【摘要】：角接觸球軸承具有承載能力好、剛度高、高速性能好、結(jié)構(gòu)簡單緊湊等優(yōu)點(diǎn),能夠滿足主軸加工時(shí)高轉(zhuǎn)速、高精度、高效率的要求,在電主軸中得到廣泛的應(yīng)用。在實(shí)際應(yīng)用中,角接觸球軸承的轉(zhuǎn)速、回轉(zhuǎn)精度、高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力和陀螺力矩、軸承的潤滑和預(yù)緊、循環(huán)接觸應(yīng)力和摩擦力矩等會(huì)影響軸承的動(dòng)力性能、精度、剛度和疲勞壽命,嚴(yán)重時(shí)將會(huì)造成軸承失效。本文首先以7008C型號(hào)數(shù)控機(jī)床主軸角接觸球軸承為例,分析軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù),介紹滾動(dòng)軸承的基本理論,包括:Hertz接觸理論、套圈滾道控制理論、剛性套圈假設(shè)理論;同時(shí)介紹軸承疲勞壽命分析方法,為軸承的接觸應(yīng)力和疲勞壽命分析提供基礎(chǔ)。其次,根據(jù)Hertz接觸理論,對角接觸球軸承的接觸應(yīng)力和疲勞壽命進(jìn)行分析,同時(shí)分析影響軸承疲勞壽命的相關(guān)因素,包括軸承材料、表面特征、表面處理工藝、工作溫度、游隙、載荷和轉(zhuǎn)速等。采用有限元分析軟件ANSYS Workbench對角接觸球軸承進(jìn)行應(yīng)力分析。通過建立靜力學(xué)模型,求解軸承的Mises等效應(yīng)力、內(nèi)外圈最大接觸應(yīng)力和位移場分布,分析滾動(dòng)體數(shù)量、初始接觸角、內(nèi)外滾道溝曲率半徑系數(shù)等結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化對應(yīng)力分布的影響規(guī)律,根據(jù)影響規(guī)律改進(jìn)了一些結(jié)構(gòu)參數(shù)。采用ANSYS Workbench軟件中的子模型技術(shù)建立軸承局部模型,通過細(xì)化滾動(dòng)體與滾道接觸位置的網(wǎng)格,精確求解Mises等效應(yīng)力、內(nèi)圈最大接觸應(yīng)力分布規(guī)律,分析軸承滾道可能最先發(fā)生疲勞破壞的具體位置,并分析原因,通過改變硬化層硬化深度和彈性模量,得到改變硬化層的深度和硬度對軸承應(yīng)力分布的影響規(guī)律:等效應(yīng)力和最大接觸應(yīng)力與硬化層深度和彈性模量成正比,硬化深度相同時(shí),增加彈性模量,等效應(yīng)力和最大接觸應(yīng)力也會(huì)隨之增大;彈性模量相同時(shí),增加硬化深度,等效應(yīng)力和最大接觸應(yīng)力也會(huì)隨之增大。最后,采用疲勞分析軟件Fe-safe對角接觸球軸承進(jìn)行疲勞壽命分析。確定軸承材料疲勞性能數(shù)值、應(yīng)力集中系數(shù)、疲勞算法等相關(guān)參數(shù),得到軸承滾道硬化層硬度與深度的變化對軸承壽命的影響規(guī)律,分析結(jié)果表明滾道硬化處理能夠提高角接觸球軸承的疲勞壽命,給出實(shí)際生產(chǎn)中對軸承滾道進(jìn)行硬化處理的建議,最后總結(jié)提高角接觸球軸承疲勞壽命的有效措施。
【圖文】：

5圖 1-1 課題研究的技術(shù)路線Fig. 1-1 The technology pathway of subject research本章小結(jié)本章對課題研究的背景和意義做了介紹，，并且概述了國內(nèi)外角接觸球軸力和疲勞壽命分析的研究現(xiàn)狀，據(jù)此提出課題的主要研究內(nèi)容和技術(shù)路

AffDBDi 1 01 if——軸承的總曲率可表示為： APd2cos11 可表示為：P 2Asin e（2-6）可得，軸承徑向游隙和滾道溝曲率中心之間的軸向游隙則與初始接觸角以及滾道曲率中心之間的距平面內(nèi)，存在兩個(gè)回轉(zhuǎn)體且曲率半徑不同，在無載荷觸，這就叫做點(diǎn)接觸。如圖 2-1 所示。
【學(xué)位授予單位】：河北工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG659

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2707918