RV减速器主轴承接触刚度及有限元分析

RV减速器主轴承直接影响传动精度,对主轴承接触刚度问题进行研究。采用静不定-Hertz接触法,对RV减速器结构作受力分析,计算出主轴承的接触载荷,推导接触法向弹性变形量,最后计算主轴承接触刚度,考虑曲率半径对主轴承接触刚度的影响。结果表明主轴承的接触刚度作周期性变化,得出当曲率半径f=0.55时,主轴承接触刚度最大。通过有限元分析,得到滚珠正应变的仿真结果与理论值很相符,接触路径正应变的值为两端大,中间小,证实了RV减速器主轴承接触刚度的正确性。     

RV减速器摆线轮轴承的受力分析与寿命校核

以RV减速器为研究对象,对RV减速器的传动转矩、曲柄轴、输出轴、摆线轮进行受力分析,确定摆线轮与针轮啮合的齿数,并对修形齿形摆线轮与针轮啮合时各齿的接触变形量及啮合作用力进行计算。对RV减速器摆线轮轴承的承载能力进行计算与分析,得到圆锥滚子轴承和保持架组件的径向载荷。根据圆锥滚子轴承的外载条件,应用Romax Designer软件对圆锥滚子轴承进行内部载荷分析与寿命校核,进而全面掌握摆线轮轴承在RV减速器中的承载能力和工作性能。研究结果表明,摆线轮轴承的载荷工况及可靠性对RV减速器的传动性能有重要影响。通过对RV减速器传动系统的载荷进行计算与分析,可以得到摆线轮轴承的内部载荷、接触应力、寿命,能够有效指导摆线轮轴承的设计。     

RV减速器用新型交错滚子主轴承承载能力分析与试验研究

以一种集成于RV减速器针齿壳和行星架输出机构的交错滚子主轴承为研究对象,综合考虑其在轴向载荷、径向载荷和倾覆力矩综合作用下的变形协调条件,建立新型交错滚子主轴承的静力学模型,给出了新型一体式设计的交错滚子主轴承承载能力的精确计算方法,通过与有限元模型计算结果进行比较,验证了静力学模型的正确性;针对RV减速器主轴承的服役工况,综合考虑轴向游隙与径向游隙,分析了交错滚子轴承的载荷分布与承载能力特性,分析结果表明外加载荷下轴向游隙对许用倾覆力矩影响较大,而径向游隙对许用径向载荷影响较大;试制一体化交错滚子轴承支撑结构的新型RV减速器,对其性能指标进行了试验测试,试验结果表明,采用交错滚子主轴承结构的新型RV减速器在承受扭矩输出的同时,亦可承受较大的轴向载荷和倾覆力矩,且更有利于提升减速器的精度保持性,降低扭转刚度和回差的衰减.研究成果可为RV减速器的选型与设计提供理论基础.     

基于失效分析的角接触球轴承实际载荷计算

根据轴承外载荷和内部接触载荷之间的平衡条件及轴承内部接触变形和套圈位移之间的协调条件,建立了轴承载荷计算模型。结合失效轴承的实测参数作为约束条件,采用搜索求解算法给出了基于失效分析的角接触球轴承实际载荷的计算方法。以某燃气涡轮发动机转子系统前支点角接触球轴承为例,分析了轴承轴向载荷和径向载荷对轴承接触角的影响规律,通过计算得到轴承的实际载荷,并对附加载荷进行了讨论。分析结果可为角接触球轴承的故障归零分析及优化设计提供参考依据。     

基于球-滚道非完全接触状态下的球轴承载荷分布计算及刚度特性研究

针对非完全接触状态下的球轴承建模及特性分析,提出新的初始位置假设,并结合球-滚道接触状态判定准则建立了不同载荷(轴向、径向及联合载荷)条件下高速球轴承的通用分析模型。在此基础上,运用球轴承刚度矩阵解析计算方法,构建嵌套式Newton-Raphson迭代算法,实现上述模型求解,并针对不同工况条件下的球轴承的内部载荷分布及刚度特性展开分析。计算结果表明,所得结果相比于Jones-Harris模型更具合理性和适用性,且轴承内部载荷分布及刚度特性受轴承外部载荷条件及内部接触状态共同作用,轴承内部接触区滚珠个数随轴承间隙、外部载荷及转速大小变化而改变,进而引起轴承刚度突变。此外,适当增加轴向载荷可有效改善轴承内部载荷分布及增加接触区滚珠个数。     

预紧高速角接触球轴承动力学特性分析

以弹性力学理论、滚动轴承动力学分析理论和沟道控制理论为基础,建立了预紧高速角接触球轴承的动力学方程,采用Newton-Raphson迭代法进行求解,对预紧高速角接触球轴承的动力特性进行分析。实例表明:随着预紧力的增加,内接触角减小而外接触角增大,球的离心力、陀螺力矩和旋滚比减小,球与内、外圈的接触变形、接触应力、接触载荷及轴承刚度增大;定压预紧轴承动力特性参数受预紧力变化的影响较大,而定位预紧轴承的接触变形、接触应力、接触载荷及刚度等动力特性参数值较大。     

薄壁四点接触球轴承接触问题有限元分析

基于Ansys有限元软件,提出薄壁四点接触球轴承的逐级梯度细化接触区域的单元网格划分方法。建立等截面薄壁四点接触球轴承1/2单个滚动体与套圈及整个轴承有限元模型。计算分析了网格单元尺寸对四点接触球轴承接触特性的计算精度影响,求解整个轴承有限元模型在静径向力下的载荷分布规律,获得了薄壁四点接触球轴承较为精确的椭圆接触区域形状和四点接触状态。研究表明:对于接触特性计算,网格划分单元尺寸近似于接触椭圆短半轴的50%时便可以得到较精确计算结果,对于薄壁四点接触球轴承,钢球与内、外圈滚道的接触应力、等效应力和接触变形与径向载荷呈非线性递增关系,接触应力大小和载荷分布的计算结果与赫兹接触理论计算值具有较好的一致性。计算结果较为精确的模拟了薄壁四点接触球轴承的接触特性和载荷分布规律。     

径向游隙对全钢轴承和陶瓷球轴承载荷分布和接触应力的影响

根据接触力学基本原理和滚动轴承设计基本理论给出了轴承载荷分布和接触应力的计算公式,应用滚动轴承载荷分布离散模型,通过编程求解轴承的载荷分布和接触应力。并以某电动机用深沟球轴承为例,计算不同径向游隙时全钢轴承和陶瓷球轴承的载荷分布和接触应力,结果表明：径向游隙对全钢轴承和陶瓷球轴承载荷分布的影响规律相似;在相同载荷下,陶瓷球和钢球的接触应力大小与轴承径向游隙密切相关,且存在最优径向游隙值。     

基于Unigraphics软件的RV减速器快速系列化开发

基于Unigraphics软件的二次开发参数化建模功能,提出了一种RV减速器快速系列化开发方法。通过将Unigraphics/Open编程模块与Visual C++软件相结合,开发了RV减速器专用系列化菜单模块,丰富并完善定制化标准件库,实现角接触轴承、圆锥轴承、滚针轴承和深沟球轴承等标准化零件的快速建模与调用。对RV减速器整机装配流程方案进行了优化,并进行了组装验证,确认基于Unigraphics软件的RV减速器快速系列化开发方法合理有效。     

RV减速器用轴承的受力分析

针对RV减速器用轴承设计过程中存在受力状况难以确定的问题,从RV减速器的运动原理出发,结合减速器的结构特点及理论力学,对3类轴承的受力状况进行分析。研究表明,RV减速器内部角接触球轴承受力最大,保持架组件次之,圆锥滚子轴承受力最小。     

球轴承基本受载变形特性分析

通过对主曲率平面两两共面的光滑弹性体在一点接触时的受载变形分析,以及轴承多体接触条件下的力平衡分析,建立了球轴承非线性受载变形的基本分析方法,由此可确定出轴承内部各个角位置上滚动体与滚道接触区诸如接触变形、接触应力等力学参数,为滚动轴承的工程分析和设计计算提供理论依据。     

Heat generation modeling of ball bearing based on internal load distribution

In the operation of a machine tool (MT), the frictions in ball bearings entail sudden and violent heating of the balls which dominants its thermal deformation, and subsequently results in degradation of its accuracy and performance. Modeling of the heat generation in a bearing is a quite difficult job because of the constantly changing characteristics. In this paper, an analytical approach was proposed to calculate the heat generation rate of supporting bearing in a ball-screw system of the MT, with consideration of the operating conditions, such as rotation speed and external loads of the machine tool. The influences of operating conditions to internal load distribution, contact angles and heat generation rate of ball bearings were analyzed. The friction torque due to the applied load and the sliding torque within the contact area were discussed in detail. Experiments were carried out in a high-speed ball-screw system to verify the validity of the presented analytical method. The work described in this paper can be seen as a foundation for the accuracy thermal modeling and thermal dynamic analysis of the ball-screw system in the machine tools.     

负游隙对特大型双排四点接触球轴承载荷分布的影响

给出负游隙双排四点接触球轴承接触载荷分布的计算模型。采用Newton–Raphson法计算了某型号双排四点接触球轴承在联合载荷时不同负游隙下的接触载荷分布情况,分析负游隙与轴承接触载荷分布的关系,并与经验公式的计算结果进行对比。结果表明：计算模型正确合理。随着负游隙绝对值增大,发生4点接触的钢球数越多,直到所有钢球都发生4点接触;轴承中最大接触载荷随负游隙绝对值的增大先减小后增大。双排四点接触球轴承上排钢球与滚道接触的最大接触载荷比下排球与滚道接触的最大接触载荷大。     

基于变形协调的双列角接触球轴承受力计算

较全面地考虑双列角接触球的变形因素和双列轴承问的变形协调条件，实现了该类轴承的精确受力计算。同时还能计算出轴承的变形和承载区域大小。基于此，该方法为轴承实现精确的承载判定、寿命计算、类型选用和性能分析等提供了理论基础。     

基于有限容积法的高速角接触球轴承温度场分析

在直升机主减速器系统中,轴承作为重要热源,对系统工作时的温度上升产生重要影响。其直接关系到直升机主减速器系统的工作性能。采用有限容积法,对直升机主减速器中所使用的高速角接触球轴承的稳态、瞬态温度场分别进行分析计算。获得其稳态温度分布场,总结出诸如转速、预紧载荷等因素对轴承温升的影响规律,为合理选择轴承参数,提高其工作可靠性提供理论依据。     

配对角接触球轴承静态力学特性

根据角接触球轴承实际的工作状态,建立背靠背配对安装形式的角接触球轴承接触模型,计算配对轴承在径向、轴向和力矩载荷联合作用下的载荷分布以及接触应力,并将理论值与Ansys有限元法得出的结果进行对比,验证计算结果的准确性。详细研究了在联合载荷的作用下,配对轴承静态载荷分布以及接触特性的变化规律。研究结果表明:配对角接触球轴承的内圈在联合载荷作用下发生位移,使载荷分布不均匀,接触应力主要集中在载荷对称线附近的部分钢球上,改变联合载荷会使两列轴承载荷分布规律以及接触特性发生变化。     

混合式陶瓷轴承沟道结构参数的简化算法

以目前钢轴承的结构参数合理正确和轴承滚动体与内外圈滚道在相同的接触应力及接触面积作用下具有相近的接触疲劳寿命及发热为前提 ,以相同负荷作用下 ,混合式陶瓷球轴承与相应钢轴承的接触应力和接触面积相等为依据 ,给出了混合式陶瓷球轴承内外圈沟道结构参数的简化计算方法。以 6 2 0 9深沟球轴承为例 ,对相应的混合式陶瓷球轴承的沟道曲率半径进行了计算 ,以计算结果制造的混合式陶瓷球轴承的运转性能完全能够满足使用要求     

角接触球轴承的预紧技术

介绍角接触球轴承预紧的类型及工作原理，给出了预紧选择原则和确定预紧力的计算方法。对中低速组配轴承而言，其最小预紧力可承组配方式以及承受的额定外载荷确定。     

低速过载角接触球轴承载荷分布的研究

针对低速过载角接触球轴承的塑性变形,基于Palmgren半经验公式分析了载荷分布、接触角变化和钢球最大负荷。角接触球轴承的轴向载荷对工作接触角影响显著,而径向载荷影响微小。     

Stability analysis of a rotor bearing system due to surface waviness and number of balls

In the paper, the stability analysis of a rigid rotor supported by ball bearings has been studied. In the analytical formulation, the contacts between balls and races are considered as nonlinear springs, whose stiffnesses are obtained by using Hertzian elastic contact deformation theory. The implicit type numerical integration technique Newmark-β with Newton–Raphson method is used to solve the nonlinear differential equations iteratively. The effects of surface waviness and the varying number of balls on stability of rotor bearing system are observed. All results presented in form of fast fourier transformations show that the vibration characteristics of the rotor and its bearings change, when the bearings operate in different regions of their nonlinear load deflection characteristics. From the analysis, it is implied that the number of balls and number of waves in the ball bearing are two important governing parameters affecting its dynamic behavior.