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。     

内外圈结构参数对柔性轴承应力的影响

为研究柔性轴承结构参数对其性能的影响,对变形后的柔性轴承建立参数化模型,利用有限元法对不同柔性轴承内外圈结构参数进行静力学分析,得到了不同结构参数下的柔性轴承零件变形情况及应力的分布规律。研究发现:内外圈最大等效应力发生在长轴处的钢球与内外圈沟道接触区域;内外圈厚度应为0.65~0.73mm;内外圈宽度应为5~6 mm,且内外圈宽度差值偏大较为适宜。     

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。     

谐波减速器柔性轴承疲劳寿命及其力学特性分析

基于Ansys Workbench软件对柔性轴承建立多体接触以及动力学模型,分析了其内外圈在装配及外载荷条件下的应力应变;并基于nCode-Designlife软件,对柔性轴承内外圈进行了疲劳寿命评估。此外,针对影响柔性轴承力学特性的3个因素设计正交试验,分析了其对柔性轴承力学性能的影响。结果表明,内圈的疲劳薄弱位置位于长轴外端面,外圈的疲劳薄弱位置则位于长轴处滚珠与沟道接触区域,且最大径向变形量对内外圈的应力影响显著;在一定范围内减小径向变形并控制滚珠数,有助于减小应力提高寿命。该研究结果为柔性轴承的设计提供了参考。     

整体式、无装球缺口的自润滑铝合金关节轴承装配技术

针对整体式、无装球缺口的自润滑铝合金关节轴承无法采用传统方法装配的问题,提出采用施加预载荷使内、外圈产生弹性变形的装配法。以某轴承为例,基于ANSYS建立套圈仿真分析模型,分析了预载荷作用下内、外圈的最大等效应力和变形,结果表明内、外圈最大变形量之和大于外圈沟底深度,可以采用内、外圈弹性装配法。实际装配后轴承整体外观良好,旋转灵活,进一步证明了装配方法的可行性。     

高速精密角接触球轴承刚度计算

在分析轴承受力和变形的基础上 ,根据主轴轴承内部球与沟道接触载荷和接触角 ,提出了一种新的计算轴承径向、轴向和角刚度的方法 ,并分析计算了轴承旋转速度、预紧载荷和内外圈沟道曲率系数对轴承刚度的影响。附图 14幅 ,表 1个 ,参考文献 2篇     

基于有限元的谐波齿轮传动柔性轴承动态和接触特性分析

针对柔性轴承对谐波传动的承载能力、传动精度及寿命影响较大等问题,以谐波传动柔性轴承为研究对象,综合考虑轴承转速、载荷、变形等因素影响,基于ANSYS/LS-DYNA非线性接触分析方法对柔性轴承的动态和接触特性进行有限元仿真分析。研究结果表明,柔性轴承外圈不同位置动态特性基本相同,距离长轴不同距离的滚动体位移基本相同,速度以波峰波谷交替变化,且随距离增大而减小;外圈、滚动体应力主要集中在长轴附近,应力以波峰波谷交替变化,远离长轴后应力值减小;滚动体与内外圈接触力波动较大,且与外部载荷基本相同,与保持架接触力波动较小。     

基于ANSYS的滚针轴承的有限元分析

基于有限元分析软件ANSYS,建立了滚针轴承的三维有限元模型,以典型的径向载荷和边界条件为例,对其进行静力学接触分析,得出了轴承承载过程中的应力和变形趋势及接触应力的变化规律,空心轴和轴承外圈在径向方向上的最大等效应力并非出现在接触表面,而是分别出现在距接触表面0．256mm和0．268mm处．     

预紧高速角接触球轴承动力学特性分析

以弹性力学理论、滚动轴承动力学分析理论和沟道控制理论为基础,建立了预紧高速角接触球轴承的动力学方程,采用Newton-Raphson迭代法进行求解,对预紧高速角接触球轴承的动力特性进行分析。实例表明:随着预紧力的增加,内接触角减小而外接触角增大,球的离心力、陀螺力矩和旋滚比减小,球与内、外圈的接触变形、接触应力、接触载荷及轴承刚度增大;定压预紧轴承动力特性参数受预紧力变化的影响较大,而定位预紧轴承的接触变形、接触应力、接触载荷及刚度等动力特性参数值较大。     

角接触球轴承外圈锁球高主动测量仪

角接触球轴承外圈锁球高在轴承结构中的作用是保证轴承在装配后内圈组件和外圈不会分离,从而保证钢球在运输和装机过程中不会散落。锁球高尺寸太大,轴承在装配热合时,由于外圈加热变形小,致使外圈锁球高所形成的锁口直径小于钢球与内圈沟道所形成的外复圆直径,这样就产生内圈组件强行压入外圈沟道内,因而挤伤钢球表面,严重地影响轴承噪声和振动值,降低了轴承使用寿命;锁球高太小,则外圈容易与内圈     

角接触球轴承的预加载荷及其应用

l预力。载荷的机理及方法滚动轴承在较大间隙的情况下工作时,会使载荷集中作用于处于受力方向的一个滚动体上,使这个滚动体和内外圈沟道接触处产生很大的集中应力,从而使轴承的寿命缩短,刚度降低;同时,当轴承有较大的径向间隙时,还会使主轴轴心发生漂移,影响机床加工精度,并容易产生振动。当滚动轴承正好调整到零间隙时,滚动体的受力状况要均匀得多。当把轴承调整到不仅间隙完全消除,而且产生一定过盈量（或称负间隙）,即进行所谓预紧时,由于滚动体和内外圈沟道接触处发生了一定的弹性变形,它们间的接触面积加大,各个滚动体…     

偏航、变桨轴承疲劳寿命的计算

计算了偏航、变桨轴承在轴向力、径向力和倾覆力矩共同作用下的最大钢球载荷,并根据Hertz接触理论计算了钢球组载荷分布的轴向和径向分量,将两者合成得到了钢球组的实际载荷分布,根据Lundberg-Palmgren理论,计算了内、外圈沟道的当量动载荷和额定动载荷,通过计算偏航、变桨轴承内、外圈的疲劳寿命得到整个轴承的疲劳寿命。     

风电变桨轴承工况条件下非均匀接触行为

建立了风力发电机组变桨轴承弹塑性接触系统有限元模型,用于风电机组变桨轴承双列四点接触球轴承接触特性分析。同时,采用解析方法计算分析了最大承载球接触载荷,用于验证有限元接触模型的合理性。在给定设计参数及特定工况下,得到了轴承最大位移量、最大接触应力以及球最大接触载荷,并分析轴承沟道典型制造偏差对球与沟道接触特性的影响,结果表明:风电机组变桨轴承在倾覆力矩、轴向和径向载荷同时存在时,过大的轴承沟道制造偏差将导致球与沟道发生极端非均匀接触现象,同时,随着轴承沟道制造偏差增大,球与沟道总体非均匀接触程度增强。     

脂润滑球轴承的温度场分析

以脂润滑7008C角接触球轴承为例,分别采用有限元法和试验法研究了轴承的温度场,用有限元法对模型进行了简化处理,并考虑了自旋的影响,用试验法测得了不同载荷和转速下轴承外圈的温度。结果表明:有限元法得到的温度按内圈沟道与球接触点、内圈、球、外圈沟道与球接触点、外圈、轴承座的顺序依次降低;高速情况下自旋对轴承温升的影响很大,不可忽略,影响试验结果的主要因素为载荷、转速。有限元法与试验法得到的轴承外圈温度基本一致,但试验法测得的温度略高。     

凸轮滚子轴承疲劳寿命及滚子接触应力计算

根据凸轮作用在圆柱滚子轴承上的径向力计算了轴承的疲劳寿命;根据凸轮与轴承接触的运动关系计算了滚子轴承的极限转速;分析计算了圆柱滚子轴承的载荷分布,并根据得出的最大滚子载荷计算了轴承的内外圈与滚子的接触应力。结果表明,滚子轴承的极限转速在许用极限转速范围内;轴承外圈的疲劳寿命与滚子的寿命在一般的使用工况下均能达到设计使用要求;滚子与内外圈的最大接触应力在所选用材料的许用应力范围之内。     

基于二阶矩的滚动轴承可靠性灵敏度分析

结合赫兹接触理论和应力-强度干涉模型,基于二阶矩法建立滚动轴承可靠性灵敏度分析模型。以7218角接触球轴承为研究对象,通过与蒙特卡罗方法对比验证了分析模型的正确性,并分析了内外圈沟底直径、球径、内外圈沟道半径、轴向载荷、许用接触应力对轴承可靠性灵敏度的影响,结果表明：内外圈沟底直径对轴承可靠性影响较大,设计时需严格控制。     

轴向载荷作用下角接触球轴承静态承载能力校核方法

针对角接触球轴承在较大瞬时轴向载荷下的静态承载能力校核问题,分析了导致内、外圈发生接触椭圆截断的极限轴向载荷及该载荷下球与内、外圈沟道最大接触应力的计算方法,并以某型设备轴系所选7008C/P4角接触球轴承为例,给出了校核的求解过程。     

振动频率对滚动轴承动态接触特性影响数值模拟研究

实际工作中滚动轴承经常受到复杂的振动载荷作用.为了探讨载荷振动频率对滚动轴承动态接触特性的影响规律,通过在ANSYS/LS-DYNA研究平台上开展不同频率段下滚动轴承动态接触特性的数值模拟研究,对比分析接触部位单元的应力和变形,探讨动态接触特性对不同频率载荷的响应.结果发现,在两种载荷频率段内,当频率增加时,滚子单元的平均等效应力值变化程度明显大于内外圈单元,不同单元的应力最大值在不同频率范围内随频率增加而呈现不同变化趋势.两种频率范围内,轴心载荷方向最大位移量呈波浪形变化,轴心波动的范围分布在0.2～ 0.36mm之间.研究结论可以为实际工作中复杂工况下滚动轴承动态接触特性的研究和轴承寿命的预测提供参考.     

基于有限元的关节轴承研究

关节轴承的接触特性对其运行性能具有重要影响,为了研究关节轴承的接触特性,利用有限元软件ANSYS建立了关节轴承有限元模型.分析了轴向载荷、径向载荷和轴径复合载荷下关节轴承的应力分布,并研究了导油槽对接触应力的影响.结果表明:轴向载荷、径向载荷和轴径复合载荷下的应力分布和应力集中部位不同,但各种载荷下关节轴承外圈球面边缘处都产生应力集中;轴承外圈的最大应力比轴承内圈最大应力大;合理的导油槽能够起到减小应力集中的作用.