滾動軸承力學特性的有限元分析研究.pdf

1、軸承是應用極為廣泛的重要機械基礎件,滾動軸承在工作時既是運動連接件,又是載荷支撐件,其力學狀態(tài)較為復雜,由于各種原因容易引起失效,為研究軸承破壞的力學機理、優(yōu)化軸承設計、提高軸承使用壽命,進行軸承的力學分析顯得十分有必要。
　　本文首先簡要介紹了軸承力學分析的理論基礎,然后采用有限元法對滾動軸承進行靜態(tài)下和動態(tài)下的力學分析以及熱應力分析。綜合各方面因素建立滾動軸承6206的彈性有限元模型,仿真分析得到了軸承在靜態(tài)條件下的應力分布,

2、軸承的應力主要集中在發(fā)生接觸的小區(qū)域內,滾珠與內圈接觸產生的應力大于與外圈接觸產生的應力,滾珠與圈體接觸的最大應力出現(xiàn)在接觸面下一點,是軸承發(fā)生疲勞剝落的力學誘因,滾珠與圈體的接觸區(qū)域成橢圓形分布,接觸應力成半橢球形分布,計算可以得到接觸應力大小以及接觸區(qū)尺寸等。
　　分析了動態(tài)條件下軸承的受力特點及運動特點,軸承應力的分布與靜態(tài)條件下的應力分布相似而又表現(xiàn)出一些不同,在前接觸區(qū)和后接觸區(qū)也會有較大應力產生。最大應力可能偏離接觸中

3、心,同樣載荷下軸承各元件在動態(tài)條件下分析得到的最大應力大于靜態(tài)條件下分析得到的最大應力。滾珠的運動具有不穩(wěn)定性特點,計算可以得到滾珠運動速度、運動狀態(tài)及運動軌跡等。滾動軸承靜態(tài)分析和動態(tài)分析的模擬值和理論值相差較小,仿真結果具有較高的可靠性。
　　軸承在熱膨脹受阻的條件下也會產生較大的應力,應力分布與徑向力引起的軸承應力分布類似。有限元仿真可以得到軸承熱應力的分布和特點、以及軸承各部分的位移情況,盡管熱膨脹位移很小,但產生的應力很