[發明專利]基于載荷分布和疲勞壽命的空心圓柱滾子軸承參數優化方法有效
| 申請號： | 201710816000.2 | 申請日： | 2017-09-12 |
| 公開（公告）號： | CN107688716B | 公開（公告）日： | 2021-02-26 |
| 發明（設計）人： | 劉彥奎;關天民;張生芳;沙智華 | 申請（專利權）人： | 大連交通大學 |
| 主分類號： | G06F30/23 | 分類號： | G06F30/23;G06F30/17;G06F119/04 |
| 代理公司： | 大連至誠專利代理事務所(特殊普通合伙) 21242 | 代理人： | 楊威;涂文詩 |
| 地址： | 116000 遼寧*** | 國省代碼： | 遼寧;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 載荷 分布 疲勞 壽命 空心 圓柱 滾子 軸承 參數 優化 方法 | ||
本發明公開了一種基于載荷分布和疲勞壽命的空心圓柱滾子軸承參數優化方法，在本方法中在空心圓柱滾子的彈性趨近量計算公式基礎上，結合相關接觸變形理論，采用離散法求解了空心圓柱滾子軸承的載荷分布，并結合相關軸承疲勞壽命理論，建立了空心圓柱滾子軸承的疲勞壽命計算方法，為空心圓柱滾子軸承的應用與開發提供理論指導。根據計算出的載荷分布、疲勞壽命以及滾動體數目等參數信息與實際要求值進行對比，對不符合要求的參數進行進一步優化。
技術領域
本發明涉及疲勞壽命計算方法，尤其涉及空心圓柱滾子軸承的疲勞壽命計算方法。
背景技術
疲勞壽命是軸承最重要的性能，軸承的設計和應用都需要分析計算疲勞壽命。對于給定尺寸和負荷條件追求最長的疲勞壽命是一般軸承設計的目標。所以，計算軸承的疲勞壽命是軸承性能分析中不可或缺的內容。
空心圓柱滾子軸承作為一種新型軸承，由于其預負荷安裝工藝簡單，且可滿裝滾子和空心滾子始終受有預載荷，因而具有高回轉精度、高剛度、高極限轉速及高承載能力等優點，特別適合于高速重載場合。迄今為止，雖然國內外學者在空心圓柱滾子軸承的理論研究方面做了大量工作，并取得了許多有意義的成果。然而，也存在許多需要完善的地方。目前關于空心圓柱滾子軸承的疲勞壽命計算大都基于單個滾子進行，然后折算成整個軸承的疲勞壽命，而并沒有考慮空心圓柱滾子軸承的載荷分布對疲勞壽命的影響情況，因而采用現存方法計算空心圓柱滾子軸承的疲勞壽命誤差較大。
發明內容
根據現有技術存在的問題，本發明公開了基于載荷分布和疲勞壽命的空心圓柱滾子軸承參數優化方法，包括以下步驟：
S1：根據工況要求獲取軸承的工作載荷和預期疲勞壽命，進而初步確定空心圓柱滾子軸承的內外圈尺寸、滾動體數目、滾動體空心度及軸承徑向游隙的設計參數信息；
S2：計算空心圓柱滾子軸承的載荷分布：
S21：根據滾子的接觸變形理論提出空心度與空心圓柱滾子接觸變形量δc的關系；
S22：建立空心圓柱滾子接觸變形量的有限元模型，采用有限元分析軟件對空心圓柱滾子的接觸變形量進行物理仿真，驗證滾子的空心度hr與空心圓柱滾子的接觸變形量的關系；
S23：結合滾子的接觸變形理論，計算空心圓柱滾子接觸變形量δc；
S24：計算空心圓柱滾子的彎曲變形量δb，根據空心圓柱滾子的接觸變形量δc和空心圓柱滾子的彎曲變形量δb計算空心圓柱滾子的彈性趨近量δhr；
S25：建立套圈的載荷變形關系式和空心圓柱滾子與套圈接觸的載荷變形擬合公式；
S26：建立空心圓柱滾子軸承的徑向載荷平衡方程和載荷平衡方程，計算空心圓柱滾子軸承所承受的徑向載荷從而獲得空心圓柱滾子軸承的各位置角處滾動體與套圈的接觸載荷；
S27：計算套圈的額定滾動體載荷、套圈的當量滾動體載荷和軸承的疲勞壽命；
S3：將通過S1和S2計算出的空心圓柱滾子軸承的疲勞壽命與預期疲勞壽命進行對比分析，對疲勞壽命小于預期值的軸承進行參數優化。
所述空心度與空心圓柱滾子接觸變形量δc的關系為
δc＝f(λ,q,r,hr) (1)
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