谐波减速器中薄壁轴承接触载荷-应力计算仿真研究

针对经典滚动轴承力学特性的研究大多基于刚性套圈的假设,但无法应用于谐波减速器中发生套圈变形的薄壁轴承问题,基于柔性套圈变形假设得到薄壁轴承接触载荷-应力计算模型,并通过ANSYS建立薄壁轴承柔-柔接触三维有限元仿真模型.分析薄壁轴承装配受载引起套圈变形后滚动体接触载荷分布规律,研究薄壁轴承滚动体-滚道非理想接触下滚动体接触载荷-应力计算模型,指出传统刚性套圈假设、切片法分析薄壁轴承载荷分布以及估算薄壁轴承接触应力的局限性.通过理论数值计算和仿真结果对比,验证了基于柔性套圈假设分析薄壁轴承接触载荷-应力计算及仿真结果的合理性、准确性.     

薄壁深沟球轴承负荷分布及寿命研究

经典滚动轴承负荷分布的研究大多基于刚性套圈支承的假设,但用于柔性套圈支承的薄壁轴承存在较大误差。基于有限元分析软件ANSYS建立了薄壁深沟球轴承三维有限元分析模型,考虑外圈受载后弯曲变形对滚动体负荷分布的影响,分析载荷参数,轴孔配合间隙及滚动体个数等对轴承滚动体负荷及寿命的影响规律,分析结果与实验结果吻合度较高,说明运用该有限元方法对柔性支承套圈轴承进行性能分析是合理的,为进一步的性能分析及结构优化提供可靠的参考依据。     

汽车主减速器圆锥滚子轴承的最佳轴向预紧量

轴向预紧量会直接影响轴承的力学性能和使用寿命,以汽车主减速器用圆锥滚子轴承为研究对象,通过分析主减速器输出轴传动系统受力得到不同载荷工况下的齿轮载荷,并基于Romax建立主减速器输出轴-轴承系统模型,以齿轮载荷作为外载荷,分析轴向预紧量对轴承内部接触状态和疲劳寿命的影响。得出结论:随预紧量增大,受载滚子数增多,滚子与套圈最大接触载荷先减小后增大,最大接触应力先减小后增大;轴承寿命随预紧量的增大先增大后减小;最佳预紧量随径向载荷的增大而增大。     

谐波传动中柔性轴承内部载荷的理论计算和仿真分析

柔性轴承是谐波减速器中的关键部件,研究柔性轴承的载荷分布和接触应力对柔性轴承的设计和寿命计算至关重要。柔性轴承装配到波发生器会发生预变形,不再适用刚性套圈理论,其内部载荷也会发生变化。利用ANSYS建立柔性轴承的多体接触模型,得到柔性轴承的载荷分布和接触应力,并从薄壁圆环理论和赫兹接触理论验证了仿真分析的合理性。分析结果表明波发生器作用下,装配预变形导致柔性轴承实际承载区间减少,最大滚动体载荷和接触应力增大。研究结果对柔性薄壁轴承的设计及分析提供理论参考和实践指导。     

三排圆柱滚子转盘轴承寿命计算

提出了一种三排圆柱滚子转盘轴承在径向、轴向载荷和倾覆力矩联合作用下疲劳寿命的计算方法。通过轴承的径向和轴向静力平衡分析计算得到各排滚子的载荷,进而计算出各个套圈的当量滚动体载荷,由套圈的额定滚动体载荷和当量滚动体载荷计算出各个滚道的额定寿命,最终求出整个轴承的疲劳寿命。     

风电主轴双支承圆锥滚子轴承疲劳寿命计算

针对直驱式风电机组主轴双支承圆锥滚子轴承组合，建立了一种轴承疲劳寿命理论计算方法。首先，在笛卡尔坐标系中对轴承滚道进行数学描述；其次，运用坐标变换原理建立滚子-滚道接触变形与套圈位移之间的数学关系，借助于变形协调条件和受力平衡条件解决滚子载荷分布的静不定求解问题，通过对模型的数值求解得到轴承内部每个滚子的载荷；然后，运用有限长线接触理论建立修形滚子与套圈滚道之间的弹性接触模型，计算得到滚子与滚道之间的接触应力分布和滚道边缘应力修正函数；最后，通过边缘应力修正函数修正当量滚子切片载荷，进而准确计算轴承疲劳寿命。实例分析结果表明：滚子素线修形量对滚子与滚道之间的接触应力分布和轴承疲劳寿命有显著影响，轴承疲劳寿命随滚子凸度系数增大先急剧上升，达到最大值后缓慢下降。     

预应力对柔性薄壁轴承疲劳寿命影响的仿真分析

谐波减速器的柔性轴承装配到波发生器椭圆凸轮上时存在较大的预应力和预变形。为研究预应力的影响,利用ANSYS Workbench建立柔性轴承和波发生器凸轮多体接触模型,在实际工作载荷和预应力及预变形作用下,对柔性轴承内外套圈进行分析,得到其变形、应力以及载荷分布规律。分析结果表明,内外圈沟道处的等效应力主要取决于其受到的周向应力;内外圈的最大等效应力和最大径向应力发生在长轴处的球与内外沟道接触的区域。依据L P理论计算出柔性轴承的疲劳寿命,结果表明,考虑预应力情况下柔性轴承的疲劳寿命降低了30%,研究结果对柔性薄壁轴承的设计及分析提供理论参考和实践指导。     

预应力对柔性薄壁轴承疲劳寿命的影响

谐波减速器的柔性轴承装配到波发生器椭圆凸轮上时存在较大的预应力和预变形。为研究预应力的影响,利用ANSYS Workbench建立柔性轴承和波发生器凸轮多体接触模型,在实际工作载荷和预应力及预变形作用下,对柔性轴承内外套圈进行分析,得到其变形、应力以及载荷分布规律。分析结果表明,内外圈沟道处的等效应力主要取决于其受到的周向应力;内外圈的最大等效应力和最大径向应力发生在长轴处的球与内外沟道接触的区域。依据L-P理论计算出柔性轴承的疲劳寿命,结果表明,考虑预应力情况下柔性轴承的疲劳寿命降低了30%,研究结果对柔性薄壁轴承的设计及分析提供理论参考和实践指导。     

装配变形下谐波减速器中柔性轴承载荷分布与疲劳寿命研究

柔性轴承是谐波减速器中波发生器的关键零部件之一,对其载荷和寿命研究是谐波减速器可靠运行的关键。考虑柔性轴承装配后发生套圈显著挠性变形且与凸轮轮廓不同,假设内圈变形量未知,建立变形协调方程组对柔性轴承的载荷分布进行了研究,进而对其疲劳寿命进行了计算。利用有限元软件仿真分析了柔性轴承装配后的变形特点。结果对比表明,假设与仿真相符,载荷分布情况相符,疲劳寿命受到载荷影响。为柔性轴承的载荷分析和疲劳寿命评估提供了参考。     

联合载荷作用下交叉圆柱滚子转盘轴承的承载能力分析

建立了在径向、轴向和倾覆力矩联合载荷作用下交叉圆柱滚子转盘轴承的力学模型,该模型考虑了转盘轴承的游隙参数。采用Newton-Raphson法对力学模型进行了数值求解。计算了转盘轴承的安全系数和疲劳寿命两个承载能力指标,分析了转盘轴承游隙变化对转盘轴承内部载荷分布、安全系数和疲劳寿命的影响规律。结果表明:转盘轴承游隙的变化对转盘轴承内部的载荷分布和承载能力有着显著的影响。随着转盘轴承轴向游隙的增大,转盘轴承内部承担外部载荷的滚子数量逐渐减少,受载最大的滚子载荷也随之逐渐增大。在转盘轴承的轴向游隙从0 mm增大到0.24 mm的过程中,转盘轴承的承载能力安全系数下降了16%,疲劳寿命减小了26%。