轴承接触应力计算与塑性屈服安定

滚动轴承接触应力分析计算过程比较繁杂,通过理论分析和数值拟合,给出了接触曲率函数与接触椭圆率的关系,利用接触曲率函数直接计算出接触椭圆率,使接触计算变得相对简化。同时,对接触区上关键点的应力状态进行计算,建立了接触材料屈服强度和屈服安定校核方法。对不同的轴承接触模型,给出曲率函数计算公式,并通过具体的实例计算了接触椭圆率。     

弹性流体动力润滑(三)

4.1 引言点接触弹流理论是十五年前开始建立的。1965年阿查德(Archard,J.F.)和考金(Cowking,E.W.)利用格鲁宾的方法,对点(圆)接触的弹流问题提出了第一个近似解。1970年郑绪云(Cheng,H.S.)也用格鲁宾的方法,对椭圆接触的弹流问题,提出了在不同椭圆率下的数值解。这两个解的前提都假设在赫芝接触区内油膜是平行的,因而,分     

Hertz点接触参数的工程计算方法

针对Hertz型点接触参数理论计算复杂的问题,通过理论分析和数值拟合,给出了点接触曲率函数与接触椭圆率的关系。利用接触曲率比函数直接计算出接触椭圆率,不需要查表和插值计算接触椭圆率的过程,使接触计算变得相对简化。最后以深沟球轴承为例进行了实例分析,结果表明,3种点接触参数近似计算方法的结果接近。     

ANSYS在求解轴承接触问题中的应用

以点接触为例，对ANSYS有限元分析计算结果与赫兹解进行比较，指出在利用ANSYS求解接触问题时，接触体的接触区及附近区域的单元网格边长应不大于接触椭圆的半轴长度，且小于接触椭圆短半轴长度的50%时为佳，以满足有限元分析结果精度的需要。     

HERTZ 接触应力屈服强度问题研究

Hertz接触应力理论是经典的理论,它涉及的计算过程比较繁杂。针对一般的接触问题,通过理论分析和数值拟合,给出了接触曲率函数与接触椭圆率的关系,利用接触曲率函数直接计算出接触椭圆率,不再需要查表和插值计算这种麻烦和不准确的过程,使得接触计算变得相对简化。同时,根据弹性力学分析的结果,建立了接触区表面下关键点的应力状态估计方法和材料屈服强度校核方法。为工程实际应用带来很大的便利。     

一种改进的轮齿几何接触仿真方法

针对目前轮齿几何接触仿真中接触椭圆的计算需借助于参考点附近配对齿面的二次逼近以及复杂的曲率推导等问题,提出了一种改进的基于数值迭代的接触椭圆计算方法。首先通过啮合基本方程组求出瞬时接触点。然后以该点为起点按照给定的弹性变形量进行整周搜索,获得该接触位置的瞬时接触椭圆及其长、短轴,进而得到整个齿面的接触印痕。最后以一对摆线齿准双曲面齿轮为例,通过与商用软件及滚检实验结果的对比,验证了该方法的可行性。     

等温弹流润滑问题的直接迭代解 (二)关于点接触问题

本文用松弛法直接迭代求解弹性流体动力润滑(EHL)椭圆接触问题的一组非线性微分方程,获得了具有典型EHL特征的完全数值解。为提高收敛精度,采用了变松弛因子,并且自行推导了较高阶的有限差分公式。在计算弹性变形时,对二维的压力分布作双二次插值逼近,并通过极坐标变换克服了积分的奇异性。     

薄壁四点接触球轴承接触问题有限元分析

基于Ansys有限元软件,提出薄壁四点接触球轴承的逐级梯度细化接触区域的单元网格划分方法。建立等截面薄壁四点接触球轴承1/2单个滚动体与套圈及整个轴承有限元模型。计算分析了网格单元尺寸对四点接触球轴承接触特性的计算精度影响,求解整个轴承有限元模型在静径向力下的载荷分布规律,获得了薄壁四点接触球轴承较为精确的椭圆接触区域形状和四点接触状态。研究表明:对于接触特性计算,网格划分单元尺寸近似于接触椭圆短半轴的50%时便可以得到较精确计算结果,对于薄壁四点接触球轴承,钢球与内、外圈滚道的接触应力、等效应力和接触变形与径向载荷呈非线性递增关系,接触应力大小和载荷分布的计算结果与赫兹接触理论计算值具有较好的一致性。计算结果较为精确的模拟了薄壁四点接触球轴承的接触特性和载荷分布规律。     

如何正确选用滚动导轨副(下)

3滚动导轨副的常用结构滚动导轨副内滚珠与沟槽的接触模式为弹性接触 ,可用赫兹接触理论(Hertzcontacttheory)来计算刚性。在接触椭圆区内(如图 5所示 )会因为应力分布差和回转半径差引起差动摩擦和差动滑动 ,影响直线导轨的特性。滚珠在导轨与滑块之间的接触牙型 ,主要有哥德式(GothicType)牙型和圆弧式牙型 (如图 6所示 )。由于圆弧式牙型其接触角 (垂直于回转轴线的直线与滚珠中心和沟槽接触点连线的夹角 )在传动中易变动 ,造成间隙与侧向施力变动。而哥德式牙型其接触角能保持不变 ,刚性亦较稳定。一般认为哥德式接触牙型具有较大的差…     

复杂接触运动下非线性摩擦力的求解

提出了复杂接触运动下求解接触非线性摩擦力的数值轨迹跟踪方法,利用该方法对几种复杂接触运动下的非线性摩擦力进行了计算。计算结果表明:数值方法在分析二维接触椭圆运动时可以得到更准确的结果;计算接触面摩擦力时不能忽略法向运动与切向运动之间的相位差,该相位差对接触状态的转变、摩擦力的大小以及迟滞回线的形状都有很大的影响;对于接触面的三维运动,必须同时考虑法向运动与接触面内两个方向切向运动之间的耦合;数值轨迹跟踪方法可以方便地求解一维、二维以及三维接触运动下的非线性摩擦力,为求解带干摩擦阻尼结构的动态响应提供了一种实用算法。     

修形直齿锥齿轮副加载接触分析方法研究

针对修形直齿锥齿轮副的接触特征及接触形态计算方面存在的问题,提出了一种修形直齿锥齿轮副加载接触分析方法,对修形直齿锥齿轮副啮合特征计算过程进行了系统的阐述。首先,根据球面渐开线展成原理,生成了标准的直齿锥齿轮齿面,并根据齿根圆与球形渐开线相切的原理,构建了齿底倒圆的数学模型;然后,采用二元二次多项式对齿面进行了修形,并得到了相应的齿面离散点,在此基础上,应用样条曲面构造方法,重构了修形齿面方程;接着,依据齿轮啮合原理,进行了齿面接触分析(TCA),获得了瞬时共轭接触点以及整个啮合周期的啮合迹线;最后,应用赫兹接触修正模型,计算了受载状态下的接触椭圆、椭圆长短轴、最大接触应力以及应力分布,对共轭接触直齿锥齿轮副进行了加载接触分析。研究结果表明：与有限元计算结果相比,采用加载接触特性计算方法,两者接触迹线和接触椭圆等啮合特征相符,接触力和最大接触应力误差在1%和2%以内;对比结果表明,加载接触特性计算方法能够准确地对修形直齿锥齿轮副进行加载接触分析。     

圆锥滚子轴承挡边倾角的优化研究

针对圆锥滚子轴承普遍存在的挡边摩擦发热问题,对圆锥滚子球基面和锥挡边的接触形式、受力和接触椭圆进行了研究。对圆锥滚子轴承现行设计方法中,挡边倾角值的计算方法及其不足进行了总结;基于赫兹点接触理论,提出了圆锥滚子球基面与锥挡边的接触计算模型;以某汽车用单列圆锥滚子轴承为实例,给定了轴承参数和使用工况,根据轴承受力平衡,求解了滚子表面受力;对受力最大的滚子,设置了接触椭圆边缘恰好在油沟边缘的极限位置为条件,运用迭代法讨论了挡边倾角值变化对挡边受力和接触椭圆各参数的影响。研究结果表明:随着挡边倾角增大,接触椭圆的各参数均呈减小趋势,摩擦将越小;综合考虑滚子歪斜和不对中因素后,挡边倾角值得到了优化,挡边的摩擦问题得到了改善。     

流体动压滑动轴承优化设计——(五)椭圆轴承优化设计

如图1所示,流体动压椭圆轴承由于在结构上轴与轴瓦1、2之间预置偏心e’,所以轴颈在载荷P作用下以角速度ω回转时,将在轴瓦1、2上分别形成油楔(图1b)。理论计算和实验分析中指出,椭圆轴承具有比圆柱轴承更好的稳定性,常用作高速转子的支承。     

直齿锥齿轮修形齿面安装误差敏感性分析

在建立含有安装误差的直齿锥齿轮啮合坐标系的基础上,提出了在一点相切接触的两齿面上利用差曲面的Gauss曲率来表示直齿锥齿轮修形齿面安装误差敏感性的方法。用罚函数法来优化接触椭圆长轴,从而得到对安装误差敏感性低的修形直齿锥齿轮的印痕图。研究表明接触椭圆长轴对齿面敏感性系数的影响最大,优化接触椭圆长轴后可获得较好的接触迹线,接触迹线垂直于根锥时能够降低直齿锥齿轮修形齿面安装误差敏感性。     

变轴交角渐开线齿轮啮合理论和设计

为了提供合理的变轴交角渐开线齿轮传动设计方法,基于双自由度齿轮啮合理论,对这种传动进行了研究。在轴交角变动范围内,由相配齿轮2齿面无根切导出两轮支座摆动轴线位置和相配齿轮2工作齿宽的计算公式,得到支座摆动轴线与渐开线齿轮1轴线间距l1的许用最小值l1min和最大值l1max;得到不同轴交角 时的重合度计算公式;推导出啮合点瞬时接触椭圆参数的计算公式。研究表明：取l1接近l1max时,相配齿轮2工作齿宽最大;轴交角| |为最大时重合度ε最大,=0时ε最小;相配齿轮2中断面分度圆啮合点处的瞬时接触椭圆参数接近其余各点的平均值,可由该点来评价接触质量,使计算大为简化。为这种传动的几何设计,提供一套详尽的计算方法。     

基于Matlab的Hertz接触参数和主曲率差函数关系的拟合

借助Matllab分别对椭圆积分、椭圆率与主曲率差函数的关系进行拟合。通过实例计算,对由拟合法得到的Hertz接触参数值与对应的Hertz接触参数理论值及由线性回归法求得的值进行比较。结果表明,拟合法所得Hertz接触参数值与Hertz接触理论值更为接近,相对误差较小。     

滚动轴承静刚度在轴承EHD研究中的应用

本文叙述用滚动轴承静刚度K_S来计算轴承内外座圈与滚动体之间的接触变形的总和。这种计算以往是用古典赫兹接触理论来分析的。该理论用复杂的椭圆积分分别计算外座圈与滚动体之间以及内座圈与滚动体之间的接触变形,然后将它们相加。由于在滚动轴承EHD研究范围内,人们感兴趣的是总接触变形量而无须弄清内外座圈的各自变形量,因此完全可以采用本文所述的方法来计算总变形量,从而避免进行繁复的椭圆积分。本文的计算结果表明,由静刚度K_S所得的结果与赫兹理论分析所得的结果非常接近,其精度足以满足轴承EHD研究的要求。     

角接触球笼式等速万向节椭圆沟道设计与接触应力分析

从理论上证明了给定接触点沟道沟曲率系数、钢球直径和接触角的角接触球笼式等速万向节(BJ型与DOJ型)椭圆沟道截面参数唯一性问题,给出了计算椭圆长、短半轴解析表达式。同时给出了沟道-钢球接触主曲率计算公式和椭圆积分拟合公式,简化了沟道-钢球接触应力和变形的计算,计算了BJ75等速万向节沟道截面参数和应力变形。附图8幅,表1个,参考文献8篇。     

气囊抛光工艺中接触面积的计算与仿真分析

针对气囊抛光非球面工件时,气囊为了适应工件表面而使得自身形状发生改变,其接触边界复杂多变难以确定以及接触面积难以计算的问题,对气囊研抛头抛光大型椭圆非球面的研抛过程进行了分析及适当的假设,建立了研抛头与非球面接触区域的数学模型,提出了一种以几何方法建立的接触面边界求解参数模型,并借助有限元软件ABAQUS和ADAMS对接触边界进行了仿真计算.研究结果表明,采用该算法得到的参数模型计算结果和三维实体接触软件模拟计算结果接近,说明该算法可用于气囊抛光工艺中接触边界和面积的求解.     

椭圆兜孔对高速球轴承保持架动态性能的影响分析

针对高速角接触球轴承保持架常出现断裂等提前失效,根据高速球轴承中球和保持架兜孔的几何位置以及相对速度,分析了二者之间的相互作用关系,建立了椭圆兜孔保持架的动力学仿真计算模型,用Gupta的实验结果验证了方法的可靠性。以某高速角接触球轴承为例,研究了轴承保持架椭圆兜孔对保持架兜孔冲击力以及保持架稳定性的影响,结果表明轴承保持架兜孔设计为椭圆兜孔有助于承受较大径向载荷的高速角接触球轴承的保持架稳定性并减小保持架兜孔的冲击载荷。