固体润滑滚动轴承动态特性有限元分析.pdf

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1、第４０卷第３期湖南大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．４０，Ｎｏ．３２０１３年３月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ）Ｍａｒ．２０１３文章编号：１６７４－２９７４（２０１３）０３－００４６－０６＊固体润滑滚动轴承动态特性有限元分析王家序１，赵慧１，李金明２（１．重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆４０００４４；２．上海汽车集团股份有限公司技术中心，上海２０００４１）摘要：参照卫星驱动机构使用的Ｃ３６０１８固体润滑角接触球轴承，建立了三维模型，借助ＡＢＡＱＵＳ有限元软件，

2、对固体润滑滚动轴承进行显式动力学仿真分析，得到了不同转速和轴向力下轴承各部件的动态接触应力及滚珠和内圈的运动状态，并与无涂层润滑条件下的结果进行了对比分析．结果表明：轴向载荷增加，轴承各个部件的应力幅值都有所增大，滚珠和保持架开始转动所需的时间缩短；转速增加，接触区域应力峰值变化频率增大，但对应力幅值的影响很小；具有固体润滑涂层的滚道接触面，在与滚珠发生接触时，涂层发生弹性变形，接触面积增大，接触应力减小，可以有效地保护轴承．关键词：固体润滑；滚动轴承；动态接触；有限元分析中图分类号：ＴＨ１３３．３３文献标识码

3、：ＡＤｙｎａｍｉｃｓｏｆＳｏｌｉｄＬｕｂｒｉｃａｔｉｏｎＲｏｌｌｉｎｇＢｅａｒｉｎｇＢａｓｅｄｏｎＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔＭｅｔｈｏｄ１，ＺＨＡＯＨｕｉ１，ＬＩＪｉｎ－ｍｉｎｇ２ＷＡＮＧＪｉａ－ｘｕ（１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４４，Ｃｈｉｎａ；２．ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｅｎｔｅｒ，ＳｈａｎｇｈａｉＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＧｒｏｕｐＣｏ，ＬＴＤ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００４１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒ

4、ａｃｔ：Ａ３ＤｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅａｎｇｕｌａｒｃｏｎｔａｃｔｂａｌｌｂｅａｒｉｎｇＣ３６０１８ｆｏｒｓａｔｅｌｌｉｔｅｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｗｉｔｈＰｒｏ／Ｅ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｗｉｔｈｓｏｌｉｄｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎｃｏａｔｉｎｇｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｉｎｅｘｐｌｉｃｉｔｄｙｎａｍｉｃｓｍｅｔｈｏｄ．Ｄｙｎａｍｉｃｃｏｎｔａｃｔｓｔｒｅｓｓａｎｄｋｉｎｅｍａｔｉｃｓｔａｔｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｏｔａｔｉｎｇｓｐｅｅｄｓａｎｄａｘｉａｌｆｏｒｃｅｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅ

5、ｎ，ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｗａｓｍａｄｅｗｉｔｈａｂｅａｒｉｎｇｗｉｔｈｏｕｔｓｏｌｉｄｃｏａｔｅｄｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｔｒｅｓｓａｍｐｌｉｔｕｄｅｏｆｔｈｅｐａｒｔｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆａｘｉａｌｆｏｒｃｅａｎｄｔｈｅｔｉｍｅｆｏｒｔｈｅｂａｌｌａｎｄｒｅｔａｉｎｅｒｔｏｒｏ－ｔａｔｅｒｅｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｓｔｒｅｓｓｐｅａｋｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｌｓｏｉｎｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｒｏｔａｔｉｎｇｓｐｅｅｄ，

6、ｗｈｉｌｅｉｔｈａｄｎｏｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｍａｇｎｉｔｕｄｅ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｃｏｎｔａｃｔｆａｃｅｗｉｔｈｓｏｌｉｄｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎｃｏａｔｉｎｇｆｏｒｍｅｄｌｏｃａｌｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｔｏａｖｏｉｄｈａｒｄｃｏｎｔａｃｔｂｅｔｗｅｅｎｐａｒｔｓ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｃｏｕｌｄｂｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｐｒｏｔｅｃｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｌｉｄｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ；ｂａｌｌｂｅａｒｉｎｇｓ；ｄｙｎａｍｉｃｃｏｎｔａｃｔ；ＦＥＡ固体润滑滚动轴承除具有机械强度高

7、和导热性高，不允许存在油蒸汽污染，因而需要在这些机构中［３］好等金属轴承的特点外，还具有自润滑性能，且结构采用固体润滑轴承．［１－２］简单，使用方便．由于卫星对机构部件的要求很在精密传动系统中，实现精密化的关键是轴承，＊收稿日期：２０１２－０６－２１基金项目：重庆市“两江学者”计划专项经费资助项目；重庆市科技攻关计划项目（ＣＳＴＣ２０１１ＡＢ３００５）；中央高校基本科研业务费资助项目（ＣＤＪＸＳ１１１１１１３７）作者简介：王家序（１９５４－），男，重庆万州人，重庆大学教授，博士生导师通讯联系人，Ｅ－ｍａｉｌ：

8、ｊｘｗａｎｇ＠ｃｑｕ．ｅｄｕ．ｃｎ第３期王家序等：固体润滑滚动轴承动态特性有限元分析４７因此对其动力学特性的研究就尤为重要．Ｃ．Ｔ．１．３材料模型的确定［４］Ｗａｌｔｅｒｓ首次提出了动力学分析方法，对球轴承轴承内外圈、滚动体和保持架均设为线弹性材进行拟动力学分析．在此基础上国外先后发展了料：轴承内外圈及滚动体材料为９Ｃｒ１８，涂层材料为［５］［６］ＣＹＢＥＡＮ，ＡＤＯＲＥ与ＢＥＡＳＴ等