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1、單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承主要由內(nèi)、外圈和滾動(dòng)體等組成,從結(jié)構(gòu)上看相對(duì)簡(jiǎn)單,但其實(shí)際工作狀態(tài)下的受力和運(yùn)動(dòng)情況極其復(fù)雜。因此研究回轉(zhuǎn)支承不能只考慮靜態(tài)載荷下的承載問題,還需要研究其實(shí)際工作狀態(tài)下的受力和運(yùn)動(dòng)情況。本文以QWA1312.45型單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承為研究對(duì)象,基于SolidWorks和ABAQUS軟件建立回轉(zhuǎn)支承有限元模型,并運(yùn)用ABAQUS/Explicit顯式動(dòng)力學(xué)分析模塊對(duì)其實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程進(jìn)行仿真與計(jì)算分析,研究了軸向
2、載荷、溫度和轉(zhuǎn)速共同作用下回轉(zhuǎn)支承轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中位移、速度、加速度的變化規(guī)律以及接觸應(yīng)力的分布與變化情況。主要研究?jī)?nèi)容有以下幾個(gè)方面:
1.介紹了回轉(zhuǎn)支承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及常見分類,并通過(guò)單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承為研究對(duì)象簡(jiǎn)單地分析其工作原理。同時(shí)根據(jù)赫茲接觸理論,推導(dǎo)出不同載荷作用下回轉(zhuǎn)支承的應(yīng)力及變形公式。最后根據(jù)以上推導(dǎo)出的公式,對(duì)本文研究對(duì)象QWA1312.45型四點(diǎn)接觸單排球式回轉(zhuǎn)支承進(jìn)行接觸應(yīng)力計(jì)算,為后續(xù)的有限元分析提供參
3、考。
2.用SolidWorks建立QWA1312.45型單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承1/84實(shí)體模型,通過(guò)在ABAQUS軟件中進(jìn)行相關(guān)前處理設(shè)置,分析計(jì)算了該回轉(zhuǎn)支承在常溫下的接觸應(yīng)力。同時(shí)又分別對(duì)該回轉(zhuǎn)支承在150℃、300℃環(huán)境下進(jìn)行有限元分析,結(jié)果表明隨著工作環(huán)境溫度的升高,回轉(zhuǎn)支承受到的接觸應(yīng)力大幅地增加,主要是溫度升高引起的熱應(yīng)力造成。最后綜合考慮了回轉(zhuǎn)支承接觸角α、滾道半徑R及滾球半徑r比值、滾球半徑r、淬硬層深度和
4、滾道硬度等因素的影響,利用正交試驗(yàn)分析得出其承載能力最優(yōu)的參數(shù)組合。
3.基于SolidWorks和ABAQUS軟件建立回轉(zhuǎn)支承有限元模型,并采用ABAQUS/Explicit顯式動(dòng)力學(xué)分析模塊對(duì)回轉(zhuǎn)支承的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程進(jìn)行仿真與計(jì)算分析,得出其轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中位移、速度、加速度的變化規(guī)律以及接觸應(yīng)力的分布與變化情況。由分析結(jié)果可以看出每次轉(zhuǎn)動(dòng)最大接觸應(yīng)力都出現(xiàn)在內(nèi)、外滾圈與滾動(dòng)體的接觸區(qū)域,且接觸的位置呈橢圓形狀。由于回轉(zhuǎn)支承動(dòng)態(tài)仿
5、真的模型沒有考慮實(shí)際中的潤(rùn)滑作用,加上仿真分析時(shí)間較短,在初始速度和載荷沖擊下還沒有達(dá)到完全穩(wěn)定狀態(tài),使得仿真分析中動(dòng)態(tài)響應(yīng)的幅值波動(dòng)較大。同時(shí)滾動(dòng)體隨著回轉(zhuǎn)支承外圈運(yùn)轉(zhuǎn)同時(shí)作公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),交替地與內(nèi)、外滾圈接觸,且接觸的頻率與外圈轉(zhuǎn)動(dòng)的速度大小呈正相關(guān)關(guān)系。這些結(jié)果比較符合回轉(zhuǎn)支承的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況,可以為回轉(zhuǎn)支承的進(jìn)一步研究提供理論依據(jù)。
4.通過(guò)對(duì)本文第三章優(yōu)化后的回轉(zhuǎn)支承進(jìn)行了驗(yàn)證分析,發(fā)現(xiàn)回轉(zhuǎn)支承滾道的接觸應(yīng)力有明顯下
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