单排四点接触球式回转支承承载能力分析

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1、单位代码：10359学号：201117310063密级：公开分类号：TH133.33HefeiUniversityofTechnology硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目：单排四点接触球式回转支承承载能力分析学位类别：专业硕士专业名称：机械工程作者姓名：李庚袁导师姓名：陈科教授完成时间：2014年4月合肥工业大学专业硕士学位论文单排四点接触球式回转支承承载能力分析作者姓名：李庚袁指导教师：陈科教授专业名称：机械工程研究方向：数字化设计及现代设计理论2014年4月ADissertationSub

2、mittedfortheDegreeofMasterCarryingcapacityanalysisofsingle-rowfour-pointcontactballslewingbearingByLiGengyuanHefeiUniversityofTechnologyHefei,Anhui,P.R.ChinaApril,2014时光荏苒，三年的研究生学习生活就要结束，回顾这三年的学习生活，感受颇深，收获颇丰。衷心感谢我的导师陈科教授。无论是在平时的学习阶段，还是在论文的选题、资料查询、开题、研究和撰写的每一个环节，陈

3、老师都给予了悉心指导与帮助。陈老师严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我，让我在三年的学习生活中踏实前进。这三年来，陈老师还在思想、生活上给我无微不至的关怀，在此谨向陈老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意！衷心感谢郑红梅教授，无论是学习还是研究生生活都给予我很多帮助。郑老师渊博的学识和深厚的造诣、勤勉的敬业精神及对于科研的严谨精神和不倦态度，使我终身受益。在此谨向郑老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意！感谢404实验室所有师兄师弟，很幸运能够与你们一起愉快地度过这三年的美好时光。特别感谢郑立平师兄在CATIA、HY

4、PERMESH等软件学习上的指导，感谢郑岩、汪正龙、张姗姗、陈振华、蔡亚、王磊和张建庭，与你们在一起学习和生活的三年里，收获颇多。特别感谢我的家人多年来对我无微不至的关怀和包容，以及在精神与物质上的支持，感谢你们为我全心全意奉献的一切。感谢我的朋友们，谢谢你们一直支持、鼓励我。最后，衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位专家、教授！作者：李庚袁2014年4月I单排四点接触球式回转支承是一种可同时承受轴向载荷、径向载荷和倾覆力矩的大型轴承，具有结构紧凑、运动平稳、精度高和承载能力强等特点，广泛应用于工程机械、军事装备

5、、娱乐设施等各种领域，其主要通过内外圈与滚动体之间的点接触来传递载荷和运动，因传递载荷大而接触面积小，使得接触区域的应力集中非常明显。接触问题是研究回转支承的基础，直接影响着回转支承的承载能力和使用寿命。本文从回转支承的接触来分析其承载能力，主要工作如下：根据赫兹接触理论，详细计算了内外圈与滚动体之间的接触椭圆长短半轴、接触面积和最大接触应力。同时，建立和求解了回转支承的弹性有限元接触模型和弹塑性有限元接触模型，得到了各个零件的应力应变云图。结合实际工况，分析了滚道失效的原因。通过分析三种接触分析方法所得到的结果，发现回

6、转支承的接触分析并不满足赫兹理论的基本假设，使用赫兹理论分析有较大的误差。在弹塑性有限元接触模型中，考虑了滚道材料性能分层和塑性变形的情况，比传统有限元模型只把滚圈当成一个弹性整体来分析更接近实际。因而，回转支承的接触分析应该使用弹塑性有限元接触模型。考虑到不同分析方法得到的计算结果不同，基于赫兹理论计算得到的许用接触应力并不适合评价有限元计算结果。通过滚球压平板的实验得到了分别适用于评价赫兹理论、弹性有限元模型和弹塑性有限元模型计算结果的许用接触应力。此外，为提高三维建模的效率和准确性，利用VisualBasic6.0

7、对CATIA开发了单排四点接触球式回转支承快速三维建模软件。同时，为了有限元分析结果更可靠，在HYPERMESH中开发了自动过渡加密六面体网格的技术，让回转支承得以划分为全六面体网格模型，降低模型计算量，同时提高了模型的准确性。关键词：回转支承；接触分析；弹塑性；六面体网格过渡加密；许用接触应力IISingle-rowfour-pointcontactballslewingbearing,akindoflargebearing,cancarrysimultaneouslyaxialload,radialloadandov

8、erturningmoment,whichiswidelyusedinallkindsofengineeringmachineries,militaryequipments,recreationalfacilitiesandotherfieldswiththecharacteristicsofcompactstruc