本文關(guān)鍵詞： 滾動(dòng)軸承 載荷分布 彈塑性變形 油膜厚度 ANSYS APDL　出處：《南京理工大學(xué)》2011年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：在飛行器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中,滾動(dòng)軸承需滿(mǎn)足短時(shí)工作、高過(guò)載、正反運(yùn)轉(zhuǎn)、有限壽命(不超過(guò)幾個(gè)小時(shí))、高可靠性、無(wú)潤(rùn)滑運(yùn)行等要求。在這種短時(shí)高過(guò)載工況下,滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)還必須滿(mǎn)足傳動(dòng)機(jī)構(gòu)體積小、重量輕的要求。普通軸承在設(shè)計(jì)計(jì)算中均以彈性理論公式為基準(zhǔn),針對(duì)長(zhǎng)壽命工況分析計(jì)算。對(duì)于高周疲勞,軸承內(nèi)部由于接觸引起的塑性變形與彈性變形相比很微小；但在短時(shí)高過(guò)載工況下塑性變形不能忽略,較大塑性變形使軸承在短時(shí)間內(nèi)有被破壞的危險(xiǎn)。在選用現(xiàn)有商品化滾動(dòng)軸承時(shí),需要進(jìn)行特殊設(shè)計(jì),目前還沒(méi)有形成通用的設(shè)計(jì)理論。本文針對(duì)短時(shí)高過(guò)載工況,以滾針軸承和角接觸球軸承為研究對(duì)象,分析滾動(dòng)軸承在這種特殊工況下的過(guò)載能力,旨在為實(shí)際工程中的設(shè)計(jì)應(yīng)用提供一些理論依據(jù)。 本文考慮塑性變形,基于Palmgren半經(jīng)驗(yàn)公式推導(dǎo)了高過(guò)載滾動(dòng)軸承的載荷分布,并分析了游隙、制造精度、過(guò)盈裝配等因素對(duì)載荷分布的影響。計(jì)算結(jié)果表明,角接觸球軸承的軸向載荷對(duì)工作接觸角影響明顯,而徑向載荷影響很��；游隙對(duì)滾針軸承載荷分布的影響很大,適當(dāng)過(guò)盈可提高承載力,但滾針最大負(fù)荷增大。本文同時(shí)分析了過(guò)載或沖擊載荷作用下滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體最大負(fù)荷、滾壓安定及導(dǎo)致鋼球或滾針卡死不轉(zhuǎn)的載荷。潤(rùn)滑狀態(tài)對(duì)軸承的壽命影響重大,本文基于彈流潤(rùn)滑理論,分析了滾動(dòng)軸承在高過(guò)載工況下的最小油膜厚度和中央油膜厚度。計(jì)算結(jié)果表明滾針軸承潤(rùn)滑條件很差,難以形成油膜；而球軸承在接觸表面平均粗糙度小于0.1μm時(shí),即使是接觸塑性變形達(dá)到鋼球直徑萬(wàn)分之十,仍可以形成潤(rùn)滑油膜。在計(jì)算機(jī)仿真方面,分析了有限元法求解點(diǎn)接觸和線接觸問(wèn)題的仿真誤差,使用ANSYS APDL語(yǔ)言建立了滾動(dòng)軸承的六面體單元有限元模型。在前面分析的基礎(chǔ)上,提出高過(guò)載滾動(dòng)軸承的破壞形式,并將計(jì)算方法嘗試用于柔性軸承強(qiáng)度校核。
[Abstract]:In the transmission mechanism of the aircraft, the rolling bearing should meet the requirements of short time operation, high overload, positive and negative operation, limited life (no more than a few hours, high reliability). The design of rolling bearing must meet the requirements of small volume and light weight of transmission mechanism under this short time and high overload condition. In the design and calculation of ordinary bearing, the elastic theory formula is the basis. For high cycle fatigue, the plastic deformation caused by contact is very small compared with elastic deformation. But the plastic deformation can not be ignored under the short term high overload condition, the larger plastic deformation causes the bearing to be destroyed in a short time. When selecting the existing commercial rolling bearing, special design is needed. At present, no general design theory has been formed. In this paper, the overload capacity of roller bearing and angular contact ball bearing under this special working condition is analyzed in view of the short time high overload condition and taking the needle roller bearing and angular contact ball bearing as the research object. The purpose is to provide some theoretical basis for the design and application of practical engineering. In this paper, considering plastic deformation, the load distribution of high overload rolling bearing is deduced based on Palmgren semi-empirical formula, and the clearance and manufacturing accuracy are analyzed. The calculation results show that the axial load of angular contact ball bearing has a significant effect on the working contact angle, but the radial load has little effect on the working contact angle. The influence of clearance on the load distribution of needle roller bearing is very great. Proper interference can increase the bearing capacity, but the maximum load of needle is increased. This paper also analyzes the maximum rolling load of rolling bearing under overload or impact load. The rolling stability and the load that leads to the steel ball or the needle clamping does not turn. The lubrication state has a great influence on the bearing life, this paper is based on the elastohydrodynamic lubrication theory. The minimum oil film thickness and central oil film thickness of rolling bearing under high overload condition are analyzed. The results show that the lubrication conditions of needle roller bearing are very poor and it is difficult to form oil film. When the average roughness of ball bearing is less than 0. 1 渭 m, even if the contact plastic deformation reaches 10/10000, lubricating oil film can still be formed. The simulation error of solving point contact and line contact problem by finite element method is analyzed. The hexahedron element finite element model of rolling bearing is established by using ANSYS APDL language. The failure form of high overload rolling bearing is put forward, and the calculation method is attempted to be used to check the strength of flexible bearing.
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類(lèi)號(hào)】：TH133.33

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本文編號(hào)：1455065