本文選題：接觸分析　切入點(diǎn)：可靠性　出處：《東北大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：動(dòng)力伺服刀架是車削加工中心的關(guān)鍵部件,直接負(fù)責(zé)更換刀具和切削工件,其可靠性尤其重要。深溝球軸承作為動(dòng)力伺服刀架轉(zhuǎn)位和動(dòng)力模塊的重要支撐部件,其可靠性對(duì)刀架的可靠性影響很大,并且深溝球軸承是應(yīng)用最廣泛的軸承,所以對(duì)它的應(yīng)力及可靠性的研究意義重大。本文以有限元分析軟件ANSYS和科學(xué)計(jì)算軟件MATLAB為平臺(tái),分析載荷一定時(shí)深溝球軸承外圈最大剪應(yīng)力隨過(guò)盈量的變化規(guī)律,依據(jù)軸承公差及特定工況的負(fù)載特征計(jì)算深溝球軸承的可靠度和可靠性靈敏度,最后利用零件聯(lián)合概率密度函數(shù)建立系統(tǒng)疲勞可靠性模型,計(jì)算滾動(dòng)軸承支撐系統(tǒng)疲勞可靠度。具體工作內(nèi)容如下：(1)利用ANSYS有限元分析軟件建立接觸和過(guò)盈配合有限元模型,將計(jì)算結(jié)果與相應(yīng)的理論對(duì)比,兩者結(jié)果吻合良好。之后提取分析結(jié)果,用MATLAB處理結(jié)果數(shù)據(jù),得出了當(dāng)軸承外載荷一定時(shí),最大剪應(yīng)力隨過(guò)盈量的變化規(guī)律。(2)考慮軸承設(shè)計(jì)尺寸在制造公差范圍內(nèi)的變動(dòng)量、載荷的隨機(jī)性,通過(guò)拉丁超立方抽取和有限元分析計(jì)算相結(jié)合,獲得了軸承最大剪應(yīng)力試驗(yàn)樣本數(shù)據(jù)。利用樣本以BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練,得到了軸承負(fù)載、設(shè)計(jì)尺寸與最大應(yīng)力的非線性映射函數(shù)。(3)利用均值一次二階矩法、改進(jìn)一次二階矩法和蒙特卡羅方法,對(duì)軸承進(jìn)行了可靠度及可靠性靈敏度分析,對(duì)比三種方法計(jì)算的結(jié)果,分析了軸承可靠度對(duì)哪些尺寸較敏感,進(jìn)而得到了影響軸承可靠性指標(biāo)參數(shù)的重要度排序。(4)利用零件的聯(lián)合概率密度函數(shù)建立能夠計(jì)算由不同零件組成的系統(tǒng)的共因失效疲勞可靠性模型,與已有的共因失效疲勞可靠性模型相比,更能體現(xiàn)出系統(tǒng)的特性,并且適應(yīng)范圍更廣。之后利用該模型計(jì)算了軸承支撐系統(tǒng)的疲勞可靠度。本文對(duì)深溝球軸承的應(yīng)力及強(qiáng)度可靠性進(jìn)行了深入研究,為深溝球軸承的應(yīng)力分析、可靠性設(shè)計(jì)和可靠性預(yù)測(cè)提供了理論基礎(chǔ),進(jìn)而為軸承尺寸優(yōu)化、軸承裝配設(shè)計(jì)、可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)和可靠性穩(wěn)健設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。
[Abstract]:Power servo tool holder is the key part of turning center, which is directly responsible for replacing cutting tool and cutting workpiece, its reliability is especially important. Deep groove ball bearing is an important supporting part of power servo tool holder and power module. Its reliability has great influence on the reliability of the tool holder, and the deep groove ball bearing is the most widely used bearing, so it is of great significance to study its stress and reliability. In this paper, the finite element analysis software ANSYS and the scientific calculation software MATLAB are taken as the platform. The law of the maximum shear stress of the outer ring of the deep groove ball bearing with interference is analyzed when the load is fixed, and the reliability and reliability sensitivity of the deep groove ball bearing are calculated according to the bearing tolerance and the load characteristics of the specific working condition. Finally, the fatigue reliability model of rolling bearing bracing system is established by using the joint probability density function of parts, and the fatigue reliability of rolling bearing bracing system is calculated. The specific work is as follows: 1) the contact and interference fit finite element models are established by using ANSYS finite element analysis software. The calculated results are in good agreement with the corresponding theories. Then, the analysis results are extracted and processed by MATLAB, and the results are obtained when the external load of the bearing is fixed. Considering the variation of bearing design size in the range of manufacturing tolerance and the randomness of load, the maximum shear stress is combined with Latin hypercube extraction and finite element analysis. The sample data of bearing maximum shear stress test are obtained. The bearing load is obtained by BP neural network training, and the nonlinear mapping function of design size and maximum stress is obtained by means of the mean first order second order moment method. The reliability and reliability sensitivity of bearings are analyzed by improving the first order second moment method and Monte Carlo method. By comparing the results of the three methods, it is analyzed which dimensions are more sensitive to the reliability of bearings. Then the importance ranking of bearing reliability index parameters is obtained. The joint probability density function of the parts is used to establish the common cause failure fatigue reliability model which can be used to calculate the system composed of different parts. Compared with the existing common cause failure fatigue reliability model, it can better reflect the characteristics of the system. Then the fatigue reliability of bearing support system is calculated by using the model. The stress and strength reliability of deep groove ball bearing is studied in this paper, which is the stress analysis of deep groove ball bearing. Reliability design and reliability prediction provide theoretical basis for bearing size optimization, bearing assembly design, reliability optimization design and reliability robust design.
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH133.3

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 邱明,李濟(jì)順,張洛平,楊鏑鳴,胡志剛;深溝球軸承振動(dòng)與異聲相關(guān)性分析[J];軸承;2001年05期

2 韓寶玲,羅慶生,張松添;深溝球軸承的計(jì)算機(jī)造型技巧[J];軸承;2002年12期

3 楊巍,羅繼偉;關(guān)于深溝球軸承溝曲率半徑的一點(diǎn)注記[J];軸承;2005年05期

4 楊霞;馮進(jìn);王紅旗;楊蓉;;深溝球軸承參數(shù)化設(shè)計(jì)[J];現(xiàn)代機(jī)械;2008年02期

5 ;207型深溝球軸承[J];機(jī)電新產(chǎn)品導(dǎo)報(bào);1994年10期

6 宋如英;提高深溝球軸承動(dòng)態(tài)性能的意見(jiàn)[J];軸承;2000年05期

7 劉白眉,孔維榮,張振育;深溝球軸承外溝超精設(shè)備調(diào)整參數(shù)的確定[J];軸承;2000年10期

8 張玉環(huán) ,賈學(xué)軍 ,李興林;深溝球軸承噪聲的產(chǎn)生及異聲判別方法[J];軸承;2002年01期

9 蔡素然;深溝球軸承零件體積和質(zhì)量的精確計(jì)算[J];軸承;2002年06期

10 宋小兵,余忠華,姚志奎;微型深溝球軸承合套優(yōu)化[J];軸承;2003年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前7條

1 楊曉蔚;顧曉冰;;國(guó)產(chǎn)深溝球軸承的疲勞壽命[A];第二屆全國(guó)青年摩擦學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文專輯[C];1993年

2 王惠玲;姚國(guó)棟;;深溝球軸承工藝及測(cè)量新技術(shù)的應(yīng)用研究[A];2006年第二屆七省區(qū)市機(jī)械工程學(xué)會(huì)科技論壇暨學(xué)會(huì)改革與發(fā)展研討會(huì)論文集[C];2006年

3 胡亮;董兆宇;戴煜林;程志學(xué);;深溝球軸承系列特征頻率計(jì)算分析[A];第11屆全國(guó)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)（ROTDYN2014）論文集（下冊(cè)）[C];2014年

4 董玉雪;;深溝球軸承安全接觸角與軸向承載能力的計(jì)算[A];2006年第二屆七省區(qū)市機(jī)械工程學(xué)會(huì)科技論壇暨學(xué)會(huì)改革與發(fā)展研討會(huì)論文集[C];2006年

5 謝華永;李東如;倪濱昆;;深溝球軸承套圈網(wǎng)帶爐熱處理工藝余量研究[A];2009全國(guó)機(jī)電企業(yè)工藝年會(huì)<廈工杯>工藝征文論文集[C];2009年

6 高玉清;;深溝球軸承徑向游隙計(jì)算值和實(shí)測(cè)值差別的分析[A];2006年第二屆七省區(qū)市機(jī)械工程學(xué)會(huì)科技論壇暨學(xué)會(huì)改革與發(fā)展研討會(huì)論文集[C];2006年

7 張喜樂(lè);;深溝球軸承溝邊倒角車加工留量的計(jì)算[A];2009全國(guó)機(jī)電企業(yè)工藝年會(huì)<廈工杯>工藝征文論文集[C];2009年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 鞠家田邋記者 李楠;瓦軸產(chǎn)出國(guó)內(nèi)最大深溝球軸承[N];大連日?qǐng)?bào);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 徐彥偉;密封深溝球軸承三維CAD系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)[D];河南科技大學(xué);2006年

2 胡乃濤;深溝球軸承的應(yīng)力分析及強(qiáng)度可靠性研究[D];東北大學(xué);2014年

3 王靜;橢圓滾道深溝球軸承的幾何設(shè)計(jì)與靜應(yīng)力分析[D];東北大學(xué);2014年

4 楊湘達(dá);深溝球軸承自動(dòng)裝球機(jī)的研制[D];大連理工大學(xué);2012年

5 陳龍;微型深溝球軸承三維參數(shù)化計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)[D];河南科技大學(xué);2005年

6 鄭麗;深溝球軸承動(dòng)力學(xué)建模與穩(wěn)定性分析[D];江蘇大學(xué);2006年

7 項(xiàng)兆輝;深溝球軸承故障診斷與監(jiān)測(cè)[D];重慶理工大學(xué);2013年

8 王騰;熱—應(yīng)力耦合作用下的深溝球軸承疲勞壽命研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

9 蘇硯幫;深溝球軸承鉸內(nèi)接觸分析[D];大連理工大學(xué);2014年

10 邢一磊;深溝球軸承選擇裝配方法的研究[D];吉林大學(xué);2007年

，

本文編號(hào)：1569086