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。     

空心圆柱滚子轴承

空心圆柱滚子轴承结构很简单,见图1。它由带挡边的外圈、空心圆柱滚子及轴承内圈组成(也可以是内圈带挡边而外圈无挡边)。内圈滚道直径比装在外圈滚道的滚子内复圆直径要大些。因此轴承装置后空心滚子受压缩而略呈椭圆形。空心滚子同内外滚道间产生了相互作用力——预负荷。轴承回转时,空心滚子在预负荷作用下紧压在内外滚道上作无滑动的纯滚动。这种轴承结构上的特点是:     

无预载荷空心圆柱滚子轴承的理论研究

针对单个空心圆柱滚子的接触情况及相应的轴承载荷分布问题进行了理论探讨。结果表明,无论是单个滚动体的最大接触应力,还是整个轴承的载荷分布情况,空心圆柱滚子轴承都优于相应的实心圆柱滚子轴承,但在重载场合下使用时必须避免发生内孔壁的弯曲疲劳破坏。附图4幅,表4个,参考文献8篇。     

高速空心滚子轴承的性能研究

根据接触力学理论,利用有限元软件ABAQUS,合理建立了空心圆柱滚子轴承的分析模型,研究了某高速空心滚子轴承的应力分布情况,并对滚子的空心度进行了优化设计.结果表明:在一定工况条件下,只要空心度合适,空心圆柱滚子轴承的应力分布情况要远好于实心滚子轴承.研究结果为高速空心圆柱滚子轴承的设计提供了指导.     

多列圆柱空心滚子轴承

一、背景 1897年米勒(Miller)获得一项滚子轴承专利,其中滚子由螺旋缠绕的金属片制成。从那以后90年间曾发表过许多有关的专利。它们大致可分三类: (1)利用空心滚子的弹性,吸收作用于轴承上的冲击载荷。 (2)利用空心滚子减少滚子重量,因而减少高速轴承中滚子的离心力,改善轴承寿命;利用空心滚子变形装配产生的预加负荷使滚子紧压在轴承内外滚道上,阻止高速轴承中滚子轻载工作时打滑以及用它来驱动轴承保持器。 (3)美国威拉尔·波文首先发现了预加载荷、无保持器、满装的圆柱空心滚子轴承具有高回转精度、高刚度及高速运转性能。其滚子的空…     

空心圆锥滚子轴承接触特性分析

圆锥滚子轴承对于重载旋转机械的静动态性能有着重要的影响,空心滚子轴承正在逐渐被用于重要的工程实际中。基于Hertz接触理论和有限元方法,运用ANSYS分别建立了实心和空心圆锥滚子轴承的单滚子-套圈等效三维仿真模型,对比分析不同空心率和载荷等参数对实心和空心圆锥滚子轴承的弹性变形和接触应力等的影响规律,运用理论计算值验证了圆锥滚子轴承的接触应力值。分析结果为圆锥滚子轴承的优化设计和工程应用提供了参考依据。     

预载荷空心圆柱滚子轴承的动态刚度分析

对预载荷空心圆柱滚子轴承的动态刚度进行了分析。在考虑经典Hertz弹性接触、空心滚子变形和润滑的基础上,建立了滚子-滚道接触副的接触模型。进而在考虑离心力的情况下,计算了预载荷空心圆柱滚子轴承的动态刚度,得到轴承的刚度是随内圈旋转而周期性波动的,并分析了外载荷、空心度、过盈量和滚子个数对轴承动态刚度的影响。     

无预负荷空心圆柱滚子轴承空心度的优化设计

根据接触力学理论,对空心滚子轴承进行了三维有限元分析,在此基础上对空心滚子轴承的空心度进行了优化设计,为最大限度地发挥空心滚子轴承的优势和空心滚子轴承的设计提供参考。     

空心圆柱滚子与滚道接触应力及位移分析

根据接触力学理论,用有限元方法对空心滚子轴承受载后的应力、位移和接触等情况进行了全面分析,结果表明,设计合理的空心滚子可以降低轴承的等效应力,然而,降低应力的效果与轴承所受载荷的大小有关;空心滚子轴承与实心滚子轴承同样不可避免地存在等效应力的“边缘效应”,因而,有必要通过其他设计方法来避免或降低这种等效应力的“边缘效应”,进一步提高轴承的承载能力和疲劳寿命。     

偏载工况下圆柱滚子轴承非赫兹接触及疲劳寿命分析

针对赫兹接触理论未考虑圆柱滚子轴承边缘效应和偏载效应的问题,通过切片法建立非赫兹接触分析模型,结合该模型计算轴承的接触应力分布,并基于支持向量机建立轴承疲劳寿命模型,以NJ311圆柱滚子轴承为例,分析了力矩载荷、径向载荷、转速、径向游隙对轴承疲劳寿命的影响,结果表明：随力矩载荷增大,轴承疲劳寿命降低,力矩载荷小于13N·m时,对数素线滚子轴承疲劳寿命最高,力矩载荷大于13N·m时,圆弧修形(圆心在两侧)滚子轴承疲劳寿命最高;随径向载荷和转速增加,轴承疲劳寿命降低;随径向游隙增大,轴承疲劳寿命先升高后降低。     

空心短圆柱滚子轴承在精密磨床上的应用

介绍了空心短圆柱滚子轴承的结构、优点及其在精密模具工具磨削主轴单元中的应用。该磨床磨削试验表明，磨削表面粗糙度达Ra0.5μm，平面度达2.8μm。     

特种推进器用三排圆柱滚子式转盘轴承的负荷分析

针对特种推进器用三排圆柱滚子组合式转盘轴承的特殊结构和受载情况,分别分析了三排圆柱滚子式转盘轴承在轴向载荷、径向载荷以及倾覆力矩作用下三排滚动体的受力状态,得出了每个受载滚子的载荷、最大接触应力及变形量的变化图,确定出每列滚子最大载荷所在的位置和数值,并通过简化力学模型进行了有限元分析。     

圆柱滚子轴承的拟静力学分析

本文采用拟静力学分析方法,分析了圆柱滚子轴承在不同径向载荷作用下,保持架转速和滚子自转转速的变化规律,给出了滚子与保持架之间作用力的分布情况。在Harris简化方法的基础上,采用弹性流体动力润滑理论,改进其力学模型,提出更为合理的假设,简化了平衡方程组的求解。通过与试验结果的比较,表明本文简化算法简单合理,适合于工程计算。同时对几种不同的计算方法进行了总结与比较,分析了它们的优缺点。     

弹流润滑中圆柱滚子轴承接触体内应力分析

基于现代弹性流体动力润滑理论和弹性力学理论,建立了高速圆柱滚子轴承非等温时变的弹流分析模型、轴承套圈与滚动体接触时接触体内应力分析仿真模型。用数值分析方法对模型求解,并用Tecplot软件对轴承接触体内应力分布进行仿真。仿真结果分析表明,弹性流体动力润滑中轴承速度及其所受载荷是影响轴承接触体内部应力分布的主要因素;在不考虑其它因素情况下,接触区内中部靠接近表面的区域接触应力最高,改善接触体表面压力,可以有效改善接触体内等效应力分布。     

预负荷空心圆柱滚子轴承刚度分析

根据预负荷空心圆柱滚子轴承变形协调条件,建立了轴承内圈的平衡方程,运用卡氏定理确定了滚子的负荷和变形间的关系式,据此导出了预负荷空心圆柱滚子轴承的刚度计算公式,依据此公式对某型号轴承刚度进行分析研究,结果表明:预负荷空心圆柱滚子轴承的刚度与外载荷无关,且随着空心度的增大而减小,随着滚子个数的增加而增大。     

新型空心圆柱滚子的承载性能研究

设计合理的普通空心圆柱滚子,虽然可以大幅度降低轴承的接触应力,改善或消除接触应力的"边缘效应",但对于降低等效应力意义不大。为了解决这一问题,提出了一种新型空心圆柱滚子,根据接触力学理论,利用有限元软件ABAQUS,合理建立了新型空心圆柱滚子轴承的有限元分析模型。结果表明:设计合理的新型空心圆柱滚子可以很好的解决滚动体与滚道接触时的等效应力"边缘效应"问题。研究结果为新型空心圆柱滚子轴承的设计开发提供了理论依据。     

高速圆柱滚子轴承的热分析模型

分析了高速圆柱滚子轴承的发热因素，建立了高速圆柱滚子轴承的功率损失计算模型、热传递计算模型和热流分析模型。这些模型的建立，为定量计算轴承发热及温度分布奠定了基础。     

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。     

加速工况下高速圆柱滚子轴承打滑分析

针对高速轻载圆柱滚子轴承打滑问题,在考虑轴承涡动、径向游隙变化和内圈加速工况基础上,建立了高速轻载圆柱滚子轴承运动学和动力学模型,研究了有无涡动、不同径向载荷、内圈加速度和径向游隙等因素对圆柱滚子轴承打滑特性的影响。研究结果表明:在轴承加速过程中,保持架转速、打滑率和油膜厚度均随时间呈上升趋势,但当涡动存在时会使保持架转速、打滑率和油膜厚度在上升过程中出现抖动;增大径向载荷和径向游隙有利于减小保持架的打滑率。     

滚动轴承接触问题的有限元分析

基于有限元分析软件ANSYS,建立了滚动轴承接触分析的三维有限元模型,对轴承的接触问题进行了数值模拟,得到了轴承承载过程中的应力和变形分布趋势.通过与Hertz理论计算结果对比分析,两者结果比较接近,说明该方法分析是可行的,也为轴承动力学仿真分析提供了理论基础.