【摘要】： 圓柱滾子軸承作為一種重要的基礎(chǔ)部件,在各種旋轉(zhuǎn)機(jī)械中得到了廣泛應(yīng)用,其運(yùn)行狀態(tài)往往直接影響到整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)性能。本文對(duì)軸承力學(xué)特性和數(shù)值仿真模擬的研究既豐富了軸承基礎(chǔ)理論,同時(shí)也能為軸承試驗(yàn)提供一定的理論指導(dǎo)。 首先,對(duì)圓柱滾子軸承滾子與內(nèi)、外圈接觸問(wèn)題進(jìn)行了研究,由Hertz彈性接觸理論給出接觸區(qū)主要幾何參數(shù)、接觸應(yīng)力以及彈性變形量的計(jì)算公式。其次,基于以上理論,對(duì)軸承載荷分布進(jìn)行了研究,建立了軸承靜態(tài)載荷分析模型;借助于虛滾子假設(shè),建立了軸承動(dòng)態(tài)載荷分析模型,得出了游隙、載荷、轉(zhuǎn)速及滾子數(shù)四個(gè)變化條件下,靜態(tài)和動(dòng)態(tài)載荷分布規(guī)律。再次,依據(jù)Lundberg—Palmgren疲勞壽命理論,建立了疲勞壽命計(jì)算模型,進(jìn)而得出不同結(jié)構(gòu)參數(shù)和載荷參數(shù)對(duì)軸承疲勞壽命的影響規(guī)律。最后,在接觸理論分析和載荷分布分析基礎(chǔ)上,進(jìn)行了最大載荷滾子和軸承的靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)有限元分析計(jì)算,并將仿真結(jié)果與前述理論解和試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,分析表明:理論解和試驗(yàn)數(shù)據(jù)均與有限元計(jì)算結(jié)果一致;隨著徑向載荷和離心力的增大,最大載荷滾子和軸承滾子與內(nèi)、外圈接觸應(yīng)力相應(yīng)增大;增大轉(zhuǎn)速和載荷,減少滾子數(shù)會(huì)增大軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中滾子和內(nèi)圈最大等效應(yīng)力;隨著保持架強(qiáng)度增大,軸承滾子最大等效應(yīng)力值也稍有增大。 綜上所述,本文對(duì)圓柱滾子軸承載荷分布、疲勞壽命和數(shù)值模擬仿真三方面問(wèn)題做了一定的研究,其結(jié)果具有較重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
【圖文】：

本課題以圓柱滾子軸承為研究對(duì)象，軸承主要承受徑向載荷，采用內(nèi)、外圈和保持架相互分離結(jié)構(gòu)形式，與一般軸承內(nèi)圈與保持架一體結(jié)構(gòu)形式不同，主要是因?yàn)檫@種軸承結(jié)構(gòu)一般不能在高轉(zhuǎn)下運(yùn)轉(zhuǎn)，如圖2.1所示為軸承實(shí)物圖，如圖2.2所示為軸承結(jié)構(gòu)形式及其幾何參數(shù)。圖2.1圓柱滾子軸承實(shí)物圖

圖5.2模型1示意圖圖5.3模型2示意圖圖5.4模型3示意圖圖5.5模型3約束條件分別建立如圖5.2、圖5.3和圖5.4所示三種模型。模型1采用較密單元?jiǎng)澐志W(wǎng)格。模型2網(wǎng)格劃分較粗，但對(duì)接觸部分進(jìn)行了局部細(xì)化。模型3中，滾子和圓柱體只取一半進(jìn)行分析，，采用模型2網(wǎng)格劃分方式。在計(jì)算精度基本一樣情況下，三種模型計(jì)算規(guī)模卻顯著不同，其中模型3規(guī)模最小，見(jiàn)表5.1所示。表5.1不同模型對(duì)應(yīng)單元總數(shù)表模模型 型 111222333單單元總數(shù)(個(gè) )))51662221761666779666為了在保證計(jì)算精度情況下減小計(jì)算量，利用模型3進(jìn)行分析，并采用如圖5.5所示邊界條件:(1)圓柱體中間面節(jié)點(diǎn)施加全約束;(2)約束滾子與圓柱體?
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類(lèi)號(hào)】：TH133.33

【引證文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2612969