无预负荷空心圆柱滚子轴承空心度的优化设计

根据接触力学理论，对空心滚子轴承进行了三维有限元分析，在此基础上对空心滚子轴承的空心度进行了优化设计，为最大限度地发挥空心滚子轴承的优势和空心滚子轴承的设计提供参考。     

多列圆柱空心滚子轴承

一、背景 1897年米勒(Miller)获得一项滚子轴承专利,其中滚子由螺旋缠绕的金属片制成。从那以后90年间曾发表过许多有关的专利。它们大致可分三类: (1)利用空心滚子的弹性,吸收作用于轴承上的冲击载荷。 (2)利用空心滚子减少滚子重量,因而减少高速轴承中滚子的离心力,改善轴承寿命;利用空心滚子变形装配产生的预加负荷使滚子紧压在轴承内外滚道上,阻止高速轴承中滚子轻载工作时打滑以及用它来驱动轴承保持器。 (3)美国威拉尔·波文首先发现了预加载荷、无保持器、满装的圆柱空心滚子轴承具有高回转精度、高刚度及高速运转性能。其滚子的空…     

空心圆柱滚子轴承接触力学数值仿真

基于接触力学理论,建立了不同空心度常规直素线圆柱滚子与内圈滚道的三维接触力学模型,进行了有限元数值仿真研究。分析结果表明,空心度对等效应力及接触应力的影响规律是不同的,合理的空心度可减小接触应力的边缘效应,但等效应力滚子两端的边界应力集中总是存在的;在相同空心度下,等效应力和接触应力随载荷的变化规律是不同的;不同载荷作用下,最佳空心度的理论值不同;空心滚子内壁的等效应力值随空心度的增大而增大,存在应力转移现象,并会超过外壁的等效应力值。     

一种新型机床主轴轴承空心圆柱滚子轴承

空心滚子轴承的应用始于本世纪初,用以改善轴的柔性。早在70年代初在美国预负荷的空心滚动体已用于高速轴承,靠预负荷的滚动体防止其在高加速度和大离心力条件下滚动体打滑。美国国家航空航天局(NASA)曾进行了一系列试验;苏联将此种轴承用于铁路机车车辆上,利用空心滚子变形增大滚子在滚道的接触面积,提高轴承的承载能力;日本、德国等在轧机轴承上采用一种连接销轴穿过空心滚子孔的保持器,用以节省保持器架所占用的空间,来增多滚子数量,从而增加了轧机轴承的承载能力;奥地利的斯泰尔公司(Stayr)为了减轻滚子重量,改善轴承启动和加速时的动…     

新型空心圆柱滚子轴承结构设计研究

双金属环空心圆柱滚子轴承是一种新型结构的空心滚子轴承,其滚子具有内外环组合式的结构形式,通过内外环的轴向错动,导致外环外径变大,从而形成滚动体与内、外圈间的过盈.这种新型滚子形成过盈的能力完全由其结构决定,应用有限元方法,根据外环外表面上结点位移的均方差指标来确定和优化设计这种新型滚子的结构和尺寸参数.     

空心圆锥滚子轴承接触特性分析

圆锥滚子轴承对于重载旋转机械的静动态性能有着重要的影响,空心滚子轴承正在逐渐被用于重要的工程实际中。基于Hertz接触理论和有限元方法,运用ANSYS分别建立了实心和空心圆锥滚子轴承的单滚子-套圈等效三维仿真模型,对比分析不同空心率和载荷等参数对实心和空心圆锥滚子轴承的弹性变形和接触应力等的影响规律,运用理论计算值验证了圆锥滚子轴承的接触应力值。分析结果为圆锥滚子轴承的优化设计和工程应用提供了参考依据。     

高速空心滚子轴承的性能研究

根据接触力学理论,利用有限元软件ABAQUS,合理建立了空心圆柱滚子轴承的分析模型,研究了某高速空心滚子轴承的应力分布情况,并对滚子的空心度进行了优化设计.结果表明:在一定工况条件下,只要空心度合适,空心圆柱滚子轴承的应力分布情况要远好于实心滚子轴承.研究结果为高速空心圆柱滚子轴承的设计提供了指导.     

空心圆柱滚子与滚道接触应力及位移分析

根据接触力学理论，用有限元方法对空心滚子轴承受载后的应力、位移和接触等情况进行了全面分析，结果表明，设计合理的空心滚子可以降低轴承的等效应力，然而，降低应力的效果与轴承所受载荷的大小有关；空心滚子轴承与实心滚子轴承同样不可避免地存在等效应力的“边缘效应”，因而，有必要通过其他设计方法来避免或降低这种等效应力的“边缘效应”，进一步提高轴承的承载能力和疲劳寿命。     

不同载荷工况下空心圆柱滚子轴承的接触分析

针对空心圆柱滚子轴承的实际工作状况,利用有限元软件ABAQUS建立了滚子轴承的有限元模型,并对其在3种载荷工况(均载、“梯形”偏载和“三角形”偏载)下进行了数值模拟,分析了不同空心度对滚子的Mises应力、接触应力和变形的影响.结果表明:偏载工况对滚子的应力和变形影响较大 ;与均载工况相比,偏载工况下滚子的“边界效应”较小;不同空心度的滚子应力和变形不同,空心度为60％的滚子的Mises应力最小.把滚子内孔由圆柱改为圆锥后,滚子的Mises应力和接触应力均减小,有效的提高了轴承的强度和使用寿命.     

新型空心圆柱滚子轴承振动试验

介绍一种滚动轴承振动卧式测量方案,并运用该方案对新型空心圆柱滚子轴承和实心圆柱滚子轴承的振动性能进行了对比分析,结果表明,在一定条件下,新型空心圆柱滚子轴承的振动性能优于实心圆柱滚子轴承.     

滚柱直线导轨副接触区的接触变形分析

针对机床中重要的运动结合部——滚柱直线导轨的接触区的接触变形区域,进行了受力分析,并把一种新的变形理论模型应用于滚柱直线导轨接触区的变形计算,通过有限元分析,验证了计算公式的正确性,同时还得到了接触区滚动体的圆弧母线与直母线相切处的受力接触变形图和应力图,为相应滚子的设计提供了一定参照。     

圆柱滚子轴承滚子凸度量的有限元分析

用有限元方法对某汽车用圆柱滚子轴承的修形滚子的凸度量进行研究，分析凸度量对接触应力和等效应力的影响，并确定了最佳凸度量。     

滚动体素线形状对圆柱滚子轴承应力的影响

用有限元法对某型号冶金轴承进行优化设计,找出不同素线滚子的最优凸度量。通过对最优结果的对比和分析,研究滚动体素线的形状对轴承应力分布规律和最大应力的影响,为滚动轴承优化设计提供了参考。     

滚子轴承受载变形计算的修正

通过对线接触Palmgren公式和推导出的有限长线接触变形理论公式的分析对比,提出了一种滚子轴承受载变形计算的修正方法。在采用现行分析方法对轴承进行求解的基础上,利用有限长线接触变形理论公式对部分计算结果进行适当的修正。该方法计算精度高且简捷,便于在工程实际中推广应用。     

基于接触应力的圆柱滚子轴承疲劳寿命分析

首先介绍了圆柱滚子轴承疲劳寿命的经典理论计算方法.然后运用Hertz接触应力理论计算出圆柱滚子轴承的最大接触应力,结合三参数幂函数公式确立疲劳寿命曲线方程计算出轴承的疲劳寿命值.通过改变轴承滚子数目、径向力大小以及径向游隙等参数,将基于接触应力得到的疲劳寿命结果与经典理论结果进行比较,证明了该方法的合理性.并分析了在考虑离心力作用下高速圆柱滚子轴承疲劳寿命与转速之间的关系.     

异形支承圆柱滚子轴承结构优化

使用传统弹性接触理论校核某汽车变速箱用异形支承圆柱滚子轴承接触应力,结果满足设计要求,但使用中因出现边缘应力集中而失效。建立有限元模型进行分析,认为出现边缘应力集中的原因为外圈与滚子边缘接触位置有严重折弯变形,通过在轴承外圈上增加0.2 mm过渡阶梯的改进措施,折弯变形减小了50%。经耐久性试验验证,优化后轴承满足使用要求。     

圆柱滚子的弹性趋近量

根据圆柱滚子弹性接触问题的数值计算结果,指出了Palmgren关于滚子弹性趋近量公式的局限性,并对其进行了修正,提出了新的拟合公式.