接触应力的影响初探

根据接触力学理论,应用有限元方法对四点接触球轴承接触角对接触应力的影响进行了研究,对五组不同接触角的四点接触球轴承进行分析.结果表明,在相同载荷条件下的四点接触球轴承,当接触角不同时对应的接触应力也会有所改变,当接触角为15°时,接触应力最小,研究结果可为四点接触球轴承的设计与应用提供参考.