基于ANSYS的角接触混合陶瓷球轴承接触分析.pdf

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1、第1期组合机床与自动化加工技术NO．12011年1月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueJan．2011文章编号：1001—2265(2011)Ol一0033—02基于ANSYS的角接触混合陶瓷球轴承接触分析术沈禾凯，张淳，郑甲红(陕西科技大学机电工程学院，西安710021)摘要：以VEX65／NS7CE1角接触陶瓷球轴承为研究对象，建立了基于ANSYS的有限元分析模型，对轴承的接触分析中模型的合理简化和边界条件的设定作了详尽的说明并进而求解。其结果对进一步研究陶瓷球轴承的疲劳破坏及转子系统

2、的研究提供了重要指导基础。关键词：角接触陶瓷球轴承；ANSYS有限元；接触分析中图分类号：TH16；TG65文献标识码：AContactAnalysisofAngularContactHybridCeramicBallBearingBasedonANSYSSHENHe—kai，ZHANGChun，ZHENGJia—hong(ShaanxiUniversityofScienceandTechnology，ShanxiXi’an710021，China)Abstract：Thisaritcaltakestheangularcontacthybridceram

3、icballbearingwhosespecificationisVEX65／NS7CE1aszheresearchobject，establishesanalyticalmodelbasedonFEAofANSYS，givesaminutede-scrip·tiontocontactanalysisofballbearingaboutthelogicalsimplificationofthemodelandthesetupofboundaryconditionsthansolvestheproblem，thusithasimportantguiding

4、significanceonthefurtherstud_YonfailuredamageandonRollingBearing-SpindleSystem．Keywords：angularcontacthybridceramicballbearing；ANSYSfinitelementanalysis；analysisoncontact0引言1角接触球轴承建模角接触陶瓷球轴承以其极限转速高、刚性好、耐利用当前软件的数据交换接口技术，即CAD与高温、耐腐蚀、精度高、径向跳动小等一系列优点，作CAE软件的无缝对接，本论文利用三维设计软件为理想的支承零件，已

5、经广泛用于高速、超高速机床Solidworks建立轴承的复杂实体模型，保存为x—T电主轴上。格式后，导人ANSYS中进行分析。本论文依托DVG高速立式加工中心创新项目轴承的内部结构参数如图1所示，忽略游隙、保，通过分析所选用的VEX65／NS7CE1轴承的接触持架、工艺倒角等因素，考虑轴承曲率半径、轴承挡应力应变，验证轴承选用的合理性，并为后续的轴承边等内部参数，建立其三维实体模型(图2)。有部分疲劳寿命及主轴的相关分析提供基础。同仁在做轴承接触分析的时候，利用ANSYS自底向传统的接触分析是以Hertz理论为依据，这就要上的建模思想，其建立的轴承2维图

6、形未有考虑这求设计人员必须具备大量的专业理论知识、一定的部分内部参数简化处理了，这样所作出的分析结果，数学建模及编程能力。而ANSYS作为一种大型通必然和实际情况有相当的差异。VEX65／NS7CE1轴用CAE分析软件，已经证明。，它能够完全代替承的接触角为15。，内外圈材料为GCrl5，弹性模量和Hertz理论分析，使设计人员不必具备非常专业的轴泊松比为E=3．2×10MPa，=0．26；滚动体的材料承理论知识，只需通过CAE建模、划分网格、加载边为SiN，其弹性模量和泊松比分别为E=2．07×界条件并求解，即可得到非常理想的结果。10MPa，=0．3

7、2。收稿日期：2010—07—13基金项目：“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项(2009ZX04001—014)作者简介：沈禾凯(1984一)男，湖E孝感人，陕西科技大学机电工程学院研究生，主要研究方向现代机械设计理论研究与分析，(E—mail)xibei

8、ou@126．eom。·34·组合机床与自动化加工技术第1期图4划分网格图1角接触球轴承结构方向的约束。(2)外圈安装于刚性轴承座上，将外圈与轴承座配合表面设为刚性面，对其施加、y、z方向的约束。(3)轴承的负荷一般是经由轴传递给内圈的，依据圣维南定理，外载荷在内圈与轴配合面上的应力分布形式对

9、轴承内部接触问题的影响可以忽略。假定配合面上的应力分布是沿外载荷方向均匀分布的。