下载文档原格式
轴承接触应力测试1.引言1.1 概述概述轴承接触应力是指轴承在运转时所承受的力量。
轴承作为一种重要的机械零件，在各种工业设备和机械系统中发挥着关键作用，并且承受着巨大的载荷。
因此，了解和测试轴承接触应力对于保证设备的正常运行和延长轴承使用寿命至关重要。
在轴承运行过程中，接触应力是由于轴承与相对运动部件之间的接触而产生的。
这些接触力和应力分布的特性会直接影响轴承的性能和寿命。
高接触应力不仅会导致轴承过早失效，而且还可能引发其他故障，如疲劳、磨损和裂纹等。
因此，对轴承接触应力进行测试和评估是确保轴承性能和可靠性的重要一环。
通过精确测量和分析轴承接触应力的分布，我们可以了解其在不同工况下的变化规律，并提供有效的改进和优化方案。
本文将重点介绍轴承接触应力的测试方法及其在工程实践中的应用。
我们将讨论常用的实验手段和技术工具，如应变计、压力传感器和数值模拟等，以及测试过程中的注意事项和应注意的问题。
通过本文的阐述，读者将能够深入了解轴承接触应力测试的重要性和方法，为实际工程中的轴承设计和使用提供有力的支持。
1.2 文章结构本文主要介绍轴承接触应力测试的方法和意义。
首先，我们将在引言部分概述本文的主要内容和结构。
接着，正文部分将对轴承接触应力的定义和重要性进行详细阐述。
然后，我们将介绍轴承接触应力测试的不同方法和技术。
最后，在结论部分，将对实验结果进行分析，并总结实验的重要性和对轴承设计和性能评估的贡献。
通过本文的阅读，读者将能够了解轴承接触应力测试的基本原理和方法，并将其应用于轴承的设计和优化过程中。
1.3 目的本文旨在研究轴承接触应力测试方法，以评估轴承在实际工作条件下的性能表现。
轴承接触应力是指轴承内部的接触点所承受的力量，对于轴承的寿命和性能起着重要的影响。
通过测试不同条件下轴承的接触应力，我们可以了解轴承在不同工况下的承载能力、疲劳寿命和稳定性等指标，为轴承的设计和选型提供依据。
具体而言，本文的目的如下：1. 探究轴承接触应力的定义和重要性。
第34卷第2期机电产品开发与创新Vol.34,No.2 2021年3月Development&Innovation of M achinery&E lectrical P roducts Mar.,2021文章编号：1002-6673(2021)02-020-04新型圆柱滚子轴承偏载接触特性分析温福林！，袁秋炜！，杨文"(1.湖南工业大学机械工程学院，湖南株洲412007；2湖南铁道职业技术学院制造学院，湖南株洲412001)摘要：考虑轴承在工作中复杂的受载情况，为了解弹性复合圆柱滚子轴承在偏载工况下的接触特性％基于有限元分析，在均载和偏载两种工况下，对不同填充度的弹性复合圆柱滚子轴承的等效应力、接触应力及剪切应力进行分析和对比％结果表明：在特定工况下，相较于均载工况，滚动体的应力分布不均更严重，应力最大值变大，应力集中严重，应力分布情况与滚动体填充度关系密切#针对具体荷载工况，对滚动体的结构参数和內部构造进行优化，可改善其受力情况％研究可为弹性复合圆柱滚子轴承的工程应用提供参考％关键词：弹性复合圆柱滚子轴承#偏载#接触特性#填充度中图分类号：TH113.1；TH133.33文献标识码：A doi:10.3969/j.isso.1002-6673.2021.02.006Analysis on Contact Characteristics of New Cylindrical Roller Bearing under Unbalanced LoadWENFu-Lin1,YUANQiu-Wei1,YANG Wen2(l.School of Mechanical Engineering,Hunan University of Technology,Zhuzhou Hunan412007,China；2.1nstitute of Manufacturing,Hunan Railway Professional Technology College,Zhuzhou Hunan412001, China)Abstract:In order to understand the contact characteristics of elastic composite cylindrical roller bearing under eccentric load,the complex load condition of bearing is considered.Based on the finite element analysis,the equivalent stress,contact stress and shear stress of elastic composite cylindrical roller bearing with different filling degrees are analyzed and compared under the conditions of uniform load and partial load.The results show that:compared with the uniform load condition,the uneven stress distribution of the rolling element is more serious,the maximum stress is larger,and the stress concentration is serious.The stress distribution is closely related to the filling degree of the rolling element.According to the specific load condition,the structural parameters and internal structure of the rolling element can be optimized to improve its stress condition.The research can provide reference for the engineering application of elastic composite cylindrical roller bearing.Keywords:Elastic composite cylindrical roller bearing；Eccentric load；Contact characteristics；Filling degree0引言圆柱滚子轴承通过滚动体与内外圈之间的滚动线接触，实现力和运动的传递，在机械传动中起着重要的作用，广泛应用于旋转机械的支承及其转子系统’深入研究圆柱滚子轴承的力学特性，是更好地安装和维护、延长轴承寿命的基础叫圆柱滚子轴承的滚子与滚道之间为线接触，相较于同尺寸的球轴承轴承，具有更高的承载能力、较大的承载刚度等特点，同时也存在高速和重载工况下易损坏等问题叫而空心圆柱滚子轴承相较于实心圆柱滚子轴承，因修稿日期：2020-#2-16项目来源：国家自然科学基金（51175168）；湖南省教育厅科学研究项目（19C0577）作者简介：温福林（1997-）,男，江西赣州人，硕士研究生％主要研究方向为滚动轴承服役性能与安全。
钢丝滚道球轴承的接触应力分析研究张广萍;张建斌;李红伟;孙先涛【摘要】以某型三轴稳定平台中的钢丝滚道球轴承为例,运用赫兹理论进行接触应力求解,并利用对称性在Ansys环境下建立接触模型仿真分析,将结果对比研究,得出接触体发生塑性变形时,利用Ansys求解相对Hertz理论结果更加准确.有限元分析结果显示接触体的最大接触应力发生于钢丝滚道的表面,有力地阐明了实际工程中轴承在钢丝滚道表面易形成点蚀破坏的机理,为进一步开展钢丝滚道的点蚀及磨损的实验研究提供了理论依据.%A wire race ball bearing used in a certain three-axis stabilized platform was presented. The contact stress was obtained using the Hertz theory,and then a finite element model was established in Ansys to be simulated and analyzed by utilizing symmetry,which result shows after comparing and studying that when plastic deformation occurred between two contact bodies ,the Ansys can get a more accurate result than Hertz.Ire addition, the ansys result shows that the maximum contact stress exists at the surface of the wire race, which effectively illustrates the reality that corrosive pitting always form at the wire race easily,which provides a theoretical bash for further experimental research about wire raceway pitting and attrition.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2012(000)001【总页数】3页(P91-93)【关键词】钢丝滚道球轴承;接触应力;赫兹理论;有限元法【作者】张广萍;张建斌;李红伟;孙先涛【作者单位】北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京100191;北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京100191;北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京100191;北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京100191【正文语种】中文【中图分类】TH133.331 引言钢丝滚道球轴承作为一种新型非标准轴承，具有重量轻、回转精度高、既可以承载轴向力，又可以承载径向力的能力，已经较为广泛的应用于大载荷，低惯量，大口径轴承的支撑中[1]。
滚动轴承论文接触应力论文：NU210E圆柱滚子轴承极限偏斜角与载荷的关系研究滚动轴承论文接触应力论文：NU210E圆柱滚子轴承极限偏斜角与载荷的关系研究摘要：滚动轴承的偏斜角是导致轴承过早损坏的一个主要原因，因此对于一定载荷下最大许用偏斜角的求解在实际生产中是很重要的。
本文以圆柱滚子轴承在额定动载荷作用下、偏斜角为2′时求得的接触应力和接触变形量为已知条件，求出在不同载荷条件下所允许使用的最大偏斜角。
关键词：滚动轴承，接触应力，偏斜角引言在实际生产中，轴承安装使用以后，由于外部载荷及安装误差等原因，导致轴承内、外圈轴线相互倾斜，倾斜后内、外圈轴线所夹的角称为偏斜角。
这种偏斜是影响轴承内部负荷分布不均的主要因素，也是影响轴承使用可靠性和使用寿命的主要因素之一，在重载场合下甚至会导致轴承的内圈和轴胶合在一起，使得轴和轴承共同报废，造成了严重的经济损失。
因此，轴承极限偏斜角也就成为轴承使用的一个重要参数。
若能比较准确的确定轴承的许用偏斜角，就可以很好地改善轴承偏载现象，就能提高轴承的使用寿命，取得较好的经济效益。
在轴承的设计中，单列圆柱滚子轴承已经给出参考值，它的极限偏斜角为2′，但是该值是在额定载荷下的极限偏斜角。
事实上，实际生产中轴承很少在额定载荷下进行工作，因此找出在不同载荷下轴承的极限偏斜角就具有重要的意义。
1、圆柱滚子轴承表面接触应力及接触变形量计算方法从轴承的损坏情况可以看出，对圆柱滚子轴承来说，偏斜主要发生在内圈，因此主要考虑滚子与轴承内圈之间的表面接触应力及接触变形量。
表面接触应力可以使用hertz公式进行求解，由于变形量相对于圆柱滚子以及内圈滚道的宽度是非常小的，可以采用hertz公式中两轴线平行的圆柱体接触问题的公式进行求解。
平面接触问题的弹性趋近量没有准确解，只能采用经验公式计算。
在多种近似公式中，滚动轴承常用的是帕姆格林(palmgren)公式。
作以下的假设条件进行计算：1.不考虑轴承游隙和轴向力的影响；2.轴承套圈整体为刚体，允许滚道局部变形；3.理想润滑状态。
圆锥滚子凸度有限元接触应力仿真分析对数曲线被认为是一类理想的滚子母线形状，借助Ansys有限元分析软件和Hertz理论，探究双列圆锥滚子轴承内外圈滚道与滚子的接触区域应力的分布规律，判断设计凸度的合理性，为圆锥滚子轴承的设计和实际生产提供参考。
标签：圆锥滚子轴承；接触应力；凸度1 概述圆锥滚子轴承因承载能力大，能承受轴向和径向载荷，刚性好，安装简单的特点广泛应用在航空航天、矿山机械、冶金、汽车和铁路交通领域。
圆锥滚子与滚道接触对轴承的承载寿命有影响，研究表明轴承的使用寿命与所受到的应力的七次方成反比，通过合理的凸度设计可改善滚子表面接触应力分布，从而更有效地的提高轴承的使用寿命和可靠性。
承载能力需对滚子进行凸度设计，包括凸型设计和凸度量的设计，其中大量实例表明对数凸型的受载更为合理。
凸度量设计遵循凸度设计原则[1]。
由于轴承滚子和滚道接触属于非Hertz接触，本文采用有限元方法可以很好的模拟滚子接触应力，评估接触应力分布曲线，从而指导设计。
2 理论简化计算铁路轴箱双列圆锥滚子轴承某型号结构包括双列外圈，内圈，圆锥滚子，保持架。
其主要参数如表1。
在工作过程中主要承受径向载荷和轴向载荷。
工作载荷由轴传递给内圈，内圈带动滚子与保持加旋转，最终传递至外圈。
轴承主要参数见表1。
理论计算常用外圈接触角作为轴承接触角。
因轴向载荷Fa与径向载荷Fr不同使部分或全部滚动体受载，分析最底部滚子和内圈受力，作用力简化过程如图1（a）。
图1（a）中外圈所受最大滚动体载荷Qemax与部分内圈外力平衡，在后面进行有限元分析将最大滚动体载荷作为外载施加在内径面。
式中Lwe为圆锥滚子有效长度。
静态接触分析属于非线性计算，关注的重点在于滚道与滚子接触的部分应力分布，滚子的接触应力对轴承寿命有重要影响，模型Hertz理论目前广泛使用的描述彈性固体接触理论，根据Hertz理论建立接触力与接触变形的关系方程，联立变形协调条件可以推导出最大滚动体负荷。
滚动轴承接触问题的有限元分析马士垚张进国（哈尔滨工业大学（威海）机械工程系，威海264209）Contact analysis on rolling bearing by finite element methodMA Shi-yao ，ZHANG Jin-guo（Department of Mechanical Engineering ，Harbin Institute of Technology ，Weihai 264209，China ）文章编号：1001-3997（2010）09-0008-02【摘要】基于ANSYS 有限元分析软件，建立了滚动轴承接触分析的三维有限元模型，分析得到了轴承滚动体的径向位移、滚动体与内外圈的接触应力云图，并将接触应力结果与Hertz 理论计算的结果对比，计算两者的接近度，进而说明该法分析的可行性，也为轴承的进一步研究提供了理论基础。
关键词：ANSYS ；滚动轴承；有限元；接触分析【Abstract 】A three-dimensional model is first established for rolling bearing based on an FEA soft －ware as ANSYS .The bearing ’s radial displacement 、the contact stress between rolling elements and inner and outer ring is pared the contact stress results of ANSYS with the Hertz results ，see the difference between each other ，so that the feasibility of this method is proved ，also provides theoretical principle for further research.Key words ：ANSYS ；Rolling bearing ；Finite element ；Contact analysis中图分类号：TH133.33文献标识码：A＊来稿日期：2009-11-131前言轴承是机械传动部分中的重要组成部分，在对轴承的设计与分析中，经常要计算轴承的承载能力、寿命、变形等问题，由于传统的赫兹接触理论在实际应用中存在局限性，只能得到轴承接触应力的近似解，而且求解方法繁琐，利用有限元分析软件ANSYS 对轴承进行接触问题的分析，可以解决所有的赫兹接触问题，方法简洁，易于程式化，结果可视性强，对轴承的分析有一定的指导作用。
滚针凸度修型及偏载对滚动轴承接触应力影响
程林;张信群;疏剑
【期刊名称】《机械设计与制造》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】针对滚针凸度修型及偏载对滚动轴承接触应力的影响,以KIRD234021-YA型滚动轴承为研究对象。
首先,建立了完整的四种有限元模型,分别为无偏载滚子带凸度、无偏载滚子不带凸度、偏载滚子带凸度和偏载滚子不带凸度。
其次,运用Nastran软件对四种模型分别进行力学性能分析,获得滚子、内圈应力云图。
研究结果表明:轴承在无偏载工况下,滚子带凸度与不带凸度应力分布规律一致,且滚子最大应力值相差无几;轴承在偏载工况下,两种滚子的应力分布规律云泥之别,带凸度修型滚针的应力沿轴向分布更为均匀,且轴承最大应力值也相对较小,较无凸度修型的轴承滚针最大应力值下降45%,且与轴承内圈应力分布规律相吻合。
最终,利用疲劳寿命试验机对四种轴承分别进行疲劳试验,发现轴承滚针磨损的状况与仿真结果相似。
验证了对滚针进行凸度修型,能够有效提高应力分布的均匀性,缓解应力集中现象,减少轴承的磨损,尤其对偏载情况下的轴承更是如此。
【总页数】4页(P125-128)
【作者】程林;张信群;疏剑
【作者单位】滁州职业技术学院机械与汽车工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH16
【相关文献】
1.偏载滚子轴承的接触应力分布计算及其滚子凸度设计
2.KIRD234021-YA型滚子修型不同凸度值对滚动轴承接触应力的影响
3.滚子修型及不同凸度值对滚动轴承接触应力的影响
4.滚针凸度修型对滚动轴承应力分析的影响
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
歪斜状况下滚子轴承的接触应力求解与分析李伟伟;陈晓阳;沈雪瑾;张小玲【摘要】A contact model between roller and race under skewing condition was established based on elastic contact theory,and the contact problem was calculated by making computer program.The precision of program results was proved by Hertz results and FEA results.It concludes via analyzing contact pressure distributions of different skewing angles,loads and race radii that skewing phenomenon will come out,i.e.contact pressure increases in the middle part,but decreases at the end when roller contacts with the inner race.However,contact pressure decreases in the middle part,but increases at the end when roller contacts with out race.The skewing phenomenon gradually augments with skewing angel increasing,load decreasing and race radius decreasing.%根据弹性接触理论,建立了滚子与滚道在歪斜工况下的接触模型,并结合影响系数法,编程求解了歪斜工况下滚子与滚道的接触问题。
考虑安装误差的圆柱摩擦轮接触分析周磊;陆天炜;李永健;邬霞【摘要】在圆柱摩擦轮传动中,安装误差会对摩擦轮接触产生不良影响.对圆柱摩擦轮传动中正确安装和存在安装误差时摩擦轮的接触情况进行了深入研究.利用有限元仿真对圆柱摩擦轮进行了接触分析,得到了在正确安装和存在安装误差时摩擦轮的接触应力,并分析了各类安装误差对摩擦轮接触应力的影响程度.研究结果表明:安装偏心对摩擦轮的接触应力的影响与弹簧刚度有关;与扭转角相比,偏转角对摩擦轮的接触应力影响更大.【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2018(047)005【总页数】4页(P45-48)【关键词】圆柱摩擦轮;安装误差;接触分析;ANSYSWorkbench【作者】周磊;陆天炜;李永健;邬霞【作者单位】西南交通大学机械工程学院,四川成都 610031;西南交通大学机械工程学院,四川成都 610031;西南交通大学牵引动力国家重点实验室,四川成都610031;西南交通大学机械工程学院,四川成都 610031【正文语种】中文【中图分类】TH132+.10 引言圆柱摩擦轮传动是利用两个相互压紧的摩擦轮之间的摩擦力传递动力。
圆柱摩擦轮传动因具有结构简单、制造方便、传动精度高、使用维修方便等优点而广泛运用于矿山机械、精密测量仪器等领域中，如水泥回转窑、三坐标划线机、大型天文望远镜等。
在圆柱摩擦轮传动的实际安装中，不可避免地存在安装误差，这些安装误差对圆柱摩擦轮的接触受力产生了影响。
刘波等[1]考虑了安装偏心对摩擦轮传动精度的影响进行了分析。
肖友刚等[2]对回转窑托轮和滚圈在斜压接触的情况下进行了有限元分析。
李学军等[3]运用有限元方法对回转窑支承结构托轮平行与呈最大偏斜角时的接触问题进行了研究。
黄传清等[4] 27-29对轴线交叉时两圆柱体的接触问题进行了研究。
圆柱摩擦轮传动时，受较大的压紧力作用，在不考虑制造误差和轮轴的弹性变形时，由于安装误差的存在，导致摩擦轮的表面接触区受力情况的改变，可能会使摩擦轮表面因应力集中而产生接触疲劳破坏。
关节轴承接触应力及间隙的解析分析一、接触应力及压力的分析：赫兹公式条件：○1所有形变都发生在弹性阶段○2载荷与表面垂直，不考虑表面切向应力○3与受载物曲率半径相比，接触面积尺寸很小 假设赫兹公式成立，根据上述理论，关节轴承内外圈接触时，接触面为圆，半径为 131()pa k ρ=∑，其中1k 与弹性模量E ，泊松比μ及曲率差有关。
接触椭球方程为1222221=++ay x p p ，其中1p 为单位压力，0p 为最大单位压力，即H σ222011ay x p p +-=，总压力F d p ⎰=1p总，得H a p p σππ323ab 22==总对两球体内接触来讲，322388.0RpE H=σ（其中综合曲率半径21111R R R-=）对于关节轴承，21111R R R-==2112R R R R -=21R ζ（其中ζ为间隙）得:31221388.0R pE R Hζσ=, H p σπ3a 22=总存在问题：○1间隙较小，接触面积相对较大，是否超出赫兹公式范围 ○2无法验证公式的正确性，找到间隙建模方法或可证明 ○3关节轴承非完整球面接触，实际接触区比公式中要小初步验证：若取026.01=R m ，E=21110⨯ p=5.57810⨯N 查文献资料取m μζ20==2510-⨯m 则31221388.0R pE R Hζσ==14.9233122R pE ζ=14.923=⨯⨯710998.6 1.04910⨯P a由有限元分析软件得出的最大接触应力的大小为1.349910⨯a P ，其误差或许是间隙引起的。
或许通过有限元软件实现有间隙建模可减小其存在的误差。
二、间隙分析：○1残余游隙分析计算。
（运用统计学方法分析）ff f m R ∆∆∆+=σ3（为残余游隙标准差为残余游隙平均值，f f m ∆∆σ）原始游隙平均值为o ∆m ，首先讨论装配引起游隙的变化。
轴与内圈装配为过盈，引起内圈略有胀大，胀大率记为1λ，同时过盈量由于塑性变形会略有减小，减小率记为2λ，取21λλλ=，定义为由于过盈引起的内圈胀大参数，)(i s o f m m m m --=∆∆λ其中为内圈内径的平均值。
