基于RomaxCLOUD的高速内圆磨削主轴轴承优化设计

基于RomaxCLOUD轴承系统分析工具,综合采用正交试验和多目标函数寻优方法,以轴承刚度、最小油膜厚度、疲劳寿命和沟道接触应力为优化目标,对角接触球轴承的内圈沟曲率半径系数f_i、外圈沟曲率半径系数fe、球数Z、球组节圆直径D_(pw)及球径Dw进行优化设计,得到优化结果为f_i=0.505,f_e=0.515,Z=19,D_(pw)=90mm,D_w=12.7 mm,并对优化后的轴承进行性能分析。     

基于ADORE的陀螺电机主轴承优化设计

基于ADORE建立轴承仿真模型对某型号陀螺电机主轴承进行动力学分析,分析了球数、内外圈沟道曲率半径系数、径向游隙等结构参数对轴承沟道最大接触应力、摩擦力矩、球磨损率、轴承疲劳寿命的影响。结果表明:选取较多的球数有利于改善轴承性能;选取较大的径向游隙有利于减小沟道最大接触应力,提高轴承寿命,降低轴承摩擦力矩和球磨损率;在满足轴承最大接触应力要求时,适当选取较大的内、外圈沟道曲率半径系数有利于降低轴承摩擦力矩和球磨损率。并以轴承摩擦力矩、球磨损率、轴承疲劳寿命为优化目标对轴承结构参数进行多目标优化设计,确定了最佳设计方案。     

高速脂润滑角接触球轴承多目标优化设计

通过建立轴向和径向联合载荷作用下高速脂润滑角接触球轴承的拟动力学模型,利用功效系数法,以旋滚比、基本额定动载荷、摩擦力矩和轴向刚度为目标函数,对轴承球组节圆直径、球径、球数、内圈沟曲率系数和外圈沟曲率系数进行优化设计,并对优化设计后的轴承H7008C-2RZ/HQ1P4进行了温升性能和极限转速试验,结果表明温升和极限转速满足要求。     

角接触球轴承的应力场与相对疲劳寿命分析

基于弹性接触理论及Ioannides及Harris疲劳寿命计算模型,分析了球径变化、沟曲率半径系数和径向游隙对角接触球轴承的Hertz接触应力、零件表层的Mises应力场及轴承疲劳寿命的影响。研究结果表明,角接触球轴承零件的表层裂纹源在沿轴承零件的周向平面内;轴承疲劳寿命随球径的增大而增大,随沟曲率半径系数和径向游隙的增大而减小。     

全陶瓷球轴承内外圈沟曲率系数的优化设计

全陶瓷轴承沿用钢轴承的参数设计会大大降低轴承的疲劳寿命,需对全陶瓷轴承进行优化设计来提高疲劳寿命。通过对当前设计试样轴承的疲劳寿命试验结果分析,以全陶瓷深沟球轴承内外圈的接触应力和摩擦力矩作为优化目标,建立优化评价系数的函数,并求得内外圈沟曲率系数的最优值。建立有限元模型,对其内外圈与球的接触应力和摩擦力矩进行分析验证。最后进行疲劳寿命试验,验证了优化设计后轴承在载荷为500N左右时,疲劳寿命提升最大,约17%。     

航空电机轴承参数优化

根据航空电机轴承的工作环境,特别是高速、轻载工况特点,利用动力学仿真分析软件Adore,分析研究了不同组别内、外圈沟曲率半径系数和径向游隙的变化对轴承疲劳寿命、磨损率、兜孔碰撞力、功率损失的影响情况。同时利用正交分析法分析不同组合方案中疲劳寿命、磨损率、兜孔碰撞力及功率损失的变化情况。结果表明：疲劳寿命、磨损率、兜孔碰撞力、功率损失分别随着内圈沟曲率半径系数、外圈沟曲率半径系数增大呈现降低的趋势;疲劳寿命、磨损率、兜孔碰撞力、功率损失随着径向游隙的增大呈现降低的趋势。结合正交分析法和内、外圈等接触应力的设计原则,确定了内、外圈沟曲率半径系数、径向游隙等应取较小值的设计原则。     

基于RomaxCLOUD的高速铣削电主轴轴承优化设计

基于RomaxCLOUD轴承设计与分析平台,对HMC80高速电主轴所用非标角接触球轴承进行参数优化设计。通过正交试验法设计试验和运用多目标函数的功效系数法对角接触球轴承的内沟曲率半径系数fi、外沟曲率半径系数fe、球数Z、球径Dw进行优化设计,得到优化结果为:Z=26,D_w=12.6 mm,f_i=0.525,f_e=0.520。并对优化后的轴承刚度性能进行了仿真分析,满足要求。     

带有浮动变位轴承的高速主轴系统轴承生热研究

为揭示带有浮动变位轴承的主轴系统中轴承摩擦生热规律,基于主轴系统模型与轴承热功率模型,计算了浮动变位轴承不同径向游隙、外圈沟曲率半径系数以及主轴转速、轴承预紧力下主轴系统各轴承摩擦热功率,结果表明:浮动变位轴承的径向游隙、外圈沟曲率半径系数以及角接触球轴承的预紧力显著影响系统中各轴承的滑动摩擦热功率;主轴转速对轴承滑动...     

基于粒子群算法的深沟球轴承优化设计

以深沟球轴承的额定动载荷、额定静载荷及额定联合载荷为优化目标，以球直径、球组节圆直径、球数、内圈沟曲率半径系数、外圈沟曲率半径系数为设计变量，基于粒子群算法实现了轴承的主参数优化。同时，基于.NET API对AutoCAD软件进行二次开发，实现轴承二维图纸的自动绘制与保存。以6214深沟球轴承为例进行优化设计，优化过程收敛速度快且收敛稳定性高；与网格节点法的优化结果对比表明，基于粒子群算法优化设计后的轴承额定动载荷更高。     

特大型四点接触球轴承沟曲率半径系数的设计方法

沟曲率半径系数是轴承设计中一个重要的设计参数,对轴承的承载能力和疲劳寿命有较大影响。目前为止,特大型四点接触球轴承沟曲率半径系数的设计依靠经验取值,缺乏设计依据,由此设计出来的轴承不能保证满足承载能力的要求。给出了特大型四点接触球轴承精确静承载曲线的绘制方法,提出了根据特大型四点接触球轴承精确静承载曲线设计轴承沟曲率半径系数的方法并给出了相应的设计流程,同时还给出了此类轴承疲劳寿命的计算方法。给出的沟曲率半径系数设计方法能够精确设计特大型四点接触球轴承的沟曲率半径系数,设计出的轴承一定满足轴承承载能力的要求及较高疲劳寿命的要求。此外,该设计方法可提高轴承的设计效率,并为轴承沟曲率半径系数设计方法的发展提供理论基础。     

基于正交试验法的薄壁角接触球轴承优化设计

对于机器人用薄壁角接触球轴承而言,在满足其一定寿命的基础上,接触刚度是轴承第一性能指标,轻量化是其另外一个重要指标,为此,以某机器人用薄壁角接触球轴承为对象,对其结构参数进行了多目标优化设计。首先,根据轴承的实际工况要求,建立了以内圈沟道曲率半径系数、外圈沟道曲率半径系数、滚珠直径、节圆直径和滚珠数为影响因素,以接触刚度、接触疲劳寿命和质量为目标函数的薄壁角接触球轴承优化数学模型,并采用数值模拟计算方法,得到了每个因素不同水平值所对应的目标值;然后,基于正交试验法对轴承结构参数进行了多目标优化设计;最后,通过极差分析和综合平衡分析法确定了轴承的最优结构参数。研究结果表明：针对一定寿命条件、较高刚度和轻量化的设计要求,采用正交试验法对轴承进行多目标优化设计是一种高效可行的方法,可对其他类型轴承的优化设计提供有价值的参考。     

复杂工况下脂润滑推力角接触球轴承温升特性研究

复杂工况下,脂润滑角接触球轴承的温升特性对轴承的安全运行具有重要影响。针对脂润滑推力角接触球轴承在复杂工况下的温升特性进行研究,建立了推力角接触球轴承摩擦发热率数学模型;基于传热学理论,分析主轴-轴承-轴承座系统传热方式,建立轴承温升模型,通过试验验证了模型的合理性;基于轴承温升模型,分析了轴承工况参数和结构参数对轴承外圈温升特性的影响规律。结果表明,所建模型可以较好地预测复杂工况下轴承外圈温升,仿真结果与试验结果最大误差为8.3%;轴承在运行开始后20 min内,轴承外圈温升速率较快;载荷、转速的增大以及环境温度的升高均能使轴承外圈温升增大;钢球数增多和沟曲率半径系数增大均能使轴承外圈温升下降。研究结果为脂润滑推力角接触球轴承的优化设计提供了理论依据。     

角接触球轴承的结构参数对接触应力的影响及优化

以B7008C轴承为例,基于ANSYS Workbench运用局部网格细化方法对角接触球轴承接触应力进行计算,计算结果与Hertz理论解对比,验证了有限元法的正确性。并通过有限元法分析结构参数对接触应力的影响,结果表明:随钢球半径参数的增大,最大接触应力值呈线性减小;存在最优内外圈沟曲率半径系数使钢球与内外圈接触的接触应力相等,且此时轴承最大接触应力值最小。     

基于ANSYS Workbench的角接触球轴承温度场分析

以角接触球轴承7014C为研究对象,在ANSYS Workbench中建立了有限元模型,综合考虑转速及润滑的影响,对其进行稳态热分析;建立了油气润滑机械主轴温度特性试验台,并通过轴承测温试验验证了模型的可靠性。结果为机械主轴油气润滑系统的参数选择提供了参考依据,具有一定的工程实用价值,为进一步研究轴承的疲劳寿命奠定基础。     

双向推力角接触球轴承装配高和高度的精确控制

建立了沟位置、沟曲率半径、沟底直径及球径对双向推力角接触球轴承装配高和高度的影响系数计算模型,并以234426MSP双向推力角接触球轴承为例,计算了各参数对其装配高和高度的影响系数,结果表明：各参数对轴承装配高和高度的影响从大到小依次为球径、沟位置、沟曲率半径、沟底直径。根据分析结果,结合设备工序能力指数对轴承参数偏差进行优化匹配,实现了双向推力角接触球轴承装配高和高度的精确控制。     

关于深沟球轴承沟曲率半径的一点注记

在对深沟球轴承几何参数及接触应力分析的基础上,给出了沟曲率半径系数的控制方程,并对轻、中、重系列轴承的外圈沟曲率半径系数的选取进行了探讨。     

基于多重网格法的超高速电主轴轴承内部润滑状态分析

本文以超高速电主轴内部主轴轴承为研究对象,基于稳态等温点接触弹流润滑理论,采用多重网格法,对超高速时在不同工况和几何参数等条件下主轴轴承内部的弹流油膜状态进行了分析计算,得出了速度、预载荷等工况条件和接触角、套圈沟曲率半径系数、材料参数等对轴承内部球滚动体与套圈滚道之间润滑状态的影响结果。     

沟曲率半径系数对高速陶瓷球轴承润滑状态影响的研究

采用迭代法,建立高速深沟陶瓷球轴承点接触等温弹流润滑计算模型.根据实际载荷和工作环境,推导出轴承润滑的边界条件,对各种沟曲率半径系数的轴承模型进行数值仿真分析计算,得出了内外沟曲率半径系数分别与轴承压力区最高压力和膜厚的关系。结果表明:在相同载荷速度和润滑油的情况下,内圈沟曲率半径系数为0.5145和0.5196时,轴承内外圈与滚动体接触区最小膜厚相同,在这个区域内外圈接触区膜厚较为接近.在相同载荷速度和润滑油情况下,内外圈接触区最大压力随着沟曲率半径系数的增大而增大。通过与传统理论计算的对比,结果具有较好的一致性,研究结果对高速深沟球轴承参数优化具有指导意义。     

沟曲率半径系数对柔性轴承应力的影响

采用有限元分析方法,使用ANSYS Workbench建立了柔性轴承的参数化接触模型。对不同沟曲率半径系数的柔性轴承进行静力学接触分析,得到了不同参数的柔性轴承内外圈的变形、应力的分布规律。结果表明:内外圈的最大等效应力和最大径向应力发生在长轴处的钢球与内外滚道接触的区域;内外圈最大等效应力、钢球与沟道的最大接触压力随内外圈沟曲率半径的增加呈线性增大趋势。用该方法能准确得到柔性轴承最大的接触应力,可以用来对柔性轴承进行优化设计。     

球轴承沟曲率的优化设计

以润滑条件、接触条件、滚道的一致性和其他参数作为约束函数,以轴承内圈和外圈的沟曲率半径作为设计变量,在额定动载荷适当的前提下,采用优化设计,使球轴承的额定静载荷最大或摩擦损耗容量最小化,优化了短时承载的球轴承结构。