轴向游隙对圆锥滚子轴承应力分布的影响

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1、万方数据192机械设计与制造MachineryDesign&Manttfacture第12期2012年12月文章编号：1(301—3997(2012)12—0192—03轴向游隙对圆锥滚子轴承应力分布的影响木刘红彬许伟伟薛玉君李济顺(河南科技大学机电工程学院，洛阳471003)TheImpactofAxialClearanceontheContactStressofTaperedRollerBearingsLIUHong—bin，XUWei—wei，XUEYu-jun，LIJi-shun(SchoolofMeehatronicsEngineeri

2、ng，He’nanUniversityofScienceandTechnology，Luoyang471003，China)【摘^“、!，十d』1、t』q、e斤+遵，¨一¨斤^

3、一1Jt^●井^j月咆t斗^■一州^一+、皇_-^■一+40^t卉十迪忡§一十4一十、曼^q、E4”＼．』1、i斤’＼_Hq、{，_、^^+qL^’d¨-M』H、t^q舭N^。’_要】针对轴向游隙对圆锥滚子轴承接触应力及其应力区域的变化情况的影响，基于iABAQUS建立了圆锥滚子轴承的有限元模型，计算了圆锥滚子轴承在径向载荷作用下最大受力滚子滚道母线上的应力分布值，并与基

4、于Hertz理论的切片法做出对比，两者的计算结果具有较好的一致性。在整体分析的基础之上，调整圆锥滚子轴承的正负轴向游隙，分析了在轴向游隙变化的情况下圆锥滚子轴承最大应力和接触区域的变化，结果显示圆锥滚子轴承的最大接触应力会在较小的负游隙的情况下出现最小值，从而为下一步研究圆锥滚子轴承的疲劳寿命和结构优化提供依据。关键词：圆锥滚子轴承；轴向游隙；接触应力；有限元【Abstract】Fortheimpactofaxialclearanceonthecontactstressandthechangesofstressregion矿thetaperedr

5、ollerbearings，basedonABAQUS，thefiniteelementmodeloftaperedrollerbearing础傩es—tablished．andthemaximumdistributionpressureof砌erollerandtheracewayintheradialloadswerec缸一culated，andthenumericalsolutionofthestripmethodwa3comparedwiththelimitedlong-termcongaCtoIntheoDeral￡basisanaly

6、sis，thesignoftaperedrollerbearingaxizdclearollcewasadjthsted，andthemaximtLmstressandchangesofcontactarea侧哪anal3zed．Theresultsshowedthatthemaximumstressoftaperedrollerbearingswillbesmallerundertheconditionofsmallernegativeclearance，thusprovidingthebasisforthefurtherstudyoftape

7、redrollerbearingfatiguedamageandstrttcturaloptimization．≯KeyWords：TaperedRollerBearing；AxialClearance；ContactStress；FiniteElement●、‘●1n-●‘n-_7t～-1h-41p●-“卜-1p●一i、●1、-√“mri、一i、p一●、∥●州舢“州uviuv“坍帆vM＼-v“舢i帆一“_1～“Ⅲ“●1rv中图分类号：THl6文献标识码：A1引言圆锥滚子轴承在低温低速条件下能够承受较大的径向和轴向联合负载，也可以承受纯轴向负载。

8、同时在机械结构上既简化了设计，又节省了轴向空间㈣。圆锥滚子轴承同球轴承相比，相同尺寸的滚子轴承其径向刚度要大，承载能力更强，所以在大功率高精度数控机床中广泛应用。圆锥滚子轴承轴向游隙取值是否合理将直接影响轴承工作的动态性能和工作寿命，主要表现在对滚子载荷分布、接触应力、轴承刚度、旋转精度、振动、噪声、滚动体与滚道问的摩擦磨损等诸多方面[31。因此针对圆锥滚子轴承轴向游隙对接触应力分布影响的研究具有重要的理论意义。目前，在轴承的力学特性分析研究中，主要集中在文献H给出了轴向游隙对轿车轮毂双列角接触球轴承性能的影响，一些科研人员同利用有限元计算了装有

9、轴承的机械结构的弹性矩阵和整体结构的变形，文献妒7睬用切片发对循环载荷作用下的滚子凸度设计问题进行了一系列研究，一些科研人员嗍在分析圆柱