剖分式圆柱滚子轴承有限元分析

发布时间：2017-06-03 22:14

  本文关键词：剖分式圆柱滚子轴承有限元分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：剖分式圆柱滚子轴承作为重要的机械基础连接件之一，被广泛应用在许多领域中，它的运行状态将直接影响整个机械系统的运作。因此，为了满足新一代先进机械传动系统的生产需要，对剖分式轴承进行仿真分析就显得尤为重要了。 本文以剖分式圆柱滚子轴承为研究对象，首先对剖分式圆柱滚子轴承进行接触应力计算，其次采用有限元法建立了滚子的三维接触模型和剖分式圆柱滚子轴承模型以及普通圆柱滚子轴承的模型，对它们分别进行了单元选择、网格划分、接触参数设置、边界条件确定等。利用有限元分析方法模拟分析了剖分式圆柱滚子轴承在受到一定载荷时，不同转速对轴承的影响以及剖分式圆柱滚子轴承在一定转速条件下，不同载荷对轴承的影响，并对滚子也进行了接触分析，同时对普通圆柱滚子轴承进行了相同的模拟分析。将剖分式圆柱滚子轴承与普通圆柱滚子轴承进行对比分析，分析得出，在转速一定的情况下，轴承所受径向载荷越大轴承的变形量及等效应力也越大，在载荷一定的条件下，轴承所受等效应力及应变量也会随着轴承转速的增大而增大，滚子与内圈的接触应力比滚子与外圈的接触应力大，且滚子与轴承内外圈接触的最大应力在内外圈表面下方，而并非出现在内外圈表面上；最大应力可导致接触表面下方先发生裂纹然后扩展到接触表面，长期可导致轴承疲劳剥落。外圈所受应力较小，几乎没有明显的应变；内圈受力变形最为明显，所以在轴承的运转过程中内圈最易损坏。论文理论研究结果与现场实际情况基本符合。上述研究对分析工程中类似问题具有一定的实际意义。
【关键词】：剖分式圆柱滚子轴承 接触应力 有限元分析
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH133.3
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1.绪论10-17
• 1.1 论文研究的意义10-11
• 1.2 剖分轴承国内外发展概况11-14
• 1.2.1 国外轴承工业的发展情况11-13
• 1.2.2 中国轴承工业发展情况13-14
• 1.3 剖分式圆柱滚子轴承的力学分析方法14-16
• 1.3.1 静力学法15
• 1.3.2 拟动力学方法15-16
• 1.3.3 动力学方法16
• 1.4 课题主要内容16-17
• 2.剖分式圆柱滚子轴承特点及基本理论17-25
• 2.1 剖分式圆柱滚子轴承的概述17-19
• 2.1.1 剖分式圆柱滚子轴承的结构特点17-18
• 2.1.2 剖分式圆柱滚子轴承的性能特点18-19
• 2.1.3 剖分式轴承的应用19
• 2.2 剖分轴承的接触理论19-21
• 2.2.1 赫兹接触理论19-20
• 2.2.2 Hertz 接触假设20
• 2.2.3 Hertz 接触应力20
• 2.2.4 Hertz 接触有限元分析20-21
• 2.3 剖分式圆周滚子轴承主曲率21-22
• 2.4 接触应力与接触尺寸的分析22-24
• 2.5 本章小结24-25
• 3.剖分式圆柱滚子轴承载荷分布的研究25-33
• 3.1 轴承的基本额定动载荷25
• 3.2 滚动轴承寿命计算理论25-28
• 3.3 剖分式圆柱滚子轴承径向载荷与变形的计算方法28-29
• 3.4 剖分式圆柱滚子轴承的静态载荷分布29-30
• 3.5 剖分式圆柱滚子轴承的动态载荷分布30-32
• 3.6 本章小结32-33
• 4.剖分式圆柱滚子轴承接触有限元分析33-39
• 4.1 接触算法33-34
• 4.1.1 动态约束法33
• 4.1.2 罚函数法33-34
• 4.1.3 分布参数法34
• 4.2 滚子的接触分析过程34-37
• 4.2.1 建立圆柱滚子的三维立体模型34-35
• 4.2.2 定义各参数35
• 4.2.3 划分网格35
• 4.2.4 定义边界条件和施加载荷35-36
• 4.2.5 显示结果36-37
• 4.3 有限元分析结果37-38
• 4.4 本章小结38-39
• 5.剖分式轴承整体有限元分析过程39-51
• 5.1 剖分式轴承有限元分析39
• 5.1.1 剖分式轴承模型的创建39
• 5.1.2 定义各参数39
• 5.1.3 划分网格39
• 5.1.4 定义边界条件和施加载荷39
• 5.2 剖分式圆柱滚子轴承整体有限元分析结果39-49
• 5.2.1 剖分式圆柱滚子轴承等效应力与转速的关系43-44
• 5.2.2 剖分式圆柱滚子轴承总应变与转速的关系44
• 5.2.3 剖分式圆柱滚子轴承内圈等效应力与载荷的关系44-46
• 5.2.4 剖分式圆柱滚子轴承外圈等效应力与载荷的关系46
• 5.2.5 剖分式圆柱滚子轴承滚子等效应力与载荷的关系46-47
• 5.2.6 剖分式圆柱滚子轴承内圈等效应力与转速的关系47
• 5.2.7 剖分式圆柱滚子轴承外圈等效应力与转速的关系47-49
• 5.2.8 剖分式圆柱滚子轴承滚子等效应力与转速的关系49
• 5.3 本章小结49-51
• 6.剖分式轴承与普通轴承对比分析51-65
• 6.1 普通圆柱滚子轴承的有限元分析51-55
• 6.1.1 普通圆柱滚子轴承模型的创建51
• 6.1.2 定义各参数51-52
• 6.1.3 划分网格52
• 6.1.4 定义边界条件和施加载荷52
• 6.1.5 普通圆柱滚子轴承整体有限元分析52-55
• 6.2 普通圆柱滚子轴承有限元分析结果55-59
• 6.2.1 轴承内圈等效应力与径向载荷的关系55
• 6.2.2 轴承外圈等效应力与径向载荷的关系55-56
• 6.2.3 滚子等效应力与径向载荷的关系56-57
• 6.2.4 轴承内圈等效应力与转速的关系57
• 6.2.5 轴承外圈等效应力与转速的关系57
• 6.2.6 圆柱滚子等效应力与转速的关系57-59
• 6.3 剖分式圆柱滚子轴承与普通圆柱滚子轴承对比分析59-64
• 6.4 本章小结64-65
• 7.结论65-66
• 参考文献66-69
• 致谢69-70
• 作者简介70-71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

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本文编号：419360