高速列车轴箱圆锥滚子轴承的热力耦合和修形技术研究

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1、髙速列车轴箱圆锥滚子轴承的热力耦合和修形技术研究ResearchonThermal-StressCoupledandModificationTechnologyforTaperedRollerBearingofHighSpeedTrainAxleBox董超大连交通大学DALIANJIAOTONGUNIVERSITY大连交通大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢及参考文献的地方外，论文中不包含他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得大连交通大学或其他教育机构的学位或证书

2、而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本人完全意识到本声明的法律效力，申请学位论文与资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任。学位论文作者签名：日期：K年（月/r日大连交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解大连交通大学有关保护知识产权及保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属大连交通大学，本人保证毕业离校后，发表或使用论文工作成果时署名单位仍然为大连交通大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件及其电子文档，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连交通大学可以

3、将本学位论t的仝部或部分由寇编入学校有关数据库和收录到《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》进行信息服务，也可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存或汇编本学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定）学位论文作者签名：导师签名曰期：年《月tS曰曰期：年厶月彳曰分类号：学校代号：10150UDC：密级：学号：20122166硕士学位论文高速列车轴箱圆锥滚子轴承的热力耦合和修形技术研究ResearchonThermal-StressCoupledandModificationTechnologyforTaperedRollerBearingofH

4、ighSpeedTrainAxleBox学生姓名：董超导师及职称：魏延刚教授学科门类：工学专业名称：机械工程研究方向：机械产品的数字化仿真及优化设计申请学位级别：硕士论文答辩日期：2015年月日学位授予单位：大连交通大学摘要摘要本文的研究对象是我国高速列车轴箱圆锥滚子轴承，目前我国高速列车轴箱轴承所采用的圆锥滚子轴承全部是进口产品，因此，以提高轴承疲劳寿命为目标，对高速列车轴箱圆锥滚子轴承研究既有学术价值，还有重大的应用价值。通过对圆锥滚子轴承的受力分析及其内部载荷分布的计算，推导出圆锥滚子轴承疲劳寿命计算公式，编制了轴承疲劳寿命VB计算程序，提高了计算效率。研究表明，应

5、力是影响圆锥滚子轴承寿命的关键因素之一。然而滚子类轴承在受载过程中滚子两端会产生应力集中现象。可以通过对滚子的修形，以降低滚子边缘应力值，从而提高轴承的使用寿命。本文基于Pro/ENGINEER三维建模软件，建立了轴承切片模型，运用有限元软件Abaqus，对模型进行了仿真计算，得到了9KN、12KN、22KN三种工况下对应的接触应力值，并通过与赫兹接触理论计算值的对比，确保了此有限仿真的可靠性。通过参数化建模，建立了多组较为精确的不同滚子修形方案的轴承模型，通过对比滚子对称对数修形不同修形量及非对称修形不同修形量时的等效和接触应力情况，得到了9KN、12KN、22KN两种

6、工况载荷下，相对最优的修形方案，并给出了修形建议。列车运行时速的不断提高，列车轴箱轴承的温升也随之升高，温升会使轴承烧伤，同时伴随着轴承热变形、膨胀的不断加大，对其工作时的温度场分析也十分重要。为此，本文建立了基于热-力耦合的滚动体与内外圈的有限元模型，同时考虑温升与载荷的情况，对所研究的圆锥滚子轴承滚子进行了多组修形，通过比较接触应力及等效应力计算结果，确定了两种工况下，滚子的相对最佳修形量。关键词：圆锥滚子轴承；VB寿命计算；滚子修形；有限元分析；热-力耦合；I大连交通大学工学硕士学位论文AbstractTheobjectofthispaperistaperedrol

7、lerbearingsofthehighspeedrailwayaxleboxinourcountry,whichareallusedexportproducts.Therefore,toimprovethefatiguelifeofbearing,theresearchonthetaperedrollerbearingofhighspeedrailwayaxleboxhasbothacademicvalueandgreatapplicationvalue.Throughthecalculationofinternalload