摆线钢球行星传动接触疲劳强度研究

依据弹性力学赫兹应力理论，提出了摆线钢球行星传动的受力模型。借助计算机辅助分析，导出了摆线钢球行星传动接触受力计算公式，编制了摆线钢球行星传动接触应力计算求解程序。     

风电轴承钢球冷镦的可行性分析

针对原风电轴承大尺寸钢球热镦成形工艺耗时长，效率低，耗能大，且钢球组织不致密的问题，提出一种风电轴承钢球冷镦成形工艺。以直径50,65 mm的钢球为例，建立了钢球棒料尺寸理论计算模型，对钢球冷镦成形过程进行仿真模拟并计算理论压碎载荷，冷镦后的球坯有明显的两极和环带，且等效应力分布均匀，直径50 mm钢球的理论压碎载荷满足要求。实际加工验证的结果表明直径50 mm钢球的压碎载荷满足要求，直径65 mm钢球的内部组织致密，强度高。理论和试验均证明风电轴承钢球可采用冷镦成形工艺。     

不同处理状态的GCr15钢球应力分布分析

对不同热处理工艺条件下的钢球,以及未经过和经过表面喷丸强化加工的成品钢球的应力分布状态进行了测试。结果表明:热处理后,钢球的应力分布状态与热处理炉内的碳势和基体碳含量的差值有关;未经过强化工艺的钢球表面有较高的压应力,经过强化工艺的钢球次表面出现强化峰值,有利于提高钢球寿命。     

不同磨削加工工艺对轴承钢球残余应力的影响

GCr15轴承钢钢球在强化之后不同的加工工艺条件下,通过XSTRESS3000应力仪对钢球表面应力分布状态进行了分析。结果表明钢球强化后,不同的加工工艺对钢球表层及次表层应力的变化趋势有着较为重要的影响。钢球强化、回火后进行初研磨削,成品钢球次表面出现强化峰值。而钢球强化后进行硬磨、回火、初研磨削,成品钢球次表面无强化峰值。     

钢球表面强化工艺优化探讨

针对某一园林工具引擎用深沟球轴承因钢球疲劳剥落而导致该引擎失效的现象,开展钢球应力图谱分析试验,得到其失效根源为次表面材料疲劳、残余压应力不足。随后对钢球生产工艺进行论证和改善,调整了钢球强化工艺在钢球的制造工艺中所处的工序节点,优化了钢球的强化工艺参数。将优化后的多个钢球用于寿命强化试验,试验结果表明,调整工艺后的钢球寿命均高于5倍的额定寿命,远远超出客户期望要求,并有力地验证了钢球表面强化层对轴承寿命的影响。     

深沟球轴承钢球温度变形对最大接触应力的影响

根据热传导原理得出深沟球轴承钢球瞬态温度分布,利用热弹性理论得出钢球瞬态应力、应变及位移的解析解,计算了钢球热变形产生的等效温度载荷,用赫兹接触理论计算了钢球和轴承内外圈之间的最大接触应力。滚动轴承钢球温度随着时间增加趋于稳定,钢球外表面比中心温度升高快。轴承钢球径向和切向应力在温升开始时刻和球心附近变化剧烈,随着时间的增加趋于0。轴承钢球径向位移在温升开始时刻和球心附近变化剧烈,钢球各点的径向位移和半径呈线性关系。采用拟合公式计算不同工作温度下深沟球轴承内外圈最大接触应力误差小于3.98%。接触应力拟合公式为深沟球轴承的合理设计和选用提供依据。     

精密钢球等速输出机构的力学性能研究

建立了精密钢球行星传动机构的的钢球环槽等速输出机构的力学分析模型，分析了多钢球啮合的作用力，并推出其计算公式，应用赫兹应力理论研究了啮合副的接触疲劳强度，为精密钢球传动的设计与开发提供了理论依据。     

扭杆弹簧材料变形规律的改进研究

应用应力强度理论，推导出扭杆弹簧预扭强化的应力、残余应力和残余变形的计算公式；对材料双线形强化进行了二次型改进计算，提高了计算精度；并以上述理论为基础，用VH设计程序对具体材料进行实例分析。     

端面啮合摆线钢球行星传动啮合副力及强度分析

根据端面啮合摆线钢球行星传动的组成结构及传动原理，建立了摆线槽多钢球啮合副(每球多点接触)的复杂空间力学分析模型。利用力学中的超静定变形协调条件，推导出摆线槽啮合副的最大作用力公式。利用赫兹应力理论推导出摆线槽的接触疲劳应力并绘出其应力变化曲线。其研究结果对该传动的理论研究和应用设计具有重要意义。     

强化研磨加工中喷射时间对钢球磨损的影响

通过理论与试验结合研究强化研磨加工过程,喷射时间对强化研磨料中的钢球磨损的影响。通过钢球表面SEM放大图观察其表面形貌,通过分析钢球表面粗糙度的变化间接分析钢球表面的磨损程度。试验研究表明:在设定的试验条件下,强化研磨加工22 min后则需更换强化研磨料中的钢球,否则会造成已磨损的钢球对工件表面刮伤,产生不利的影响。     

轴承钢球毛坯热斜轧成形过程数值模拟

轴承钢球毛坯螺旋孔型斜轧工艺设计和变形行为较为复杂,传统的解析计算和物理试验方法不能有效揭示其轧制变形机理。探讨总结了钢球毛坯热斜轧成形主要建模技术与方法,基于SIMUFACT有限元软件平台首次建立了钢球毛坯热斜轧成形三维热力耦合有限元仿真模型。基于有限元模拟结果详细分析了轴承钢球毛坯热斜轧成形过程等效应变、应力、温度和轧制力能参数的分布与演变规律,证明钢球毛坯斜轧心部疏松或空洞缺陷的产生是由其在轧制过程承受的循环交变切应力、较高水平的横向拉应力和由多向拉应力引起的较大负静水压应力(正的平均应力)共同作用的结果。     

GCr15钢球的表面形变强化性能

钢球表面形变强化工艺，是提高钢球质量的一个重要手段。试验结果表明，钢球热处理后，经过表面形变强化处理，对提高钢球的表面硬度、终加工的表面质量和接触疲劳寿命的效果十分明显。     

特殊强化GCr15钢球的接触疲劳 P-S-N曲线的测定

测定经特殊强化制造的GCr15钢球的接触疲劳P—S—N曲线，估计出试验应力S与试样寿命Ⅳ之间函数关系式N=CS^-m中的待定参数C和m，得出不同破坏概率下试验应力S与寿命N的关系，为该钢球的使用和产品设计提供试验依据。     

论赤道截面是钢球最危险的应力截面

阐明了钢球最危险的应力截面是赤道截面的观点，指出造成赤道截面是最危险应力截面的原因是钢球环带区所固有的疏松组织，并分析了钢球环带区产生疏松组织的原因，得出了十分明确的结论。附图４ 幅，表３ 个，参考文献９ 篇。     

基于ANSYS的负间隙回转轴承静力学分析

基于有限元ANSYS软件,对负间隙回转轴承进行了静力学分析。通过改变钢球的直径来改变间隙,研究了回转轴承在一定轴向载荷和倾覆力矩作用下,其内外圈滚道和钢球的位移和应力分布情况,从而得到内外滚道的最大接触应力与负间隙之间的关系,并与理论计算的结果进行对比,验证了该有限元法的可靠性。     

强化处理对钢球振动值及疲劳寿命的影响

针对钢球表面易产生擦伤，影响钢球精度等原因，采用表面强化处理的方式提高钢球表面质量，降低振动值，提高疲劳寿命。     

轴承套圈沟道强化研磨加工中碰撞数值模拟分析

针对球轴承套圈强化研磨加工过程中的钢球与沟道的碰撞,采用ABAQUS软件建立了三维有限元模型,利用ABAQUS/Explicit显式算法进行动态数值模拟,从系统能量转换、表面强化及表面残余应力3个方面进行了分析。结果表明:强化研磨加工能够改善轴承沟道表面性能,产生有利于延长轴承寿命的表面残余压应力。     

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。     

表面强化对改善钢球动态性能的分析

钢球是球轴承的重要零件之一,钢球质量的优劣直接影响轴承的旋转精度、动态性能和使用寿命,因此,提高钢球的加工质量,尤其是提高钢球的动态性能是生产低噪音钢球的最有效途径。１钢球表面强化的必要性从７０年代始国外钢球强化工艺引进我国,通过２０年的生产实践,强化工艺已被钢球行业广泛采用,强化工艺的优越性得到了认可和肯定。对钢球采用强化工艺,主要是因为钢球经过热处理后,其组织相变为硬度很高的马氏体,但在钢球的表层仍然存在残余奥氏体,奥氏体的硬度又低于马氏体,于是在钢球的表面就出现软硬不均的现象,在精研加工中…     

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。