角接触球轴承中peek保持架的建模及仿真分析

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1、—————————————————————角接触球轴承中PEEK保持架的建模及仿真分析—————————————————————ThemodelingandsimulationanalysisofPEEKcageinangularcontactballbearing————————————————————————————作者姓名：付煇钧专业名称：固体力学指导教师：徐涛教授学位类别：工学硕士论文答辩日期：2015年5月31日摘要角接触球轴承中PEEK保持架的建模及仿真分析专业：固体力学指导教师：徐涛教授滚动轴承在工业生产中的应用越来越广泛。它具有功率损耗小、摩擦力矩低、寿命长、

2、维护方便等特点。随着工业技术的发展，对轴承的性能要求也不断提高，其中保持架作为轴承的重要元件之一，对轴承的性能影响至关重要。特别，新材料的保持架设计及分析，正逐步成为研究的热点问题。论文问题来源于作者所在课题组与国内某轴承科技开发公司的合作项目。对于7014角接触球轴承，有两种不同结构不同材质的保持架，分别为胶木保持架和PEEK保持架。为分析研究对比设计出更适合工程实际的轴承保持架，本文将计算流体力学，传热学，结构动力学等理论知识相结合，对两种保持架及其应用的7014角接触球轴承进行了讨论，主要研究工作为：（1）针对保持架的动态特性进行了理论研究，建立胶木保持架和PEEK保持

3、架的三维实体模型，分别对两者进行模态分析，以及对比其动态特性；（2）对应用两种不同保持架的角接触球轴承的流场数值模拟问题进行了理论研究。分别建立了两种轴承的数学物理模型，采用RNGk两方程湍流模型对轴承中气体湍流流动进行数值模拟；运用SIMPLE算法求解其对应的离散方程。（3）由于轴承为高精密零件，本文采用CATIAVR517三维建模软件进行建模，利用ANSYSICEM软件生成非结构化计算网格，在CFD分析软件ANSYSFluent数值模拟中采用SIMPLE算法求解方程组，雷诺平均NS方程为控制方程，并用RNGk两方程湍流模型及输运方程混合模型进行模拟。（4）根

4、据数值仿真结果，进行轴承中气流场和温度场的分析，探讨了气流场压强、速度及温度情况，通过对数值模拟得出的结果分析对比，研究其各自特点及优劣势。本文研究工作的目的，是对高速运转的轴承结构，分析、设计采用新材料PEEKI的新型保持架结构。此项研究，具理论意义及工程应用价值。具有良好性能的保持架，起到更大保护作用，更能延长轴承寿命的一种保持架，对工程实际提供有价值的参考。关键词：角接触球轴承，PEEK，模态分析，数值模拟，滑移网格ABSTRACTThemodelingandsimulationanalysisofPEEKcageinangularcontactballbearingM

5、ajor:MechanicsTutor:ProfessorXuTaoRollingbearings,whichhavemanyexcellentcharacteristicssuchaslesspowerconsumption,lowfrictionmovement,longlifespanandconvenientmaintenance,arewidelyusedinindustrialproduction.Withthedevelopmentofindustrialtechnology,theperformanceofrollingbearingshasbeenimpro

6、ved.Asthekeypartofthebearing,thecageplaysaveryimportantroleintheperformanceofthebearing.Inparticular，thedesignandanalysisofcagesmadebynewmaterialsaregrowingtobethehottopics.Thisthesissubjectissupportedbyacooperationprojectwithadomesticbearingtechnologydevelopmentcompany.Thetwokindsofcageare

7、bothdifferentinstructureandmaterialin7014angularcontactballbearing.TheyareBakelitecageandPEEKcage,respectively.Inordertoanalysisanddesignatypeofcagesuitablefortheengineeringpractice,thetheoryofcomputationalfluiddynamics,heattransfer,structuraldynamicsare