本文關(guān)鍵詞：結(jié)合自旋生熱的高速角接觸球軸承溫度場及熱—應(yīng)力耦合分析　出處：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 高速角接觸球軸承 接觸載荷 自旋熱量 溫度場 耦合場

【摘要】：角接觸球軸承是機(jī)械傳動中承載并傳遞運動的重要支撐部件,廣泛應(yīng)用于制造裝備業(yè)、航空航天等領(lǐng)域。由于現(xiàn)代機(jī)械的高速化發(fā)展,對軸承的整體性能提出了越來越高的要求。軸承內(nèi)部的熱問題是限制其使用性能的主要原因之一。若軸承摩擦生熱過大將導(dǎo)致溫度升高,進(jìn)而引起潤滑劑劣化、磨損加劇,甚至造成滾動接觸表面燒傷,軸承損壞。而對于高速角接觸軸承,滾珠自旋產(chǎn)生的相對滾道的滑動是產(chǎn)生摩擦和生熱的重要因素,對軸承溫度場具有顯著影響。因此,建立參考自旋生熱的軸承生熱量計算模型,研究高速下軸承的溫度場分布和熱-應(yīng)力耦合特性對分析軸承失效原因,指導(dǎo)軸承熱設(shè)計尤為重要。本文在考慮自旋生熱基礎(chǔ)上圍繞高速角接觸球軸承的熱力學(xué)特性,開展了以下工作:1)探討了高速角接觸球軸承的擬靜力學(xué)分析和運動學(xué)分析方法,以SKF公司制造的218角接觸球軸承為例,分析計算了不同工況下的接觸角、接觸載荷等力學(xué)參數(shù)及軸承公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn)、自旋速度等運動學(xué)參數(shù),為軸承的摩擦生熱及溫度場分析奠定基礎(chǔ)。2)在擬靜力學(xué)分析和運動學(xué)分析的基礎(chǔ)上,研究了高速角接觸球軸承摩擦生熱計算模型。通過分析軸承內(nèi)各生熱因素,建立了結(jié)合自旋生熱的軸承生熱模型。并對自旋生熱進(jìn)行量化分析,其結(jié)果證明了高速軸承考慮自旋滑動生熱的必要性。3)采用有限元分析軟件ANSYS,建立了角接觸球軸承有限元模型。首先進(jìn)行靜力學(xué)求解,通過對比赫茲理論解驗證了模型正確性。在此基礎(chǔ)上研究了軸承溫度場分布規(guī)律及其影響因素,并進(jìn)一步仿真模擬了軸承熱-應(yīng)力耦合場結(jié)果。本文的研究對高速角接觸球軸承的精確熱分析、預(yù)測軸承危險失效部位具有指導(dǎo)意義。
[Abstract]:Angular contact ball bearing is an important supporting part in mechanical transmission, which is widely used in manufacturing equipment industry, aerospace and other fields. Because of the high-speed development of modern machinery. The internal heat problem is one of the main reasons to limit the performance of bearing. If the friction heat of bearing is too large, it will lead to temperature rise, and then cause lubricant deterioration. For high speed angular contact bearing, the sliding of relative raceway produced by ball spin is an important factor of friction and heat generation. Therefore, the calculation model of heat generation of bearing with reference spin heat is established to study the temperature field distribution and thermal-stress coupling characteristics of bearing under high speed to analyze the failure reasons of bearing. It is very important to guide the thermal design of bearings. In this paper, the thermodynamic characteristics of high-speed angular contact ball bearings are considered on the basis of spin heat. The following work is carried out: (1) Quasi-statics analysis and kinematics analysis of high-speed angular contact ball bearings are discussed, taking 218 angular contact ball bearings manufactured by SKF Company as an example. The mechanical parameters such as contact angle, contact load and kinematics parameters such as rotation, rotation and spin velocity of the bearing are analyzed and calculated under different working conditions. It lays a foundation for the analysis of friction heat generation and temperature field of bearing. 2) on the basis of pseudostatics analysis and kinematics analysis. The friction heat generation model of high speed angular contact ball bearing is studied. By analyzing the factors of heat generation in bearing, the heat generation model of bearing combined with spin heat is established, and the spin heat is analyzed quantitatively. The results show that it is necessary for high-speed bearing to consider spin sliding heat. 3) the finite element model of angular contact ball bearing is established by using finite element analysis software ANSYS.First, the static solution is carried out. The correctness of the model is verified by comparing the Hertz theory, and the distribution of bearing temperature field and its influencing factors are studied. Furthermore, the results of thermal-stress coupling field are simulated and simulated. The research in this paper is of guiding significance for accurate thermal analysis of high-speed angular contact ball bearings and prediction of dangerous failure sites of bearings.
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TH133.33

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本文編號：1427683