本文選題：混合陶瓷軸承 + 赫茲理論��； 參考：《山東大學(xué)》2011年碩士論文

【摘要】：混合陶瓷軸承是一種由傳統(tǒng)金屬鋼制軸承發(fā)展而來的新型軸承,適用于高速輕載以及超高速輕載工況下,具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的經(jīng)濟(jì)效益。 傳統(tǒng)的軸承設(shè)計方法主要針對低速工況下的鋼軸承,而高速混合陶瓷球軸承的設(shè)計研究又需要進(jìn)行大量的理論分析和試驗工作,所以探索一種有效的分析方法就顯得尤其重要,這對于完善混合陶瓷球軸承的設(shè)計理論和充分發(fā)揮混合陶瓷球軸承的性能優(yōu)勢具有重大意義。本文以軸承靜力學(xué)分析為理論基礎(chǔ),以高速輕載工況下深溝混合陶瓷球軸承為對象進(jìn)行了相關(guān)研究,主要內(nèi)容如下： 考慮高速離心力的影響,建立了高速主軸與深溝混合陶瓷球軸承內(nèi)圈配合過盈量的計算公式；基于ANSYS有限元軟件模擬計算主軸與軸承內(nèi)環(huán)在高速工況下的過盈配合特性。 高速混合陶瓷軸承的滾動體在高速工況下產(chǎn)生較大的離心力,受離心力的影響,陶瓷球與外圈接觸區(qū)域會發(fā)生較大變形,從而影響接觸負(fù)荷的分布。本文基于傳統(tǒng)赫茲接觸理論對深溝混合陶瓷球軸承在高速超高速條件下的接觸負(fù)荷分布進(jìn)行了分析。 基于ANSYS有限元軟件分析計算深溝混合陶瓷軸承的接觸問題。首先,對零轉(zhuǎn)速工況下深溝混合陶瓷球軸承進(jìn)行有限元模型的建立、接觸對的建立、載荷以及邊界條件的施加和計算結(jié)果的分析,并與傳統(tǒng)赫茲理論解相比較,驗證了有限元模型的準(zhǔn)確性。進(jìn)而對高速超高速工況下的深溝混合陶瓷球軸承進(jìn)行分析仿真,模擬高速離心力作用下軸承內(nèi)部載荷分布的變化情況,對提高深溝混合陶瓷軸承的可靠性及使用壽命具有較大的實際意義。 本文最后利用ANSYS有限元軟件中的優(yōu)化模塊,基于接觸疲勞壽命對20000r/min工況下的深溝混合陶瓷球軸承進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計,求得此工況下最佳球徑及最佳球數(shù),為深溝混合陶瓷球軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計提供了一種新的方法。
[Abstract]:Hybrid ceramic bearing is a new type of bearing developed from traditional metal steel bearing. It is suitable for high speed light load and super high speed light load working conditions. It has broad application prospect and great economic benefit.The traditional bearing design method is mainly aimed at the steel bearing under the low speed working condition, but the design research of the high-speed hybrid ceramic ball bearing needs a lot of theoretical analysis and test work, so it is particularly important to explore an effective analysis method.It is of great significance to improve the design theory of hybrid ceramic ball bearings and give full play to the performance advantages of hybrid ceramic ball bearings.Based on the static analysis of bearings, this paper studies the deep groove hybrid ceramic ball bearings under high speed and light load. The main contents are as follows:Considering the influence of high speed centrifugal force, a formula for calculating interference of the inner ring of high speed spindle and deep groove hybrid ceramic ball bearing is established, and the interference fit characteristic of spindle and bearing inner ring under high speed condition is simulated based on ANSYS software.The rolling body of high speed hybrid ceramic bearing produces a large centrifugal force under high speed working conditions. Due to the influence of centrifugal force the contact area between ceramic ball and outer ring will be deformed and the distribution of contact load will be affected.Based on the traditional Hertz contact theory, the contact load distribution of deep groove hybrid ceramic ball bearings at high speed and high speed is analyzed.The contact problem of deep groove hybrid ceramic bearing is analyzed and calculated based on ANSYS finite element software.Firstly, the finite element model of deep groove hybrid ceramic ball bearing under zero rotating speed, the establishment of contact pair, the application of load and boundary conditions, and the calculation results are analyzed, and the results are compared with the traditional Hertz theory.The accuracy of the finite element model is verified.Then the deep groove hybrid ceramic ball bearing under high speed and super high speed working condition is analyzed and simulated to simulate the change of bearing internal load distribution under the action of high speed centrifugal force.It is of great practical significance to improve the reliability and service life of deep groove hybrid ceramic bearings.Finally, using the optimization module of ANSYS finite element software, based on contact fatigue life, the optimum design of deep groove hybrid ceramic ball bearing under 20000r/min condition is carried out, and the optimum ball diameter and ball number under this condition are obtained.A new method for structural parameter design of deep groove hybrid ceramic ball bearing is provided.
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TH133.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1770231