结构参数影响的角接触球轴承接触特性及生热分析

为了预测不同工况下主轴轴承的生热量,课题组基于轴承准静态模型和局部法生热模型,提出了一种考虑结构参数影响下的角接触球轴承生热量预测方法。依据Jones滚道控制理论,确定了轴承接触角和接触载荷参数求解方法;采用Newton-Raphson迭代算法,计算了变转速、变外部载荷和变结构参数影响下的角接触球轴承接触参数和生热量。仿真预测结果表明结构参数对轴承接触参数和生热量影响比较显著。利用结构参数的影响规律,为复杂工况下的轴承设计优化和热优化提供了参考。

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。

轴承接触角测量仪

本文介绍了单片机轴承接触角测量仪的测量原理、结构以及软硬件设计。

角接触球轴承接触状态分析

本文考虑角接触球轴承所处的高温环境和不同的轴向预紧量条件,分别采用拟静力学方法和力热耦合分析方法对其进行力学特性计算分析。基于角接触轴承拟静力学,在给定径向力条件下,轴承轴向力在40~170N范围内变化时,轴承的接触应力先下降再上升,在轴向力为70N处出现最低接触应力,即轴承的预紧力合理值应在30N左右。采用力热耦合分析方法,对采用预紧力40N即轴向力为80N时的轴承接触状态进行有限元分析,获得了相应的考虑较高环境温度和转速影响的内部接触应力分布情况。结果表明,采用力热耦合的分析方法,考虑高温度环境和轴承的大负载特点,低的接触应力状态对避免轴承提前失效和保障轴承寿命更有利。

高速角接触球轴承接触角计算与影响因素分析

以弹性力学理论、滚动轴承动力学和沟道控制理论为基础,计算了高速角接触球轴承内圈外径在离心力作用下的径向位移,给出了计及内圈径向位移、过盈配合量和预紧力影响时,高速角接触球轴承接触角的计算方法。对7012/CD轴承的计算结果表明:当轴承转速较高时,受内圈径向位移的影响,随转速的继续增加内接触角不升反降,外接触角的减小也趋缓;轴向预紧力对轴承接触角随转速的变化有抑制作用;过盈配合量对接触角随转速的变化没有影响。

高速角接触球轴承接触疲劳寿命的有限元分析

首先简述了滚动轴承寿命的基本理论以及传统估算方法。然后根据轴承结构与工作特点,指出了滚动体与滚道的接触疲劳是轴承的主要失效形式,通过总结一般结构疲劳分析方法,提出了滚动轴承采用有限元法进行疲劳分析的方法和步骤。针对实际课题,对给定工况下的角接触球轴承B7005轴承接触疲劳寿命的有限元分析,将分析结果与轴承经典寿命估算结果进行了对比,一定程度上验证了提出的滚动轴承有限元疲劳分析法的合理性。

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。

轴向受载的高速角接触球轴承接触角域的精确确定

在分析了高速角接触球轴承动态特性方程组的基础上,对动态特性的辅助方程进行了寻求根本变量的分析,得到了各个方程组变量相互耦合的关系图和根本变量。根据高速角接触球轴承受纯轴向力时的特点,提出了应用接触角进行迭代求解动态特性的计算方法。为了确定接触角的求解域,根据文献的计算结果分析了随着载荷和转速的变化内接触角增量小于外接触角增量的特点,并应用本文提出的迭代方法对算例进行了计算,验证了对接触角增量变化分析的正确性,从而将接触角的搜索范围缩小一半,减少了计算量。

基于ANSYS的高速角接触球轴承接触分析

针对机床高速角接触球轴承复杂工况下的接触分析问题,首先利用ANSYS软件建立了有限元分析模型对球-平面接触进行有限元分析,将分析结果与赫兹公式理论解进行比较,验证有限元接触分析的正确性;然后分析了网格细化程度对计算精度的影响;最后建立了完整的角接触球轴承参数化模型,分析载荷、转速作用下的应力分布。得出如下结论:随着载荷的增大,每个球与内外圈的接触应力均增大,且与内圈的接触应力大于与外圈的接触应力;随着转速的增大,球与外圈的接触应力增大,而与内圈的接触应力减小。为角接触球轴承耦合热应力等的分析提供了方法。

基于有限元法的薄壁角接触球轴承接触特性分析

滚动轴承经典理论都是以刚性套圈假设为前提,计算时不考虑套圈变形,但用于分析柔性套圈支承的薄壁轴承时,误差较大。基于ABAQUS建立薄壁角接触球轴承ZR76/82C的三维模型,分析了在柔性约束下套圈的变形情况及壁厚对套圈变形的影响,并与刚性约束的情况进行对比,结果表明:柔性约束下套圈将不再保持几何圆,与刚性约束下的轴向位移计算值相差较大;壁厚对于套圈的变形影响很大,壁厚较小的情况下不可忽略套圈的变形影响。

一种考虑润滑效应的角接触球轴承接触刚度计算方法

建立了润滑工况下的高速角接触球轴承动力学模型,在滚珠与内/外圈的接触变形和接触刚度计算中,考虑高速转动中润滑油卷吸作用和挤压效应的影响,通过接触角和接触刚度的耦合迭代,得到考虑润滑效应的高速角接触球轴承轴向及径向刚度计算方法。结果表明,考虑润滑效应后,滚珠与内/外圈的接触角减小,轴承轴向/径向刚度增大;轴向载荷增加使轴向/径向刚度增大,且轴向载荷愈低,滑油作用愈明显;径向载荷增加使轴向刚度增大,径向刚度减小;滚珠数增加使轴向/径向刚度增大,且滑油作用更明显;相较4019型,4106型润滑油使轴承轴向/径向刚度增大;陶瓷滚珠轴承轴向/径向刚度比钢滚珠轴承大,且与转速呈近似线性关系。

混合陶瓷角接触球轴承接触问题的有限元分析

基于ANSYS建立了有限元模型,进行了求解,并将结果与赫兹解进行了比较,结果表明有限元解与赫兹解具有较好的一致性,从而对进一步研究陶瓷轴承的失效和疲劳破坏、结构优化及寿命具有重要的指导意义。

高速角接触球轴承接触角的求解分析

在系统分析角接触球轴承动态特性辅助方程组的基础上,明确了各辅助方程最终都是接触角的函数的规律,建立了变量传递关系图。根据高速角接触球轴承运转时内、外接触角的变化,提出了基于接触角迭代的球轴承动态特性求解方法,将动态方程组变为接触角和接触变形的函数形式,并总结出了选取接触角初始值的一般规律,使得接触角初始值的选取接近真实解,缩短了迭代的求解过程。最后通过算例说明了本方法的可行性。

角接触球轴承接触角的精确控制

以角接触球轴承71824/P4为例,对轴承的径向游隙、内外沟曲率半径与接触角关系进行分析,根据设备的实际生产能力,给出了接触角的精确控制方法,并基于VC++6.0开发了用于实际生产的设计软件。

考虑受力因素的角接触球轴承接触动态分析

基于Hertz接触理论,提出了5自由度3D轴承模型在转速、摩擦、离心力和陀螺力矩作用下进行接触时的动力学分析方法。建立了轴承接触动力学模型,利用数值积分和数值仿真方法对其进行了时变位移和接触力振动分析。结果表明,考虑影响轴承振动位移的时变因素所获得的计算结果比用传统的轴承结合部等效参数计算结果要大,该方法有效地解决了轴承转速、摩擦等时变因素影响下的时变位移等问题。

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.

考虑弹流润滑影响的高速角接触球轴承接触问题数值分析

针对角接触球轴承在高转速条件下的接触问题,基于Reynolds方程得到油膜刚度方程,并在接触刚度和油膜刚度的基础上得出等效接触刚度.建立高速角接触球轴承参数化模型,在考虑弹流润滑影响的情况下,运用有限元软件分析了不同工况下高速角接触球轴承的接触应力、应变和温度.结果表明:轴承的接触应力、应变和接触温度随着载荷和转速的增加而增大;受离心力作用的影响,外圈的接触应力和应变均大于内圈;受不利散热条件的影响,轴承内圈的接触温度高于外圈;考虑弹流润滑影响时轴承内外圈的接触应力、应变和温度都要小于未考虑的情况,弹流润滑对外圈的影响较内圈更明显,随着转速和载荷的增大弹流润滑对轴承接触应力、应变和温度的影响更加显著.

四点接触球轴承接触应力的有限元分析

接触应力的计算对分析四点接触球轴承的性能、强度等至关重要.首先用赫兹公式计算了某四点接触球轴承只承受轴向载荷时的接触应力和接触椭圆长短半轴尺寸,然后据此确定有限元分析时轴承接触区域单元尺寸,将有限元分析结果与赫兹公式结果对照以判断准确性和精度,最后用有限元法分析四点接触球轴承在实际载荷作用下的接触应力和承载能力.结果表明,用研究方法分析四点接触球轴承接触应力是准确可行的.

大接触角推力球轴承接触的有限元仿真研究

在精密回转设备的研制过程中,由于轴承高回转中存在低晃动误差,影响精度。为分析大接触角推力球轴承的接触特性,依据经典的赫兹弹性接触理论,计算了轴承的静载荷特性参数。结果表明:轴承承载能力满足设计要求。为验证理论分析,采用有限元法结合ANSYS软件进行了非线性仿真验证。分析了接触刚度(FKN)、渗透容差(FTOLN)、接触算法、非对称接触选择、摩擦系数和初始间隙调整等关键参数,并给出了推荐值。轴承承载后接触应力和弹性趋近量与理论计算结果间的误差分别为1.4%和3.2%。验证了分析过程的合理性,为轴承研制的工程问题提供了可靠的设计依据。

J6928轴承接触角测量仪的开发

J6928轴承接触角测量仪由驱动机构、加载机构和电器控制部分构成,其把轴承看作是一个行星齿轮系统,根据行星轮系间的运动关系,经过计算,精确地测量出轴承的接触角,具有操作简便,精度高和重复性好的特点,适用于大型角接触球轴承接触角的测量。