本文關(guān)鍵詞：曲溝球軸承的設(shè)計與試制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：滾動軸承是機(jī)械傳動中應(yīng)用最為廣泛的支撐零部件,其基本功能是限制軸在轉(zhuǎn)動過程中的軸向和徑向位移,只允許軸進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動。滾動軸承的發(fā)明,降低了摩擦系數(shù),保證了回轉(zhuǎn)精度,大幅度提高了機(jī)械傳動的效率。但是對于一些需要在主軸周向轉(zhuǎn)動的同時,能夠進(jìn)行軸向運(yùn)動的機(jī)構(gòu),如玉米脫皮機(jī)、棉桿剝皮機(jī)、堅果脫殼機(jī)等需要擠壓和揉搓復(fù)合運(yùn)動時,現(xiàn)有軸承的使用不僅使機(jī)構(gòu)復(fù)雜化,有時也難以實(shí)現(xiàn)該運(yùn)動形式。為簡化擠壓揉搓機(jī)械結(jié)構(gòu),也為了將軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動用更簡單的方法變成軸向回轉(zhuǎn)與軸向往復(fù)的復(fù)合運(yùn)動,本文將傳統(tǒng)球軸承外圈的平面環(huán)形圓弧滾道改為三維空間的“S”形曲線環(huán)形圓弧滾道,使深溝球軸承變?yōu)榍鷾锨蜉S承,實(shí)現(xiàn)了徑向轉(zhuǎn)動擠壓和軸向揉搓的復(fù)合運(yùn)動,簡化了此類機(jī)械結(jié)構(gòu)。但是,曲溝球軸承作為一種新型機(jī)械零件,其性能和加工制造方法有待研究,為此本論文開展了以下工作:1.對曲溝球軸承的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了整體設(shè)計。根據(jù)不同機(jī)構(gòu)的要求,提出三種不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案,并選擇出最優(yōu)設(shè)計方案。對曲溝球軸承各部分進(jìn)行了設(shè)計計算,根據(jù)不同的運(yùn)動要求設(shè)計不同的曲線溝道,繪制了曲溝球軸承的二維圖;用Proe/E軟件對軸承進(jìn)行了三維造型和參數(shù)化設(shè)計;對設(shè)計的曲溝球軸承進(jìn)行動態(tài)仿真,為曲溝球軸承的進(jìn)一步優(yōu)化提供理論依據(jù)。2.根據(jù)Hertz理論對曲溝球軸承的接觸應(yīng)力進(jìn)行了分析。計算了曲溝球軸承在不同軸向、徑向和混合載荷下,軸承內(nèi)外圈與鋼球、保持架與鋼球的應(yīng)力與應(yīng)變情況,得到軸承應(yīng)力應(yīng)變與載荷變化之間的關(guān)系,同時給出了軸承內(nèi)部最大應(yīng)力應(yīng)變值,為曲溝球軸承有限元分析、壽命計算等提供理論參考。3.利用ANSYS Workbench有限元分析軟件對曲溝球軸承進(jìn)行了靜力分析,得到曲溝球軸承在軸向和徑向聯(lián)合載荷下的應(yīng)力和應(yīng)變情況,并與Hertz理論計算值進(jìn)行了對比,驗證了ANSYS分析結(jié)果。4.設(shè)計了曲溝球軸承專用曲溝加工工裝。將垂直曲線轉(zhuǎn)變化成水平模型曲線模板,采用多鋼球接觸的方法減少曲線制造誤差,實(shí)現(xiàn)了在普通銑床上利用特定形狀銑刀對夾持在三爪卡盤上的外圈進(jìn)行加工,有效減少了滾道加工的形狀和位置誤差。本論文首次對曲溝球軸承進(jìn)行了完整的設(shè)計和計算,利用ANSYS軟件進(jìn)行了分析,對分析結(jié)果進(jìn)行了驗證,并且設(shè)計了外圈曲溝專用加工工裝。本文為后續(xù)曲溝球軸承的制造和性能檢測奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：曲溝 球軸承 Hertz理論 有限元分析 工裝
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH133.33
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究背景和意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外軸承研究現(xiàn)狀分析12-16
• 1.2.1 關(guān)于軸承設(shè)計參數(shù)的研究12
• 1.2.2 關(guān)于軸承力學(xué)模型的研究12-13
• 1.2.3 有關(guān)軸承載荷分布與承載能力的研究13-14
• 1.2.4 軸承使用壽命的相關(guān)研究14
• 1.2.5 軸承加工工藝14-16
• 1.3 本研究的主要內(nèi)容及技術(shù)難點(diǎn)16-17
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容16
• 1.3.2 研究難點(diǎn)16-17
• 1.4 技術(shù)路線17-18
• 第二章 曲溝球軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計18-25
• 2.1 曲溝球軸承的結(jié)構(gòu)及工作原理18-22
• 2.1.1 曲溝球軸承的結(jié)構(gòu)18
• 2.1.2 曲溝球軸承工作原理18-19
• 2.1.3 設(shè)計要求19
• 2.1.4 設(shè)計方案19-22
• 2.2 曲溝球軸承的設(shè)計公式22-24
• 2.2.1 軸承基本尺寸設(shè)計22-23
• 2.2.2 軸承設(shè)計參數(shù)23
• 2.2.3 曲溝球軸承曲溝道曲線設(shè)計23-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 第三章 曲溝球軸承的三維建模及運(yùn)動仿真25-33
• 3.1 Pro/ENGINEER軟件分析25
• 3.2 建立曲溝球軸承的三維幾何模型25-26
• 3.2.1 曲溝球軸承各部件三維造型25-26
• 3.2.2 曲溝球軸承的裝配體26
• 3.3 曲溝球軸承的參數(shù)化建模26-30
• 3.3.1 主要參數(shù)的確定27-28
• 3.3.2 曲溝球軸承零件的參數(shù)化建模28-29
• 3.3.3 曲溝球軸承組件的參數(shù)化29
• 3.3.4 參數(shù)化結(jié)果29-30
• 3.4 基于Pro/E的曲溝球軸承的運(yùn)動仿真30-32
• 3.4.1 運(yùn)動仿真30
• 3.4.2 創(chuàng)建機(jī)構(gòu)30-31
• 3.4.3 添加驅(qū)動器31
• 3.4.4 定義機(jī)構(gòu)的運(yùn)動方式31-32
• 3.5 本章小結(jié)32-33
• 第四章 滾動軸承的接觸分析33-43
• 4.1 彈性接觸的Hertz理論33-35
• 4.1.1 Hertz接觸理論的假設(shè)33-34
• 4.1.2 接觸面的尺寸和接觸應(yīng)力34-35
• 4.2 滾動軸承接觸應(yīng)力與應(yīng)變計算35
• 4.3 軸承徑向載荷的分布35-37
• 4.4 軸承軸向載荷的分布37
• 4.5 聯(lián)合載荷作用下鋼球的載荷分布37-38
• 4.6 曲溝球軸承的實(shí)例計算38-40
• 4.7 軸承強(qiáng)度校核40-41
• 4.8 曲溝球軸承的極限軸向承載能力41-42
• 4.9 本章小結(jié)42-43
• 第五章 曲溝球軸承接觸的有限元分析43-54
• 5.1 有限元分析43-45
• 5.1.1 有限元法43
• 5.1.2 ANSYS Workbench有限元分析軟件43-44
• 5.1.3 Pro/E5.0 與ANSYS Workbench14.1 之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換44-45
• 5.2 曲溝球軸承有限元靜力分析45-53
• 5.2.1 導(dǎo)入幾何模型45-46
• 5.2.2 創(chuàng)建分析項目46
• 5.2.3 定義材料屬性46-47
• 5.2.4 接觸設(shè)置47-48
• 5.2.5 網(wǎng)格劃分48-49
• 5.2.6 施加載荷和約束49-50
• 5.2.7 結(jié)果后處理與討論50-53
• 5.3 本章小結(jié)53-54
• 第六章 曲溝球軸承套圈加工專用夾具設(shè)計與試制54-59
• 6.1 設(shè)計思路54-55
• 6.2 夾具結(jié)構(gòu)55-57
• 6.2.1 定位裝置55-56
• 6.2.2 夾緊裝置56-57
• 6.2.3 夾具其他部件57
• 6.3 夾具的加工制造57-58
• 6.3.1 底座和轉(zhuǎn)件的加工制造58
• 6.3.2 支撐架的搭建58
• 6.3.3 夾具裝配圖58
• 6.4 本章小結(jié)58-59
• 第七章 結(jié)論與展望59-61
• 7.1 結(jié)論59
• 7.2 展望59-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 附錄65-68
• 致謝68-69
• 作者簡介69

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉橋方,嚴(yán)楓;我國軸承制造技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J];軸承;2005年06期

2 李勇;;基于Pro/E的深溝球軸承參數(shù)化設(shè)計[J];甘肅科技;2010年13期

3 吉冰旭;蘇軍偉;王長興;;球軸承接觸角測量原理分析[J];軸承;2010年10期

4 馬士W，

本文編號：326866