滚道椭圆化对高速角接触球轴承接触特性及疲劳寿命的影响

针对制造公差和装配误差导致轴承滚道的椭圆化变形,分析了角接触球轴承滚道的径向偏差。依据赫兹接触理论和滚道控制理论,在考虑惯性载荷的情况下,建立联合载荷下角接触球轴承滚道椭圆化的拟静力学模型,研究外轨道椭圆化对轴承接触特性的影响机制;用改进的L-P理论估算轨道椭圆化轴承的疲劳寿命。结果表明:滚道椭圆化程度越大,部分滚动体的接触参数发生突变越剧烈,轴承的接触刚度和疲劳寿命越小;滚道椭圆化对疲劳寿命影响较显著,沿椭圆长轴方向施加径向载荷时轴承寿命降低较慢。该研究为多工况下轴承的设计和应用提供理论分析依据。     

角接触球轴承对高速主轴变形影响建模与分析

高速主轴在工作过程中易受热变形影响数控机床加工精度,而角接触球轴承作为高速主轴的支承件发挥着巨大的作用。根据Hertz接触力理论,结合角接触球轴承受力平衡以及位移方程,建立角接触球轴承对主轴位移影响的分析模型,然后通过对比用模型计算的轴套位移值与用位移传感器测得的轴套位移值来进行验证;最后分析计算不同转速下轴承内外圈接触力和轴承刚度的影响,以及不同转速下对轴套和主轴位移产生的影响。利用该模型可以设置合理的预紧载荷以及主轴转速,提高轴系的运动定位精度,为轴承预紧量的施加、工作预紧载荷的调整及预紧装置的设计提供参考,弱化轴承塑性变形导致的热变形,从而降低对高速主轴变形位移产生的影响。     

基于改进的动载荷分布方法的角接触球轴承磨损计算研究

针对固体润滑角接触球轴承的润滑磨损寿命无法精确预测问题,提出一种更为准确的基于动载荷分布的磨损寿命计算模型,并考虑内、外圈载荷同时作用下的动载荷分布。建立内、外圈和滚道之间的动载荷计算模型,更准确地表征角接触轴承运动接触特性,同时将轴承整个零部件的动载荷分段计算方法与磨损计算模型相结合,建立考虑轴承整体接触区动载荷分布下的磨损模型,为轴承承载运行下的磨损寿命机制分析提供参考。     

基于MATLAB GUI的角接触球轴承接触疲劳寿命计算系统设计

滚动轴承是机器中广泛应用的零件之一,依靠滚动体和滚道间的滚动接触来支承转动零件,轴承的使用寿命是轴承质量的重要衡量指标。针对滚动轴承失效形式主要是疲劳点蚀,往往采用接触疲劳寿命来反映轴承寿命,它综合考虑了轴承材料、接触特性等因素,更符合实际工况。采用MATLAB GUI软件平台完成角接触球轴承接触疲劳寿命计算系统设计,该系统使用方便,只需输入相关参数,便可计算出接触疲劳寿命、最大接触载荷和最大接触应力等参数,结果可在系统界面显示或输出txt文件和excel表格。该系统大大缩短了轴承寿命计算周期,提高轴承设计效率和精度。通过多次工程设计验证,该系统高效可靠,为工程设计中其他复杂计算系统的开发提供了参考。     

航天器高速角接触球轴承生热及温度场仿真分析

高速角接触球轴承在高速运转条件下生热主要是由于滚子与滚道相互摩擦引起的,其中转速、载荷、材料和润滑状态等都是主要的影响因素。根据滚动轴承生热计算模型,基于MATLAB计算平台对航天器高速角接触球轴承B7005进行生热计算。另外,基于ANSYS有限元分析平台对轴承进行温度场仿真分析。最后比较两种方法的结果,分析表明,理论计算与有限元分析结果接近,验证了所介绍的温度场仿真分析方法具有较高的可靠性,也是热-结构耦合分析和寿命分析的重要基础。     

联合外载荷作用下角接触球轴承内部载荷分布和变形的数值迭代计算

为了研究联合外载荷作用下球轴承的内部载荷分布和变形特性,提出一种基于赫兹接触理论的数值迭代计算方法.以角接触球轴承为对象,考虑在预紧力、轴向力、径向力等联合外载荷工况条件下内外圈滚道接触角的变化,以及滚珠载荷分布、载荷大小随接触角的变化,利用滚道接触角与滚珠载荷之间的关系式进行数值迭代求解,来寻找轴承受载后内部的平衡状态.通过与典型有限元分析结果的比较可以看出:所提方法不仅详细计算出了轴承内部的载荷情况,而且更为准确地分析了联合载荷对轴承变形的影响机制.搭建了模拟联合外载荷工况的轴承试验台,测量了轴承的变形,验证了该方法的正确性.     

轴向力随动下角接触球轴承的温度分析

针对角接触球轴承的温度监控及测温滞后问题,首先,通过轴承的受载试验,测试了不同工况下角接触球轴承的内外圈温度,并用数值仿真验证试验测得数据的可靠性;其次,基于BP神经网络建立了轴向力随动下角接触球轴承的温度预测模型,并证明了该温度预测模型具有较强的泛化能力;温度预测结果表明预测值与试验所测值的绝对误差小。最后,研究分析了转速、润滑油的温度等因素对轴向力随动下角接触球轴承的温升影响。为掌握轴承运行状态,优化轴承结构,提高轴承的性能提供参考。     

高速主轴用混合陶瓷球轴承性能分析

主要从额定静载荷、滚动接触疲劳寿命、高速条件下的旋滚比与温升特性等方面，对高速主轴用混合陶瓷球轴承性能进行了分析，表明混合陶瓷球轴承在高速条件下比钢制轴承具有更加优良的性能。     

混合陶瓷球轴承振动特性仿真分析

为研究混合陶瓷角接触球轴承剥落故障振动特性,在ANSYS Workbench中建立了角接触球轴承的动力学有限元模型,通过在外圈滚道、内圈滚道及滚动体上设置剥落故障,分析特定工况下正常与剥落故障时轴承各零件受力变化。在此基础上,研究正常与不同零件故障对接触力的影响,并分析剥落故障对轴承零件运动特性的影响。结果表明：轴承各元件中应力最大的是滚动体,剥落故障使轴承最大应力增加,且最大应力大都出现在滚动体上;外圈剥落对经过剥落处的滚动体造成冲击,增大滚动体公转和自转周期,使滚动体速度降低,接触力明显增大;外圈剥落对内圈振动加速度的变化影响较小。     

基于热-力耦合的陶瓷球轴承摩擦力矩分析北大核心

滚动轴承摩擦力矩是导致轴承发热的主要因素,为准确描述轴承摩擦力矩与温升的耦合关系,基于滚动轴承拟动力学及弹流润滑理论,考虑轴承预紧力、离心效应、热膨胀等影响,建立了基于热-力耦合的陶瓷球轴承摩擦力矩计算模型,并试验验证了模型的正确性。分析了不同工况条件及轴承结构参数对陶瓷球轴承摩擦力矩的影响,计算结果表明:陶瓷球轴承摩擦力矩受载荷、转速、预载荷影响较大;合理选择轴承的结构参数以及润滑油温度均有助于降低轴承整体的摩擦力矩。     

基于ANSYS的角接触混合陶瓷球轴承接触分析

以VEX65/NS 7CE1角接触陶瓷球轴承为研究对象,建立了基于ANSYS的有限元分析模型,对轴承的接触分析中模型的合理简化和边界条件的设定作了详尽的说明并进而求解.其结果对进一步研究陶瓷球轴承的疲劳破坏及转子系统的研究提供了重要指导基础.     

环下润滑角接触球轴承温升研究

针对环下润滑角接触球轴承在工作状态下的温升特性进行了研究。通过计算轴承的生热,在分析软件ANSYS Workbench中对不同转速下轴承的温度进行数值模拟,并与试验法测得的轴承温度进行对比分析。研究结果表明,轴承的热源主要来自钢球自旋生热和差动滑动生热;供油温度对轴承的温度变化起主导作用;轴承的转速越大,生热越多,轴承的温度越高。数值模拟法与试验法得到的结果基本一致。     

计入波纹度的柔性角接触球轴承振动特性研究

针对柔性角接触球轴承的振动,建立计入波纹度的柔性角接触球轴承动力学模型,该模型考虑了润滑和轴承内外圈表面波纹度对轴承动力学的影响。在此基础上研究了轴承内外圈波纹度幅值对角接触球轴承振动的影响,仿真结果表明：角接触球轴承的振动随内外圈波纹度幅值的增加而增强,柔性环的振动比刚性圈体的振动大,波纹度阶数也会影响加速度的特征频率,且在旋转过程中产生的柔性变形加剧了内外圈波纹度对振动的影响。搭建轴承振动实验台,验证了动力学模型的正确性。     

基于ANSYS Workbench的角接触球轴承接触特性分析

针对角接触球轴承在实际运行工况下的接触特性,以7008C型号轴承为研究对象,利用ANSYS Workbench有限元分析软件,对其滚动体与滚道接触部分的网格进行局部细化,将分析结果与Hertz理论解相对比,验证有限元方法的适用性。并分析了滚道硬化对接触应力的影响,分析结果显示滚道硬化能够提升等效应力和最大接触应力,但是提升效果并不明显,而且随着硬化深度的增加,应力的增大逐渐减缓。     

角接触球轴承组合轴向预紧力分析

在赫兹接触理论和滚动轴承拟静力学分析理论的基础上,建立了角接触球轴承串联组合时计算轴向预紧力的方程.采用Matlab编程求解了动态条件下的轴向预紧力,分析了轴承内外圈宽度尺寸偏差、隔套长度尺寸偏差、滚动体直径尺寸偏差、转速及轴承沟曲率半径系数对轴承组合轴向预紧力的影响规律.结果表明:尺寸偏差越大两个轴承轴向预紧力的差别越大,内外圈沟曲率半径系数越大轴向预紧力的差别越小;外圈沟曲率半径系数比内圈沟曲率半径系数对轴向预紧力分配的影响更明显;转速增大时两个轴承轴向预紧力的差别先减小后增大.     

高速电主轴用球轴承油气润滑温度场仿真与实验研究

基于局部热源计算轴承内部生热,考虑不同转速计算油气润滑下轴承滚道表面对流换热系数,采用Mixture多相流模型结合RNG k-ε湍流模型和Fluent软件动网格技术,建立球轴承两相流场模型,求解得到电主轴球轴承油气润滑温度场,分析轴承内部温度分布,给出最佳供油量的确定方法。对某高速电主轴用球轴承进行了油气润滑两相计算,结果表明:随着转速增大,轴承总摩擦生热率急剧增大,且转速越大,增长幅度越大;给定工况存在最佳供油量,且最佳供油量随转速增大而增大。最后通过电主轴轴承实验证明了该模型对油气润滑模拟的可靠性。     

高速角接触球轴承发热及其影响因素

为了提高高速主轴单元的热态特性，从理论上分析了高速角接触球轴承的受力，计算了滚珠与滚道的接触负荷，在此基础上，计算轴承的摩擦发热，编写了高速角接触球轴承发热的计算机程序，对高速角接触球轴承实例进行了验证计算并就轴承主要参数对发热的影响进行了讨论。     

高速球轴承生热量的理论及试验研究

结合高速球轴承的拟动力学模型,分析轴承各零件在接触点处的切向摩擦力和相对滑动速度。利用局部分析法建立轴承生热量计算模型。研究转速、载荷和轴承几何结构参数对轴承各单元间的局部生热量和总生热量的影响。搭建轴承试验台,监测轴承生热量随工况的变化规律;将相同条件下的理论计算结果和试验结果进行对比,验证理论模型的正确性。结果表明:轴承在稳定运行时,转速和外加轴向载荷是造成轴承总生热量的主要因素;在球径一定的情况下,内、外圈沟曲率半径系数存在一个使轴承生热量最小的最优值;分析轴承生热量变化规律,有利于轴承的温度场计算、润滑油油量的选取等。研究结果为轴承结构的优化设计提供参考。     

微动接触中分形粗糙表面的温升分布研究

目的 研究不同分形参数下表面粗糙度对微动接触表面温升的影响。方法 通过创建Python脚本,将MATLAB中利用Weierstrass-Mandelbrot函数构造的分形表面轮廓坐标导入ABAQUS中,使用样条曲线拟合轮廓坐标,构建包含粗糙表面的二维柱面-平面接触模型,研究表面粗糙度、法向载荷、切向载荷以及材料属性对接触表面温升的影响规律。结果 微动接触状态下,温升在接触宽度方向上呈先增后减的趋势,且沿深度方向温升幅值逐渐减小。不同粗糙度的表面节点具有相似的温升分布历程,热影响区主要分布于接触区表层附近,并在此表层产生高的温度场。粗糙接触模型会出现局部温升峰值,同时剪切摩擦应力和接触压力分布具有离散性,与文献中已有结论一致。结论 接触表面温升幅值随着粗糙度的增大而增大。当表面粗糙度和法向载荷一定时,随着切向载荷幅值的增大,上试件的相对滑移距离和摩擦热产生率增加,引起温升幅值增大。考虑材料属性时,发现温升幅值大小与材料导热性密切相关,材料导热性能越好,接触表面温升幅值越小。     

角接触球轴承热-力耦合建模方法研究

在研究角接触球轴承热-力耦合建模方法的过程中,通过分析滚动轴承动力学建模、角接触轴承热-结构建模以及接触轴承热-力耦合建模及其特性,使轴承热分析流程得到简化,使角接触球轴承热-力耦合建模方法更具普遍性、广泛性,突破了有限元建模过程,确保更多人员可以应用此方式开展工作。