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1、ISSN1000-3762軸承2008年3期1-4CN41-1148/THBearing2008,No.3!產(chǎn)品設(shè)計(jì)與應(yīng)用#汽車驅(qū)動(dòng)橋主減速器圓錐滾子軸承滾子接觸應(yīng)力分析張永奇,譚慶昌,張清(吉林大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院,長(zhǎng)春130025)摘要:對(duì)汽車驅(qū)動(dòng)橋主減速器圓錐滾子軸承進(jìn)行彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑分析,根據(jù)潤(rùn)滑油的物理參數(shù)和滾子承受的載荷,求出了油膜壓力和摩擦因數(shù)。然后利用有限元軟件對(duì)受載荷最大的滾子進(jìn)行了有限元分析,得出了滾子在外部載荷和慣性力作用下的接觸應(yīng)力分布,得出驅(qū)動(dòng)橋主減速器工作時(shí)的慣性力對(duì)圓錐滾子軸承的影響是必須考慮的因素
2、。關(guān)鍵詞:圓錐滾子軸承;滾子;油膜壓力;摩擦因數(shù);有限元分析+中圖分類號(hào):TH133.332;O241.82文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B文章編號(hào):1000-3762(2008)03-0001-04AnalysisonRollingContactStressinTaperedRollerBearingsofDriveRearAxleMainSpeedReducerZHANGYong-qi,TANQing-chang,ZHANGQing(CollegeofMechanicalScienceandEngineering,JilinUniversity,
3、Changchun130025,China)Abstract:Theelastichydrodynamiclubricationisanalyzedfortaperedrollerbearingofautomobilerearaxleunderhigh-speedheavyloadstate.Accordingtotheparametersoflubricantandtheloadonrollers,theoilfilmpressureandfricationfactoraresolved.Then,theelementanalys
4、isisdoneonrollerbearingheaviestload,andthecontactstressdistributiononrollersisobtainedunderappliedloadandinertiaforcethatmustbetakenintoconsideration.Keywords:taperedrollerbearing;roller;oilfilmpressure;frictionfactor;FEA圓錐滾子軸承是汽車驅(qū)動(dòng)橋主減速器的關(guān)鍵析。首先根據(jù)潤(rùn)滑油的物理參數(shù)和滾子承受的載零件,其精度、振
5、動(dòng)和可靠性等指標(biāo)對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的性荷求解油膜壓力和摩擦因數(shù)。然后利用有限元軟能和壽命起著決定性的作用。軸承工作時(shí)由于承件建立圓錐滾子軸承預(yù)測(cè)分析模塊,并利用計(jì)算受載荷較大、轉(zhuǎn)速較高并存在徑向跳動(dòng)等因素,常出的摩擦因數(shù),求解出在外部載荷和慣性力作用使得滾子出現(xiàn)打滑、歪斜、與滾道及擋邊之間發(fā)生下軸承的接觸應(yīng)力分布。建立的預(yù)測(cè)系統(tǒng)根據(jù)輸劇烈摩擦等,造成軸承發(fā)熱和磨損,從而導(dǎo)致軸承入潤(rùn)滑油物理參數(shù)和外載荷情況,得到油膜厚度、過早失效。軸承失效是影響驅(qū)動(dòng)橋主減速器工作摩擦因數(shù)、油膜壓力和軸承應(yīng)力分布。本系統(tǒng)計(jì)可靠性的主要原因之一。算出的結(jié)果為驅(qū)動(dòng)橋
6、主減速器圓錐滾子軸承壽命[3-4]一般情況下,對(duì)滾子軸承的滾子與滾道之間預(yù)測(cè)提供了依據(jù)。的接觸分析常存在計(jì)算過程復(fù)雜和計(jì)算不準(zhǔn)確的[1-2]1滾子與滾道間摩擦因數(shù)的求解問題。近幾年來,隨著有限元分析在求解接觸問題上的應(yīng)用,為分析滾子軸承的工作性能提許多試驗(yàn)表明,油膜厚度為兩接觸體表面粗[5-7]供了強(qiáng)有力的工具。糙度的3～4倍時(shí),軸承壽命可提高1倍以上。本文針對(duì)汽車驅(qū)動(dòng)橋主減速器圓錐滾子軸滾子和內(nèi)、外滾道表面的粗糙度對(duì)油膜壓力、油膜承,進(jìn)行了高速重載狀態(tài)下的彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑分厚度分布和摩擦力(即拖拽力)都有很大的影響。利用有限元分析
7、軸承應(yīng)力時(shí),摩擦因數(shù)對(duì)計(jì)算結(jié)收稿日期:2007-08-07;修回日期:2007-09-14果的準(zhǔn)確性有顯著的影響,所以求解摩擦因數(shù)就·2·《軸承》2008.№.3顯得十分重要。1.3粘壓方程(等溫)為便于分析,做如下假設(shè)來分析粗糙度的影粘度是影響摩擦力的重要因素之一。高粘度響:(1)油膜壓力和油膜厚度不隨時(shí)間變化;(2)的潤(rùn)滑油能引起很大的摩擦損失,導(dǎo)致油膜破裂,僅考慮當(dāng)量線接觸潤(rùn)滑問題;(3)接觸表面加余弦而油膜壓力的變化對(duì)粘度產(chǎn)生影響,故采用粘壓粗糙度,通過改變余弦粗糙度的峰值、波長(zhǎng)和相位方程來考慮油膜壓力變化對(duì)油膜粘度的影響。
8、來表征粗糙度的變化。η=ηexp{(lnη+9.67)[(1+5.1×10-9p)z-001.1穩(wěn)態(tài)Reynolds方程1]}(5)由于是對(duì)穩(wěn)定工作條件下驅(qū)動(dòng)橋軸承進(jìn)行分α析z=-9,因此,采用穩(wěn)態(tài)Reynolds方程來描述滾子與5.
