向心关节轴承承载能力分析.pdf

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1、试验研究现代制造工程(ModemManufacturingEngineering)2014年第3期向心关节轴承承载能力分析牛劲草，牛荣军，邓四二(河南科技大学机电工程学院，洛阳471003)摘要：利用ANSYS软件APDL编写了某型号向心关节轴承静载荷下的应力场分析程序，在有限元模型中用刚性面来替代芯轴和轴承座。通过分析、对比关节轴承在不同载荷下轴承内、外圈的应力场分布，得到了关节轴承能承受的极限静载荷；在进一步的分析中，通过采用线性最小二乘法，得到了向心关节轴承径向载荷与轴承内、外圈最大接触应力间的关系公式，为关节轴承的结构强度设计提供了理论依据与参

2、考。关键词：关节轴承；有限元法；接触应力；最小二乘法中图分类号：V229+．2；TH133．37文献标志码：A文章编号：1671—3133(2014)03—0023__05CarryingcapacityanalysisofthesphericalplainbearingNiuJingcao，NiuRongjun，DengSier(MechanicalandElectricalEngineeringInstitute，HenanUniversityofScienceandTechnology，Luoyang471003，Henan，China)Abst

3、ract：AmodelofthesphericalplainbearingsunderstaticloadstressfieldisdeveloperbasedonAPDLofANSYSsoftware．Inthefiniteelementmodel，thespindleandhousecomponentsofthebearingareinsteadofarigidsurface．Thestressdistributionsofbearingunderdifferentloadarecarriedout，thentheultimateloadingca

4、pacityofthebearingisdetermined．Finally，therela-tionshipsofthemaximumcontactpressurewiththebearingloadareobtainedusingthelinearleastsquaresmethod．Theseformu—lasprovideatheoreticalreferenceforthestructuralstrengthselectionofthesphericalplainbearing．Keywords：sphericalplainbearing；f

5、initeelementmethod；contactpressure；leastsquaresmethodABAQUS软件计算了关节轴承在额定静载荷下的等0引言效应力、位移分布以及最大接触应力随载荷的变化曲向心关节轴承是一种球面滑动轴承，主要是由一线；文献[2]采用ABAQUS软件对自润滑向心关节轴个外球面内圈和一个内球面的外圈组成。它被广泛承与芯轴、轴承座间配合关系进行了分析，得到了不应用于工程机械、载重汽车、水利设施、军工机械及飞同配合关系下内、外圈变形曲线；文献[3]利用ANSYS机操纵系统等。对关节轴承进行承载性能分析，应首软件的优化模块对关节

6、轴承的球径尺寸，内、外圈宽先计算其内、外圈间的接触应力。但关节轴承的承载度等进行了结构优化设计，在保证轴承正常工作的不像传统的滚动轴承点接触或线接触，其属于球面接前提下，改善了轴承磨损性能、减小了轴承的体积；触。因此，不能采用传统的滚动轴承Hertz接触理论文献[4]利用ANSYS软件计算了关节轴承在额定静对关节轴承进行承载能力分析，必须采用新的分析方载荷下，内、外圈相对偏斜对应力场分布的关系曲法计算其接触应力。由于关节轴承内、外圈间为球面线，并确定了轴承出现峰值应力时的倾斜角；文献接触，目前还不能够采用某一种解析方法较精确地计[5]利用ANSYS软件

7、计算了大型推力关节轴承在承算出关节轴承的接触应力分布。一般计算中常采用受轴向、径向或联合载荷下的应力分布以及压力与平均应力方法近似计算，这与轴承实际接触应力分布变形的关系，基于分析结果为提高该类关节轴承的有较大误差。随着计算机技术和有限元法的发展，国可靠性与安全性提供了理论依据。内外逐步采用非线性有限元法开展对关节轴承的结ANSYS软件的参数化设计语言(ANSYSParamet—构、温度和摩擦方面的研究。文献[1]利用商用ricDesignLanguage，APDL)用建立智能分析的手段为+国家科技攻关项目(JP-l15-189)；河南科技大学校青年基

8、金项目(2010QN0043)23牛劲草，等：向心关节轴承承载能力分析2o14年第3期材料强度