计入套圈径向热位移的角接触球轴承动力特性分析

鉴于高速条件下热位移对角接触球轴承性能有重要影响,推导了轴承套圈径向热位移计算公式,给出了考虑套圈径向热位移影响的高速角接触球轴承动力特性计算方法和相应程序。对7012C轴承的计算结果表明,轴承套圈尤其是内圈径向热位移较大,由此引起内外圈沟道间的径向相对位移;随着轴承内外圈热位移的增大,内接触角减小而外接触角增大,滚动体的离心力减小而陀螺力矩增大,接触变形、接触应力、接触载荷以及轴承刚度明显增大。因此,为使角接触球轴承动力特性分析会更加精确、更加符合实际,必须计入套圈径向热位移影响。     

实心/空心高速滚珠丝杠轴承副热变形研究

随着机床滚珠丝杠进给系统速度的提高,滚珠丝杠轴承副摩擦产生的热量传递到丝杠,并引起了滚珠丝杠的热变形。通过分析轴承发热原理及理论计算方法,以及实例计算轴承副生热,运用有限元分析软件ANSYS仿真,得到实心滚珠丝杠和空心滚珠丝杠的温度分布和热变形,并分析热变形对滚珠丝杠变形的影响,得出通有冷却液的空心滚珠丝杠可以有效的抑制滚珠丝杠温升并减小热变形的理论,为空心滚珠丝杠热特性研究提出理论依据。     

航空发动机轴承腔热状态参数的分析模型

本文分析了影响轴承腔热状态的主要热源,建立了轴承及石墨密封摩擦热的计算模型、密封热泄漏量的计算模型、对流换热系数的计算模型及轴承腔温度场计算模型。这些模型的建立为轴承腔温度场和发动机最佳滑油量的计算奠定了基础。     

过盈配合深沟球轴承外圈最大切应力分析

以ANSYS有限元分析软件为基础,分别对轴承与轴承座过盈配合、滚动体与轴承外圈接触进行分析,并将结果合成。结合实际情况,研究了6003轴承在不同过盈配和载荷作用下,外滚道下面最大切应力大小及其所在深度的变化情况。结果表明:1.通过对比ANSYS分析结果和理论计算结果,验证了ANSYS分析过盈配合和接触的准确性;2.6003轴承在承受当量静载荷80%的工况下,过盈量在(0⁰.042)mm之间变化时,随过盈量的增大,外圈最大切应力先减小,后缓慢增大;最大切应力发生的深度变浅。     

角接触球轴承高速运转时热特性有限元分析

针对角接触球轴承在高速运转时因温度过高而导致失效的问题,对其热特性进行了研究。在研究中,建立角接触球轴承的有限元模型,应用热力学理论计算轴承的生热率和对流换热系数,进行热特性有限元分析,得到角接触球轴承在2 000 r/min转速时的温度场。所做研究为通过润滑冷却系统控制角接触球轴承温升提供了技术参考。     

滚珠丝杠系统的热特性建模与分析研究

在研究国内外的滚珠丝杠现状的基础上,进行了滚珠丝杠系统的热特性建模与分析研究。利用Pro／E软件得到滚珠丝杠的CAD模型,并导入ANSYS有限元分析软件中,通过热分析与结构分析,获得高速滚珠丝杠的温度场,并在此基础上分析了滚珠丝杠的热变形及热应变,确定滚珠丝杠的热位移,从而为滚珠丝杠的优化设计提供了参考。     

高速滚动轴承接触应力与变形分析

针对高速轴承中现存的失效问题,采用有限元方法,利用ANSYS Workbench软件,建立高速滚动轴承三维分析模型。在合理的边界条件下,对模型中各个滚动体与轴承内、外圈接触应力和变形进行数值计算,从而得到各个滚动体与轴承内、外圈的接触应力及变形量,以及3号滚动体与1号滚动体的对比图,得出了相同增量下各个滚动体的接触应力和接触变形的变化情况。同一力下不同滚动体的接触面积变化情况。计算结果与赫兹理论解接近一致,表明建立的模型及边界条件合理,准确。求解得到的各个滚动体的接触应力和变形为滚动轴承的失效形式分析与设计提供理论依据。     

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。     

高速精密滚珠丝杠副综合性能测试仪

为满足高档数控机床对滚珠丝杠副的高速、高精度、高刚度、高寿命、高可靠性等的要求,山东济宁博特公司研制开发了精密滚珠丝杠副综合性能试验台、高速精密滚珠丝杠副速度噪声试验台、精密滚珠丝杠副刚度试验台、精密滚珠丝杠副载荷试验台、精密滚珠丝杠副摩擦力矩测试仪等。利用这些试验装置可对滚珠丝杠副的加速度、速度、温升、热位移、噪声、定位精度及重复定位精度、静刚度、静载荷及动载荷、摩擦力矩等性能参数进行测试,为产品改进及用户提供准确可靠的检测数据。文章主要介绍测试仪器的部分性能。     

渐开线齿轮传动润滑效应的理论分析

建立了渐开线直齿轮传动模型,通过对于中、重载两种不同的载荷进行50余组热弹流润滑数值计算,分析了润滑油黏度与齿面卷吸速度的乘积对齿轮传动接触疲劳寿命的影响。研究结果表明:在齿面卷吸速度固定的情况下,改变润滑油黏度,二次压力峰在中载和重载的工况下都是单调增大的;其X的位置也都单调减小,即向入口区方向移动;次表面剪应力最大值在中载时先减小,再增大,而重载时却单调减小;次表面剪应力最大值的X的位置中载时向出口方向移动,Z位置逐渐向轮齿的表层移动;当重载时X方向是逐渐向出口区移动的,在Z方向是恒定在轮齿固体内部的。     

Lubrication Analysis of a Connecting-Rod Bearing in a High-Speed Engine. Part I: Rod and Bearing Deformation

Analysis was performed on a connecting rod assembly operating at 6,500 rpm. The analysis was based on the finite element method, which includes effects of interference fitted bearings and pre-loaded bolts. The rod inertia force associated with the gas pressure was found to have a significant effect on the variation of the rod bearing shape. The shape variation of a connecting rod assembly is commonly ignored in rod bearing analyses. Investigation of bearing deformation was conducted in order to evaluate the lubrication characteristics.     

On the Normal Stress Effect in Grease-Lubricated Bearing Seals

The film formation in lip seals, due to the non-Newtonian rheology of the lubricant, has been a topic of speculation. Earlier work suggests that normal stresses in grease would be favorable for the film buildup between the seal lip and shaft or bearing ring. In the current article, we evaluate this earlier work and our earlier theoretical seal lip model with a series of experiments. We use a modified concentric cylinder geometry and a model fluid to study the fluid pressure distribution in the seal-type geometry. The results are then related to grease-lubricated seals and our earlier theoretical predictions. The present analysis shows that this earlier work and our earlier predictions are not correct and indicate that normal stresses in the grease pull the seal lip toward the shaft, increasing the contact pressure. However, normal stresses also ensure the presence of grease on the shaft or bearing inner ring, which enhances replenishment of the sealing contact.     

热疲劳试验用电磁感应线圈热效率分析

高频感应加热广泛应用在热疲劳试验中,感应线圈是感应加热装置的核心部件。线圈壁厚过薄会使线圈效率降低,壁厚过厚则使线圈发热严重,损坏线圈。对热疲劳试样的感应加热过程进行了数值模拟,发现:增大线圈壁厚能够提高试样加热的最高温度,线圈壁厚过厚时,线圈之间的邻近效应使得试样表面焦耳热分布带变窄,不能均匀透热加热区域。线圈壁厚在(0.3~0.5)mm时,线圈热效率较低,线圈壁厚为1.5mm时,线圈热效率最高,线圈壁厚超过2.5mm时,线圈热效率反而下降。该研究对于电磁感应加热线圈的设计具有一定的指导意义。     

双螺杆泵同步双圆弧齿轮传动热网络分析

综合传热学、摩擦学和齿轮啮合原理等,建立了双螺杆泵同步双圆弧齿轮箱热网络模型和热平衡方程组,确定了热源、热阻、对流换热系数等参数的计算模型,计算了该部件在润滑油润滑条件下的边界温度,为双圆弧齿轮传动热分析提供了理论基础.     

起动阶段涡轮导向叶片热应力及冷却作用研究

建立了涡轮导向叶片有限元分析模型,参照相关的试验数据和文献资料确定热边界条件,计算了发动机起动阶段涡轮导向叶片各瞬时的温度及热应力。分析所得高温、高应力区域与相似条件下某型发动机地面试车过程中出现裂纹的区域基本一致,验证了数值模拟过程的正确性。在此基础上,对比分析施加对流冷却与无冷却措施两种条件下的计算结果,发现对流冷却使叶片各点温度下降而应力升高,推断出温度与应力的变化趋势反向,因而在叶片冷却系统的设计中需要权衡温度与应力的关系。其结果与结论对叶片瞬态热应力计算和热疲劳分析有一定的借鉴意义。     

微机电系统中热分析的几个问题

本文针对微传热学及其热分析给出一个理论描述 ,以期促进 MEMS设计理论及研究方法的发展 ,适应设计与制造技术趋于一体化研究的需要。     

电火花线切割加工中电极丝空间温度分布建模

在电火花线切割加工中,由于剧烈的放电过程,放电通道内的电极丝温度会迅速升高,且非常不均衡。电极丝温度不均衡将增加电极丝内部的热应力,改变其物理化学性能,空间温度分布会直接影响电极丝的断丝和运动特性等。从机理出发,根据傅里叶热传导定律,对放电通道内的电极丝进行微元(dz)热平衡分析,建立导轮间电极丝的空间温度分布的微分模型,并求出放电通道内和放电通道外电极丝温度升高的理论解。进一步结合实际加工情况,计算出电极丝温度升高的数值,最后总结了走丝速度、放电电流和放电频率对电极丝空间温度升高的影响规律,为以后研究由温度升高引起的电极丝断丝机理和运动特性(挠曲变形和振动)提供理论基础。     

纯滚动集中接触润滑入口区热效应的数值分析

在对入口区膜厚形状和压力分布的简化处理前提下，采用数值分析方法全面地分析了纯滚动集中接触润滑入口区的热效应，得到了的结论与其它学者的试验及分析结果较为一致。     

Lubrication Analysis of a Connecting-Rod Bearing in a High-Speed Engine. Part II: Lubrication Performance Evaluation for Non-Circular Bearings

In this article a numerical investigation of a connecting rod bearing operating at 6,500 rpm is performed. This is a companion to an earlier article that took into account the effects of the inertial force and the variable bolt tension force, which are considered to be the principal factors that affect the connecting rod bearing lubrication characteristics of an engine running at high speed. It was found that a thinner minimum oil film and a larger peak hydrodynamic pressure are predicted in a deformed connecting rod bearing than in a rigid connecting rod bearing. Multi-peaked hydrodynamic pressure was found to appear as well because of two or more converging-diverging film regions.     

超硬镀膜轴承滚动体的内应力及膜厚对其影响的有限元分析

本文应用三维有限元方法，分析计算了沉积超硬涂层的轴承滚动体的内应力及膜厚对内应力分布规律的影响；揭示了在接触区附近，涂层内应力呈局部凹凸面分布，界面附近的底材内应力呈＂礼帽＂型分布；并且当涂层厚度增大时，膜内最大应力减小，底材内最大应力却增大。涂层厚度一般不宜超过８μｍ．计算结果为超硬涂层轴承设计提供了理论参考．