新型滚动体轴承-深穴空心圆柱滚子轴承承载性能的理论研究

突破了用表面修形来降低或避免滚子轴承边界应力集中的传统理论和方法,通过设计创新来降低或避免轴承 滚子边界应力集中,提出了一种新型滚动体轴承--深穴空心滚子轴承。新型圆柱滚子轴承兼备了对数滚子轴承和 空心滚子轴承的优点,又克服了它们各自的缺点。理论研究表明这种新型滚动体轴承具有突出的优点:①解决实心 和空心直母线滚子轴承的接触应力和等效应力的边界应力集中的问题。②使轴承在具有对数滚子轴承可克服边界应 力集中的优点的同时,避免了在加工工艺上的超精加工的要求。③保持了空心滚子轴承的优点,如:适应振动冲击 性载荷,改善轴承系统的润滑冷却条件,重量轻,减少了外圈所受的离心力,具有较好的高速运转性能等等。     

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…     

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。     

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.     

基于BP神经网络和有限元分析的深穴圆柱滚子的优化设计

针对直素线圆柱滚子轴承在工作中滚子端部出现应力集中,降低轴承接触疲劳寿命的问题,采用了深穴圆柱滚子。结构合理的深穴圆柱滚子轴承可以有效改善普通直素线滚子轴承受载后滚子两端的边缘应力集中现象。采用ABAQUS有限元分析软件对深穴圆柱滚子轴承进行了三维接触有限元分析,应用BP神经网络对滚子深穴结构进行了优化,优化后滚子两端部位的边缘应力集中明显减小,轴承的接触疲劳寿命和承载能力得到提高。     

一种新型调心滚子轴承结构

介绍了一种新型调心滚子轴承结构。新结构轴承无固定中挡边和小挡边,采用钢板冲压保持架,内、外圈及滚动体与传统CC型调心滚子轴承相似,二者的主要区别在于保持架和中隔圈的结构。由对比分析可知,新结构调心滚子轴承较老结构的径向额定动载荷提高了10%~20%。     

工业齿轮箱中调心滚子轴承应用特点分析

调心滚子轴承在工业齿轮箱中的应用十分广泛,研究调心滚子轴承在齿轮箱中的应用特点对齿轮箱的设计具有重要意义。通过Bearinx的计算分析,相对于相同外形尺寸的圆锥滚子轴承和圆柱滚子轴承,调心滚子轴承具有更高的基本额定动载荷和角度不对中补偿能力,但是轴承的修正额定寿命计算值则更低,滚动体的接触应力更大。通过Caba3d模拟的调心滚子轴承的运动状态,调心滚子轴承单列受载时各列滚动体和保持架的运动状态存在很大差异,当载荷变化时,运动状态的变化将会使保持架和滚动体承受额外的冲击载荷。     

弹性复合圆柱滚子轴承结构设计研究

根据组合创新原理,通过对圆柱滚子轴承的结构进行创新研究,提出了一种在空心圆柱滚动体中嵌入聚四氟乙烯(PTFE)材料的弹性复合圆柱滚子轴承新结构的设计方法。为确定弹性复合圆柱滚动体的结构尺寸,定义滚动体的填充度K=d/D(D为滚动体直径,d为材料填充直径),用ANSYS软件对弹性复合圆柱滚子轴承进行有限元建模,分析了重载工况下弹性复合圆柱滚子轴承的接触应力、von Mises应力、弯曲应力以及变形量对滚动体结构尺寸的影响。结果表明,在重载工况下,弹性复合圆柱滚子轴承滚动体填充度最优值为55%,并通过试验验证了分析结果的正确性。所得结果为弹性复合圆柱滚子轴承的设计提供了基础性数据。     

弹性复合圆柱滚子轴承承载性能的理论研究

根据组合创新原理,通过对圆柱滚子轴承结构的创新研究,提出了一种在空心圆柱滚动体中嵌入PTFE材料的弹性复合圆柱滚子轴承新结构的设计方法。选择轻载和重载两种工况,在利用有限元软件计算确定三种滚动体的最优结构尺寸的前提下,分析对比了三种圆柱滚子轴承的接触应力、等效应力以及弯曲应力。结果表明:在轻载和重载情况下,弹性复合圆柱滚子轴承和空心圆柱滚子轴承的接触应力和等效应力基本接近,但弯曲应力明显降低,其中轻载工况下降低了17.1%,重载工况下降低了27.7%。说明了弹性复合滚子轴承的承载能力要优于实心圆柱滚子轴承和空心圆柱滚子轴承。     

调心滚子轴承滚动接触中的滑动

调心滚子轴承的节锥示于图1。为了对比及更深刻地理解，在此也将同样出现滑动运动的推力调心滚子轴承和推力圆柱滚子轴承以及在滚动运动中在滚道上不产生滑动运动的圆锥滚子轴承(A行)纳入考虑的范畴。如果滚动体轮廓完全在极面(=瞬时轴的轴向面，也叫滚动面)上，就是这种情况。     

滚子修形对轴承性能影响的研究

为了提高滚子轴承的工作寿命和承载能力，普遍采用滚子修形。本文研究了直线滚子、全凸滚子、凸弧－直线滚子和对数滚子的母线方程及修形参数，在相同的工况条件下，分析计算了这四种滚子的接触应力沿接触线的变化情况，得出了对数滚子具有最佳受载状态的结论。并以提高轴承工作寿命为目标，建立了确定最佳修形量的数学模型，分析了修形量对轴承受载特性的影响，得出了滚子合理修形可以显著改善高速滚子轴承受载状态的结论     

Optimized Logarithmic Roller Crowning Design of Cylindrical Roller Bearings and Its Experimental Demonstration

A logarithmic profile is essentially an optimal geometry for rolling machine elements such as bearing rollers and raceways. Under most conditions of loading, it yields lower stresses to give longer endurance. Lundberg first suggested the basic profile, and some researchers followed him by modifying it to satisfy engineering requirements. In this article, the authors propose a mathematical optimization method for logarithmic profiles in roller bearing applications. Moreover, rolling contact fatigue life tests are carried out to make a comparison among logarithmically crowned, standard partially crowned, and modified partially crowned rollers. Results show that the logarithmically crowned rollers are beyond the modified partially crowned rollers in fatigue life, especially in poor lubrication conditions, although the logarithmic rollers require less workload to process the crowning.     

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。     

内外围相对倾斜对圆柱滚子轴承承载能力的影响分析

研究了由于转子弯曲引起的圆柱滚子轴承内外圈相对倾斜，以及轴承游隙与滚子修缘圆弧半径对轴承载荷分布的影响，并进行了数值计算和结果分析，提出了解决因轴承内外圈相对倾斜对轴承承载能力的影响问题的有效途径。     

对数母线圆柱滚子凸度量的有限元分析

以42724QT型铁路客车圆柱滚子轴承为分析对象,对其滚子进行对数母线凸度的分析,借助有限元软件ANSYS完成了在不同凸度量下的接触应力分析及比较,得到了一定载荷下的较优凸度量区间,同时进行了相同凸度不同载荷下的接触应力比较。结果显示,为避免"边缘效应",一定的载荷对应一个较优的凸度区间,并且理论凸度近似值与分析后得到的最优凸度有一定的误差,即使是对数母线的滚子,当载荷超出正常加载范围时,仍会出现"边缘效应"。     

新型推力滚子轴承

分析了目前常用的推力圆锥滚子轴承的缺点，设计了一圆锥滚子大端端面带微推力球轴承的新型推力轴承，这种新型轴承最近已获国家专利。     

满滚子径向自锁圆柱滚子轴承的设计

介绍了满滚子径向自锁圆柱滚子轴承设计的临界条件和设计参数。     

对数修形圆锥滚子轴承接触副径向刚度分析

以Hertz弹性接触理论为基础,推导出对数修形圆锥滚子与滚道之间的接触变形公式,依据弹流润滑理论,建立对数修形圆锥滚子轴承滚子-滚道接触副等效刚度分析模型,通过实例对对数修形圆锥滚子轴承进行有限元静力学接触分析,得到滚子、滚道接触变形分布。结果发现:接触变形随滚子有效长度和等效曲率半径的增大而减小;等效接触刚度随着接触载荷的增大而增大,等效接触刚度随着滚子有效接触长度增大而呈线性增大,随着修形量增大变化很小。     

滚子偏斜对圆锥滚子与内圈接触的影响

滚子偏斜对高速滚子轴承的寿命有显著影响。文中分析了在直母线和对数修形母线两种母线形式下,GCr15圆锥滚子和Si3N4圆锥滚子无偏斜、向小端偏斜及向大端偏斜三种情况时与GCr15滚道接触的应力分布情况。结果表明,对GCr15滚子或Si3N4滚子,一旦出现滚子偏斜,其接触应力和Mises应力值将显著增加,疲劳寿命大大降低,但修形后偏斜时的应力值要小于修形前。由于Si3N4的弹性模量大于GCr15的弹性模量,同时泊松比小于GCr15的泊松比,修形前后Si3N4滚子的应力值都高于GCr15滚子的应力值,疲劳源的深度也比GCr15滚子的大。