高速角接触球轴承沟道曲率半径分析与研究

发布时间：2017-08-20 15:30

  本文关键词：高速角接触球轴承沟道曲率半径分析与研究

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【摘要】：研究发现,高速角接触球轴承的失效形式：首先是粘着磨损,其次是接触疲劳剥落。就粘着磨损而言,其影响因素主要有接触应力、相对滑动速度和摩擦系数,三者可统一于接触面的等效应力。在高速角接触球轴承结构参数中,内外圈沟道曲率半径与上述影响因素密切相关。因此,本文针对高速角接触球轴承内外圈沟道曲率半径进行分析研究,并开发沟道曲率半径选用分析程序,为曲率半径的设计提供合理的参考。 首先,本文运用理论计算方法与有限元分析法,针对不同沟道曲率半径角接触球轴承,分析计算静载荷加载时滚动体与沟道接触应力。通过理论计算值与有限元计算值的对比分析,保证有限元分析的三维模型、接触设置、载荷加载等的合理性。对于理论分析,首先推导了游隙与主曲率计算公式,再利用球轴承基本理论和Hertz接触理论,计算角接触球轴承滚动体与沟道的接触应力。对于有限元分析,本文利用APDL语言建立考虑游隙的角接触球轴承三维全模型,并计算滚动体与沟道的接触应力。 其次,运用拟静力学理论分析模型,针对不同沟道曲率半径高速角接触球轴承,分析计算动载荷加载时滚动体与沟道接触处的等效应力。第一,将静载荷计算值作为初始值,运用循环迭代法分析计算滚动体的公转与自转速度；第二,分析计算滚动体与沟道的相对滑动速度与摩擦系数；第三,计算接触面的等效应力。 最后,在角接触球轴承静载荷加载有限元分析基础上,运用动力松弛与动力学分析相结合的方式,开发了考虑游隙的高速角接触球轴承沟道曲率半径有限元分析程序。程序针对不同角接触球轴承的结构尺寸、网格划分和载荷加载建立参数化全模型,以提高分析程序的适用性与分析效率。并运用拟静力学分析结果与该程序分析结果进行对比,保证分析程序的可靠性与准确性。 综上所述,本文开发了考虑游隙的高速角接触球轴承沟道曲率半径分析程序,同时从对比分析中可以看出,该分析程序比理论计算更精确,与实际情况更吻合。
【关键词】：高速角接触球轴承 沟道曲率半径 ANSYS/LS-DYNA 拟静力学分析模型
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH133.3
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 符号列表7-8
• 第1章 绪论8-19
• 1.1 前言8
• 1.2 滚动轴承国内外发展现状8-14
• 1.2.1 滚动轴承理论研究发展现状8-13
• 1.2.2 滚动轴承仿真分析技术发展现状13-14
• 1.3 高速角接触球轴承沟道接触表面失效分析14-16
• 1.4 研究的目标、意义和内容16-17
• 1.4.1 研究的目标及意义16-17
• 1.4.2 研究的内容17
• 1.5 本文框架17-19
• 第2章 角接触球轴承静载荷加载的理论分析与计算19-34
• 2.1 角接触球轴承几何参数分析计算19-21
• 2.2 角接触球轴承沟道接触应力计算21-29
• 2.2.1 轴承曲率相关参数求解21-23
• 2.2.2 轴承静载荷加载的应力计算23-29
• 2.3 角接触球轴承静载荷加载实例验算29-33
• 2.3.1 轴承几何参数计算29-30
• 2.3.2 沟道接触应力计算30-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第3章 角接触球轴承静载荷加载的仿真分析与研究34-51
• 3.1 ANSYS/LS-DYNA理论34-39
• 3.1.1 ANSYS/LS-DYNA动力学方程组的求解方法34-35
• 3.1.2 单点积分与沙漏控制35-37
• 3.1.3 自动面-面接触算法37-39
• 3.2 角接触球轴承静载荷加载仿真计算39-43
• 3.2.1 轴承三维全模型39-41
• 3.2.2 接触参数41-43
• 3.3 角接触球轴承静载荷加载实例验算与对比分析43-50
• 3.3.1 轴承相对轴位移对比43-46
• 3.3.2 沟道接触应力对比46-50
• 3.4 本章小结50-51
• 第4章 高速角接触球轴承动载荷加载的理论分析与计算51-73
• 4.1 高速角接触球轴承运动分析51-59
• 4.1.1 滚动体运动分析51-53
• 4.1.2 轴承滚动体公转与自转速度计算53-59
• 4.2 高速角接触球轴承动载荷加载应力计算59-68
• 4.2.1 轴承滚动体最大接触载荷计算59-64
• 4.2.2 轴承沟道切应力计算64-68
• 4.3 高速角接触球轴承动载荷加载实例验算68-72
• 4.3.1 轴承滚动体公转与自转速度计算68-70
• 4.3.2 轴承沟道等效应力计算70-72
• 4.4 本章小结72-73
• 第5章 高速角接触球轴承动载荷加载有限元分析与研究73-92
• 5.1 高速角接触球轴承材料参数与摩擦系数73-76
• 5.1.1 轴承材料参数设置73-75
• 5.1.2 轴承摩擦参数设置75-76
• 5.2 高速角接触球轴承动载荷加载仿真程序开发76-80
• 5.3 高速角接触球轴承动载荷加载实例计算与对比分析80-89
• 5.4 高速角接触球轴承游隙对比分析89-90
• 5.5 本章小结90-92
• 第6章 总结与展望92-94
• 6.1 研究成果与结论92-93
• 6.2 本研究创新点93
• 6.3 本研究不足之处93
• 6.4 研究展望93-94
• 致谢94-95
• 参考文献95-99
• 攻读学位期间成果99

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：707452