高速角接触球轴承结构参数与不同加载对其动态特性影响的研究

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轴承在承受过大的载荷、弯矩或者转速的情况下,极易产生失效的情况。为了避免轴承应力集中而导致产生疲劳、失效的现象,对角接触球轴承的接触分析显得尤为重要。本文针对角接触球轴承结构进行静力学与拟动力学接触分析。依据赫兹接触理论及拟动力学分析理论,研究了求解径向载荷、轴向载荷、联合载荷等不同工况下的最大承载钢球的理论及方法,依此可用于求解接触应力、接触应变、接触角、刚度等等。基于ANSYS软件,建立了角接触球轴承的静态模型与动态模型,提出了加载方案及约束的设定方法,将仿真结果与赫兹理论结果相对比,验证了本文提出的建模方法、加载方式的正确及有效性。进而,在静力学分析中,研究径向载荷、轴向载荷、联合载荷对轴承结构接触特性的影响机制,探讨了联合载荷下的接触应力、接触应变、接触角、接触椭圆、接触位置的变化规律及影响;在拟动力学分析中,探讨了沟道曲率、载荷与转速等结构参数对接触性能的影响,并对轴承刚度、保持架滑动率、旋滚比等一系列动态性能进行了研究。最后,实现了轴承接触分析软件的二次开发,大大提高了计算效率。本文研究适用于轴承中低速及高速等多种运转工况。可为复杂加载工况下轴承的设计及应用提供工程分析参考。
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