滚动轴承的特性分析及实验研究

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轴承在现代工业中处于重要的地位,有“工业关节”之称,在整机中处于支撑和固定的作用,其性能的优劣对整机影响较大。目前整机运转性能正朝着高精度和高速度的方向发展。本文通过仿真分析与实验相结合的方法对轴承内部的运动关系和振动进行研究,对改进轴承的设计和提高整机运转性能具有十分重要的现实意义。  本文以深沟球轴承6206为研究对象,应用赫兹理论研究了滚动轴承在承受径向载荷时接触尺寸大小、接触应力和弹性趋近量;根据滚动轴承内部运动学假设,得出轴承内部各部件之间的运动关系;实例计算了轴承内部接触应力、接触尺寸、弹性趋近量和各部件之间的相对转速。  运用三维软件 Pro/E建立了滚动轴承三维模型,并利用 ANSYS对模型进行静力学分析,得到了滚动轴承各部件应力云图,以及滚动轴承内部接触应力分布和最大应力发生位置。  对滚动轴承进行模态仿真分析,得出滚动轴承在无预应力和有预应力下前三十阶固有频率和振型应力云图;对频率和应力云图进行分析,得出滚动轴承在不同工况下的变形方式及其区别。  对滚动轴承进行显式动力学仿真分析,得到滚动轴承在不同转速和不同径向载荷作用下的位移、速度、应力和振动时程曲线,以及滚动轴承的振动在不同转速和径向载荷下变化规律。  对滚动轴承进行振动实验分析,当滚动轴承在承受不同转速和载荷下时,得出它的振动随不同转速和载荷变化情况;并将实验结果与仿真结果对比分析,证明了仿真的可行性和实验的正确性。
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