重型卡車輪轂軸承中滾子的對數(shù)曲線凸度優(yōu)化設計.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，軸承被運用到各類機械設備中，它的使用壽命對機械設備正常工作起著至關重要的作用。當滾子與滾道接觸時，滾動體兩端不可避免的存在邊界應力集中現(xiàn)象，即所謂的“邊緣效應”，所以需要引入凸度設計來克服“邊緣效應”。圓錐滾子軸承33022是常用的重卡軸承，由于其所受載荷較大，工況條件較差，軸承工作表面的邊緣應力集中更明顯，本文通過優(yōu)化滾子凸度，以達到減小應力集中現(xiàn)象，從而提高該軸承使用壽命。
　　(1)研究了額定載荷時對

2、稱凸型的最優(yōu)凸度。軸承凸度設計工作包括凸型的選擇和凸度量的設計兩個方面。本文采用了Hiroki Fujiwara、Tatsuo Kawase提出的對數(shù)曲線凸型設計方法進行研究，根據(jù)軸承33022具體尺寸，利用有限元建立了內(nèi)、外滾道為直線，滾子為對數(shù)曲線二維接觸力學模型，計算了不同凸度量下圓錐滾子軸承內(nèi)滾道所受的接觸應力。在額定動載荷300KN下，通過優(yōu)化參數(shù)，得到k1=1.2、k2=0.5、Zm=0.007mm時，內(nèi)滾道受到的最大接觸應

3、力最小，所對應的凸度為最優(yōu)凸度。
　　(2)研究了額定載荷時不對稱凸型的最優(yōu)凸度。由于軸承安裝角及滾子帶有錐度會使該軸承受到“偏載效應”。本文提出了滾子凸度量不對稱設計方案，對滾子重載端設計凸度量較大，對滾子輕載端設計凸度量較小，利用有限元計算得到不同凸度量差值下的接觸應力分布，得到k1=1.2、k2=0.5、Zm=0.009-0.006mm時，最大接觸應力和接觸應力差值P較小，在減小“偏載效應”方面有顯著效果，所對應的凸度為最優(yōu)