基于牛顿-拉普森及Hertz理论的轴承性能分析.pdfVIP

设计与研究DesignandRese口ch『 基于牛顿一拉普森及 Hertz理论的轴承性能分析 康文龙 李琳琳 (辽宁工程技术大学机械工程学院，辽宁阜新 123000) 摘 要：根据深沟球轴承的工作特点和负载条件 ，建立简化力学模型并定义载荷条件和边界条件 。通过对模 型的计算分析，找出深沟球轴承的最大应力位置和应力分布规律图。然后在 由ANSYS转化成节点 及元素组成的有限元模型中，运用完全牛顿一拉普森方法进行接触应力的静力学求解 ，最后根据 Hertz椭圆形点接触理论，用微积分的方法求出轴承的刚度变形和应力与位移的关系。这种利用有 限元分析软件与基础理论联合求解刚度的方法更精确、更有效、更实用可靠，为滚动轴承的选择和维 护使用提供了更多依据，计算方法也便于工程应用。 关键词：深沟球轴承 有限元 接触理论 刚度 中图分类号 ：TH133．33 文献标识码：A AnalysisofbearingperformancebasedontheNewton--RapsonandHertztheory KANGWenlong，LILinlin (SchoolofMechanicalEngineering，LiaoningTechnologyUniversity，Fuxin123000，CHN) Abstract：Accordingtotheworkofdeepgrooveballbearingscharacteristicsandloadconditions，itestablishesthe simplifiedmechanicalmodelanddefinestheloadsandboundary，andfindsoutthelocationofthemaxi· mum stressandstressdistributionoffigureinthedeepgrooveballbearingsbycalculatingandanalyzing themode1．InthefiniteelementmodelmadeofnodesandelementsconversedbyANSYS，itusesthefull Newton—Rapsonmethodforsolvingthestaticcontactstress．Atlast，itobtainsthedeformationandstiff- nessofthebearingrelationshipbetweenthestressanddisplacementbythemethodsofcalculusaccording totheellipticalpointcontacttheory ofHertz．Themethodofcombiningfiniteelementanalysissoftware withthebasictheoryforsolvingstiffnessofbearingsismoreaccurate，moreeffective，morepracticaland reliable．Thedatahaveprovidedmoreguideofrtheselectandpreserveofrollingbearing．Atthesame time，themethodisavailablefortheengineeringapplication． Keywords：DeepGrooveBallBearing；FiniteElement；ContactTheory；Stiffness 深沟球轴承摩擦系数小并且极限转速高，尺寸和 也可承受一定的轴 向载荷。当深沟球轴承受到一定的 形式变化多样 ，坚实耐用，通用性强，运行时噪声较低 ， 径 向载荷时，滚动体由于刚性原因会发生变形，从而引 常用于煤矿机械、各种机床、汽车、摩托车、精密仪表、 起转轴与轴承座即壳体产生相对位移，轻则影响传