钢丝滚道球轴承点接触问题分析与运动过程有限元仿真

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钢丝滚道球轴承具有重量轻,转动惯量低,轴向尺寸小,径向尺寸大,支撑刚度高等特点,常用于支撑大口径中空轴系。为了适应某些仿真转台研制中关于刚度高,转动惯量尽量小,动态特性要求高等特殊要求,研究钢丝滚道球轴承的轴向支撑刚度,轴系调整方式及调整量,以及该轴承在工作中的受力及应力状况十分必要。本论文首先对钢丝滚道球轴承滚动体与钢丝滚道的点接触问题进行研究,由Hertz接触理论给出接触区的主要几何参数,应力极值以及接触体弹性趋近量的计算公式,并根据实际应用进行简化,计算出课题所研究轴承接触区的主要参数。在对钢丝滚道球轴承点接触理论分析计算的基础上,进行了对钢丝滚道球轴承的主要摩擦形式分析,给出了轴承在工作过程中几种主要的摩擦产生形式,并给出相应的理论计算公式。在点接触和摩擦分析的基础上,对轴承的工作过程进行了仿真,按由简单到复杂的研究步骤,分别建立起了单球双滚道,单球四滚道和圆环形滚道单球四滚道的钢丝滚道球轴承有限元模型,解决了建模仿真过程中实体模型的建立,约束和载荷的施加等一系列问题。得到了施加预紧和工作过程中的压力情况,摩擦应力,弹塑性变形和应力分布云图等,并对结果进行了深入的比较和分析。对实际工程设计及应用具有良好的指导意义。
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