單排四點接觸球式回轉(zhuǎn)支承承載能力分析.pdf

1、單排四點接觸球式回轉(zhuǎn)支承是一種可同時承受軸向載荷、徑向載荷和傾覆力矩的大型軸承,具有結(jié)構(gòu)緊湊、運動平穩(wěn)、精度高和承載能力強等特點,廣泛應用于工程機械、軍事裝備、娛樂設(shè)施等各種領(lǐng)域,其主要通過內(nèi)外圈與滾動體之間的點接觸來傳遞載荷和運動,因傳遞載荷大而接觸面積小,使得接觸區(qū)域的應力集中非常明顯。接觸問題是研究回轉(zhuǎn)支承的基礎(chǔ),直接影響著回轉(zhuǎn)支承的承載能力和使用壽命。本文從回轉(zhuǎn)支承的接觸來分析其承載能力,主要工作如下:
　　根據(jù)赫茲接觸理

2、論,詳細計算了內(nèi)外圈與滾動體之間的接觸橢圓長短半軸、接觸面積和最大接觸應力。同時,建立和求解了回轉(zhuǎn)支承的彈性有限元接觸模型和彈塑性有限元接觸模型,得到了各個零件的應力應變云圖。結(jié)合實際工況,分析了滾道失效的原因。通過分析三種接觸分析方法所得到的結(jié)果,發(fā)現(xiàn)回轉(zhuǎn)支承的接觸分析并不滿足赫茲理論的基本假設(shè),使用赫茲理論分析有較大的誤差。在彈塑性有限元接觸模型中,考慮了滾道材料性能分層和塑性變形的情況,比傳統(tǒng)有限元模型只把滾圈當成一個彈性整體來分

3、析更接近實際。因而,回轉(zhuǎn)支承的接觸分析應該使用彈塑性有限元接觸模型。
　　考慮到不同分析方法得到的計算結(jié)果不同,基于赫茲理論計算得到的許用接觸應力并不適合評價有限元計算結(jié)果。通過滾球壓平板的實驗得到了分別適用于評價赫茲理論、彈性有限元模型和彈塑性有限元模型計算結(jié)果的許用接觸應力。
　　此外,為提高三維建模的效率和準確性,利用Visual Basic6.0對CATIA開發(fā)了單排四點接觸球式回轉(zhuǎn)支承快速三維建模軟件。同時,為了有