对数型凸度圆柱滚子的研究

<正>1 前言 圆柱滚子轴承受到负荷作用时,滚子与轴承滚道相接触,在接触表面上产生接触压应力,其大小和分布状态与滚子的外形轮廓线有密切的关系,并对轴承的使用寿命和承载能力产生极大的影响。使人们从单纯地提高滚子的真圆度,发展到采用合理的滚子外形轮廓线和弹性趋近量,以便得到理想的接触形式和合理的接触压应力分布状态。在不同时期,采用不同的加工手段和方法,生产出全凸度圆弧母线滚子,全凸度椭圆母线滚子,圆弧修正线凸度滚子来代替直母线滚子来减小和清除边缘效应和应力奇异分布现象。在实际工作中,它们确实能改善应力分布状态,减轻应力集中现象,使应力分布更趋合理,对提高轴承寿命和负载能力都起到一定的积极作用,但还存在着一定的应力大小不同的集合点现象。     

滚子凸度偏移和外滚道锥度对圆柱滚子轴承接触应力的影响

以N1015圆柱滚子轴承为研究对象,采用ANSYS对滚子凸度偏移、外滚道锥度对滚子与外滚道间接触应力的影响进行了分析,得出了二者与接触应力的关系。结果表明,为使轴承在给定载荷下的接触应力均匀分布,外滚道锥度和滚子凸度偏移应控制在合适的范围内,否则,滚子与滚道间的接触应力会迅速增大,其分布也会呈现出复杂的非对称性与非均匀性。     

凸度圆柱滚子的磨削与分析

素线带凸度的圆柱滚子受力情况好 ,但加工时定位不稳 ,滚子倒角不对称直接影响两端平均直径之差 ,文中给出了误差计算公式 ,附图 2幅     

外圈滚道带凸度短圆柱滚子轴承的研究与应用

本文叙述了外圈滚道带凸度短圆柱滚子轴承的结构特点，外圈滚道凸度型面的以及轴承的应用等。     

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。     

现代圆柱滚子轴承设计

经改善钢材质量、采用塑料保持架、改进挡边结构及凸度滚子的应用 ,可使圆柱滚子轴承的寿命和性能大幅度提高。介绍了建立目标函数、确定约束条件、对滚子的直径、长度及数量和最大额定动载荷等参数的优化设计 ,着重对滚子的凸度设计和保持架的选用作了说明。附图 3幅 ,表 1个。     

高速圆柱滚子轴承动力学分析

建立相应坐标系,对滚动轴承中滚子与滚道、滚子与保持架、保持架与引导套圈之间的相互几何作用进行分析,计算出各部件之间作用力和力矩,采用牛顿-欧拉方程建立6自由度滚动轴承动力学模型,对滚动轴承进行动力学分析,为圆柱滚子轴承设计提供理论依据。     

圆柱滚子凸度设计应用

分析了我国圆柱滚子轴承使用寿命比国外发达国家低的主要原因之一是滚子凸度设计应用问题,讨论了滚子凸型对接触压力分布的影响,指出滚子凸度的设计应用必须避免接触压力的奇异分布,并减小压力集中问题,通过理论分析和寿命对比试验得出:对数母线凸型是滚子凸度设计优先选用的凸型.     

圆锥滚子轴承滚子凸度的优化设计

圆锥滚子轴承的承载能力较大,广泛应用于重载的冶金、矿山等设备。圆锥滚子轴承中滚子的不同凸型及凸度量设计对滚子及套圈的应力分布以及弹性变形都有十分显著的影响,直接关系到滚动轴承的承载能力和疲劳寿命。文中利用有限元法(FEM),通过对圆锥滚子轴承不同凸型及凸度量的滚子设计时滚子母线与滚道接触区域的应力分布状况进行对比分析,得到了圆锥滚子的凸度设计最优方案,找出了轴承早期损坏的原因,优化结果表明,轴承的实际使用寿命提高了约93%,分析结果对提高该型轴承的寿命具有重要技术意义,也为圆锥滚子轴承设计提供一个新的方法。     

高速圆柱滚子轴承动力学及运动仿真

在高速圆柱滚子轴承动力学研究基础上,建立了轴承瞬态动力学方程,利用Newton-Raphson和Runge-Kutta算法对其数值求解,并利用求解结果在Pro/E Mechanism中实现对滚动轴承的运动仿真。     

高速圆柱滚子轴承零件间相互作用力瞬态动力学分析

高速圆柱滚子轴承的动态性能直接关系到其配套主机的工作性能和可靠性,研究轴承零件间相互作用力是对其进行瞬态动力学分析和计算机仿真的基础。在研究滚动轴承内部各元件相互运动和相互作用关系的基础上,利用滚动轴承摩擦学、弹性流体力学、润滑理论以及轴承动力学等理论,对高速圆柱滚子轴承零件的相互作用力动态特性进行了瞬态动力学解析。     

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.     

圆柱滚子轴承的动力学分析

介绍了圆柱滚子轴承的3自由度模型的建立方法,分析了滚子与套圈、滚子与保持架、套圈与保持架间的接触或碰撞关系.介绍了使用Fortran90编写的轴承动力学分析软件包BA的程序架构.得到了滚子的运动速度、滚子与内、外圈间的接触载荷与保持架质心的运动轨迹等,并通过案例分析了圆柱滚子轴承的动力学性能,验证了BA的分析能力.     

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。     

航空发动机主轴高速圆柱滚子轴承保持架柔体动力学仿真

在轴承动力学分析基础上,考虑保持架的柔性特性,采用修正的Craig-Bampton子结构模态综合法建立了航空发动机主轴高速圆柱滚子轴承保持架柔体动力学方程,利用ADAMS系统开发了圆柱滚子轴承刚柔耦合动力学仿真软件,并对保持架动态性能进行仿真,着重对轴承工况和结构参数与保持架动态特性的关系进行了研究。仿真结果表明:振动应力引起的疲劳失效多发生在保持架梁处;高速轻载工况下保持架易产生较大的打滑;径向游隙适当增大有利于降低打滑率;兜孔间隙与引导间隙比值大于1后保持架运动平稳性明显变差。最后,试验验证表明,柔性保持架动力学模型所得结果比刚性模型所得结果更接近试验结果。     

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。     

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。     

考虑滚子位置变化的圆柱滚子轴承非线性刚度特性分析

以圆柱滚子轴承为研究对象,考虑轴承运转过程中滚子周向位置分布的周期性变化,对经典圆柱滚子轴承载荷分布理论进行改进,并对由此引起的轴承刚度时变特性进行分析,同时研究圆柱滚子轴承平均刚度及平均接触滚子数随径向力的非线性变化规律。为了对改进理论算法进行验证,采用有限元接触分析方法对圆柱滚子轴承刚度及滚子接触状态进行分析。研究结果表明,改进理论算法和有限元接触法均能准确预测轴承瞬时刚度的时变特性及平均刚度随径向力的非线性变化特性,同时证明轴承平均接触滚子数的改变是轴承刚度变化的根源。基于改进理论算法进而分析轴承初始径向游隙、径向力、滚子设计数量等关键参数对圆柱滚子轴承性能的定量影响规律。