制造与装配误差对圆柱滚子轴承性能的影响

发布时间：2017-11-29 21:23

  本文关键词：制造与装配误差对圆柱滚子轴承性能的影响

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【摘要】：轴承是广泛应用于各类机械系统的关键零部件,其性能对系统的稳定运行有重大影响,所以对轴承性能要求也愈来愈高。虽然轴承技术在不断提升,但轴承在制造和装配过程中,因为设备和操作的原因,不可避免地会出现各种误差,这些误差会对轴承的稳定工作造成一定的影响。本文旨在通过建立有限元模型的方式将制造与装配误差纳入到轴承性能分析中,全面直观地得到轴承各部分的应力分布情况及不同误差对轴承性能的影响趋势,快速找出轴承服役过程中薄弱区域。本文以圆柱滚子轴承为研究对象,分析了该类轴承的结构特点及其几何关系,阐述了圆柱滚子轴承分析相关基础理论,包括Hertz线接触理论及基于该理论的接触应力与变形计算方法、当游隙为零和不为零时的载荷分布情况,为圆柱滚子轴承有限元模型的建立及验证提供了理论基础。基于ABAQUS建立了NU336型圆柱滚子轴承在径向载荷作用下的有限元模型,得到轴承的整体应力分布与变形,将分析结果与基于赫兹线接触的理论解进行对比验证了模型的可行性。在此基础上分别建立考虑载荷、游隙、滚子直径、套圈倾斜等误差因素的模型。以径向载荷、游隙、滚子直径误差、套圈倾斜度为影响因素,分析单因素对轴承接触应力大小及分布、轴向接触应力分布、变形、受载滚子数目的影响规律。随后分析游隙、滚子直径误差和套圈倾斜等多因素综合作用对轴承性能的影响,基于响应面法(RSM)和中心复合设计(CCD)构建试验方案,使用Design Expert软件对试验数据进行处理,分别建立考虑制造误差和装配误差对轴承各受载滚子的响应面函数,分析各受载滚子的接触应力变化规律。另外建立轴承最大接触应力和变形关于游隙、滚子直径误差、套圈倾斜等误差因素的响应面函数,通过三维响应面及其二维等高线图分析其中两因素交互作用的影响规律。根据响应面函数可对任意单个或多误差时的接触应力与变形进行预测。通过总结规律得出合理的制造与装配误差范围用来指导生产实践,同时为滚动轴承考虑多种随机误差影响的可靠性优化设计提供借鉴。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH133.33

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本文编号：1238188