基于RomaxCLOUD的对数素线圆柱滚子凸度量的有限元分析

以某轴系两端型号为NU2215的圆柱滚子轴承为例,对其滚子进行对数素线凸度设计,并基于RomaxCLOUD对不同凸度量下滚子与套圈的接触应力进行分析,得到在径向载荷90 kN工况下,最优凸度量为6.936μm。同时对相同凸度不同载荷下滚子与套圈的接触应力进行分析,结果表明:当载荷超过正常加载范围时,对数素线滚子仍会出现边缘效应,其载荷应控制在0.1Cr~0.5Cr范围内。     

高速铁路客车圆锥滚子轴承滚子的凸度分析

以高速铁路客车圆锥滚子轴承为研究对象,采用有限元法研究不同凸形和凸度量对滚子与滚道之间接触应力及应力分布的影响,通过计算分析确定圆锥滚子轴承滚子合理的凸形和凸度量。分析结果表明,对数母线型滚子和合理的凸度量能降低滚子与滚道接触引起的边界应力集中,而且一定的载荷都会对应一个较优的凸度量区间,凸度量过大或过小不但没有降低边界应力集中,反而会引起滚子端部和中间的应力差值,减弱滚子沿轴线方向应力分布的均匀性。     

凸度滚子重载变速工况弹流润滑的实验研究

用线接触光弹流实验装置,对数凸度滚子重载变速工况进行实验研究。实验时载荷为0.92GPa,滚子的卷吸速度按正弦规律变化。结果表明:重载变速工况下润滑油膜的变化受到挤压效应和楔形效应的作用,呈现明显的马蹄形弹流特征,滚子端部出现闭合效应;当载荷足够大时,对数凸型滚子弹流润滑状态下的油膜沿轴向分布也会呈现不均匀,出现明显的"边缘效应"。因此在对滚子轮廓的凸度量设计时,需要考虑滚子轴向的最大接触应力,工作时的载荷不应大于这个值。     

滚子轮廓修形对圆柱轴承接触应力及寿命的影响

给出了五种圆柱轴承滚子轮廓曲线方程及其凸度量影响因素,通过Lamina方法建立了圆柱滚子轴承的接触应力和寿命分析模型,考虑了轴承内外圈无偏斜和偏斜两种状态,比较了不同滚子轮廓曲线及凸度量对轴承接触应力和疲劳寿命的影响。结果表明,不同轮廓以及凸度量大小对轴承接触应力及其寿命产生较大影响,最佳凸度量与其所受载荷有关。只要选择合理的凸度量,对数曲线、圆弧相切曲线和Johns Gohar曲线能够有效避免"边缘效应",使轴承拥有较好的疲劳寿命。同时,计算了不同轮廓曲线下轴承径向游隙与其寿命之间的关系。     

特定载荷下不同凸度量对数滚子疲劳寿命试验

分析圆柱滚子轴承滚子凸度对轴承疲劳寿命的影响。针对工程实际应用中特定载荷工况下滚子所需最佳凸度量问题,选取不同凸度量的滚子,对单个滚子进行加速寿命试验。结果表明:在相同载荷下,不同凸度量滚子的疲劳寿命存在一定规律,一定载荷下存在一个最佳凸度,高于或低于这个最佳凸度的滚子疲劳寿命都有不同程度的缩短。     

对数型滚子凸度量设计中的几个问题

对数型凸度滚子可有效地避免边缘效应。通过对滚道宽度大于滚子长度和滚道宽度小于滚子长度两种情况滚子轴承的接触压力分布计算分析，提出了凸度量设计应注意的几个关键因素，即（１）凸度量触压力集中的程度，并相应减小接触长度，以充分发挥滚子轴承中的有限材料的能力。（２）最的齿度量取决于轴承载荷最大的滚子上所受的载荷和轴承的结构形式，即对某一特写工况条件。（３）滚子凸度量的设计载荷至少应取实际载荷的最大值，并以     

交叉圆柱滚子转盘轴承的滚子偏载分析及修形

针对联合载荷作用下交叉圆柱滚子转盘轴承的滚子与滚道之间接触应力分布的"偏载效应"和"边缘效应"问题,提出在轴承游隙合理取值的前提下,通过对滚子的修形设计来改善滚子滚道接触状况的有效方法。对轴承的整体力学系统进行建模和求解计算,采用有限长线接触理论研究轴承游隙对滚子偏载的影响。在合理轴承游隙下,研究滚子在不同凸度量时滚子与滚道之间的接触应力分布情况。研究结果表明:滚子偏载后接触应力沿接触线呈现不对称分布,重载端压力增大而轻载端压力减小,并且这一趋势随着轴承游隙值的增大而趋于显著。通过对滚子的适当修形可以改善"偏载效应",并消除"边缘效应"。滚子的凸度量越大,效果越显著,但滚子载荷有向滚子中部集中的趋势。在综合考虑这些影响的基础上确定出联合载荷作用下的交叉圆柱滚子转盘轴承的滚子最佳修形参数。     

重型卡车轮毂轴承中滚子的对数曲线凸度优化设计

采用Hiroki Fujiwara、Tatsuo Kawase提出的凸度设计方法对轴承33022的滚子凸度设计进行研究,利用有限元法计算不同凸度的圆锥滚子轴承对应的接触应力。在额定载荷300 kN下,通过优化参数,得到k1=1.2、k2=0.5、Zm=0.007mm时,最大接触应力最小,所对应的凸度为最优凸度。此方法用于设计轴承33022的凸度,在减小边缘效应影响、延长轴承使用等方面有显著效果。     

重卡轮毂轴承中滚子轮廓曲线的不对称修形

针对重卡轮毂轴承运行在偏载工况下所引起的偏载效应,提出了一种新的滚子轮廓曲线凸度不对称修形的设计方法.利用该方法对重卡轮毂轴承33022的滚子轮廓曲线凸度进行设计,分析了滚子轮廓曲线凸度与接触应力之间的关系.结果表明,当凸度量zm=0.009~0.006mm时,不对称修行设计方法既避免了边缘效应,又能有效地缓解偏载效应的影响,从而提高了重卡轮毂轴承的承载能力和疲劳寿命.     

偏载工况下修形圆柱滚子轴承接触应力与承载能力分析*

以NJ2205型压缩机用圆柱滚子轴承为分析对象,针对偏载工况下滚子与滚道之间应力分布出现"边缘效应"和"偏载效应"的问题,利用Romax软件对滚子进行修形,分析径向载荷作用下不同偏载系数对接触应力分布特性的影响,确定最佳偏载系数及相应的承载区间。结果表明:滚子偏载后接触应力沿接触线呈非对称分布,最大接触应力向重载端偏移,滚子有效承载长度减小,致使滚子重载区域接触应力远远高于轻载端;偏载作用下滚子与滚道接触应力随着径向载荷的增幅明显大于正载;随着偏载系数的增大,偏载效应得到显著改善,应力分布趋于均匀,但偏载系数增大会导致应力峰值向滚子中部集中;在特定工况下存在一个最优的偏载系数,使得滚子获得最优承载能力,且接触应力降低,疲劳寿命显著提高。     

对数母线滚子光弹流润滑的实验研究

为了研究对数母线滚子凸度量对滚子摩擦副润滑油膜的影响 ,本文在自制的有限长线接触光干涉弹流试验机上 ,测量了中载、富油润滑和纯滚动工况下对数修形圆锥滚子与玻璃盘之间的油膜形状与膜厚。实验结果表明对数母线轮廓滚子的凸度量对其端部的油膜厚度和膜形分布有较大的影响 ,在给定的工况条件下 ,存在一个使滚子轴向油膜厚度最为均匀的最佳凸度量 ,此最佳凸度量比在相同工况条件下用静弹性接触力学方法求得的最佳凸度量大     

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.     

基于热-应力耦合的高速圆柱滚子轴承凸度值分析

考虑到圆柱滚子轴承在运转过程中温升对轴承性能的影响,基于滚动轴承动力学理论、摩擦学原理和热分析理论,利用ANSYS建立了圆柱滚子轴承热-应力耦合有限元分析模型,分析了对数修形滚子的凸度值对轴承温升和接触应力的影响以及径向载荷和转速对最优凸度值的影响。结果表明:滚子最高温度随凸度值增大而增大,最大接触应力随凸度值的增大先减小后增大;考虑耦合时轴承零件的接触应力大于未考虑耦合时的接触应力;考虑耦合时滚子最优凸度值随径向载荷和转速的增大而增大,未考虑耦合时滚子最优凸度值随径向载荷增大而增大,但不随转速增大而变化。     

对数滚子偏斜时的弹流润滑研究

针对工程上滚子摩擦副偏斜的问题,研究了对数滚子偏斜时的弹流润滑特性。研究表明,偏斜后接触区出现大端和小端,大端处的压力增大而膜厚减小,小端处的压力减小而膜厚增大,并且这一趋势随着偏斜角的增大而趋于明显。偏斜现象总体上将恶化滚子的润滑状态。在同样的偏斜角下,滚子长径比越大,偏斜的影响越显著。适当增大对数滚子的凸度量可减弱偏斜现象的影响,因此,对于易发生偏斜的工况,设计时可适当增大滚子凸度量以补偿偏斜因素的影响。     

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     

ELASTOHYDRODYNAMIC LUBRICATION OF LOGARITHMIC PROFILE ROLLER CONTACTS

0 INTRODUCTIONThe profiled roller contacts are widely used inheavy radial load and high rotational speed conditionsfOr overcoming the problems of edge effects caused bytheir finite length and by misal ig nment. E x tensivemathematical analyses['] and computer ..lc.lati...[2Jhave shown that the most favorable effect in respectof edge stress reduction is obtained when thegeneratrix of roller contacts corresPOnds to a certainlogarithmic function. But the theoretical basis of theseodculatbo …     

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。     

汽车轮毂轴承凸度有限元分析

用ANSYS软件对桑塔纳轿车前轮毂轴承进行有限元分析 ,确定合理的凸度形式及滚子与滚道的最佳凸度匹配关系 ,给出了滚子、内圈滚道最佳凸度控制方程。结果表明 :凸度形式及滚子与滚道的凸度匹配关系对轴承的载荷分布和承载能力有显著影响 ,最佳凸度控制方程对改进轮毂轴承凸度设计具有重要的指导意义。     

新型深穴滚动体轴承的设计概念及其有限元分析

提出一种新型滚动轴承——深穴滚动体轴承。有限元分析表明这种新型轴承有和对数曲面滚子轴承一样的优越性能——能避免滚动体两端的边界应力集中,即可克服“边缘效应”。与对数曲面滚子轴承相比,这种深穴滚子轴承还具有其它良好的性能,如材料省、重量轻,减少了外圈所受的离心力和对加工精度不敏感等。因此,这种新型轴承有望成为工程中的一种具有良好应用前景的高承载能力长寿命的轴承。     

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。