薄壁角接触球轴承轴向刚度分析及其试验-哈尔滨工业大学学报.pdfVIP

第４４卷　第７期 哈　尔　滨　工　业　大　学　学　报 Ｖｏｌ４４ Ｎｏ７ 　 　 ２０１２年７月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＨＡＲＢＩＮＩＮＳＴＩＴＵＴＥＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｊｕｌｙ２０１２ 　　　　　　 薄壁角接触球轴承轴向刚度分析及其实验 １ ２ ３ １ １ 史士财 ，吴剑威 ，李　荣 ，司圣洁 ，刘　宏 （１．哈尔滨工业大学 机器人技术与系统国家重点实验室，１５０００１哈尔滨；２．哈尔滨工业大学 超精密光电仪器工程研究所，１５０００１哈尔滨；３．黑龙江工程学院汽车与交通工程学院，１５００５０哈尔滨） 摘　要：针对薄壁角接触球轴承刚度分析中的多体接触协调变形的情况，以７１７１８轴承为例进行了薄壁角 接触球轴承的轴向刚度特性研究．根据单元大小对分析结果的影响确定合理的单元尺寸；利用所确定的单元 尺寸建立７１７１８轴承的三维有限元模型，并对其轴向刚度进行分析；搭建轴承轴向刚度测试平台，并利用该 平台对７１７１８的轴向刚度进行测试．实验结果与分析结果的对比可知，利用Ｈｅｒｔｚ解析解计算时误差较大，利 用有限元法得到的解与实际测试结果误差在１０％以内． 关键词：薄壁轴承；有限元法；Ｈｅｒｔｚ解析解；角接触球轴承；轴向刚度 中图分类号：ＴＨ１３３３３ 文献标志码：Ａ 文章编号：０３６７－６２３４（２０１２）０７－００３２－０６ Ａｘｉｓｓｔｉｆｆｎｅｓｓａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｉｎｓｅｃｔｉｏｎａｎｇｕｌａｒｃｏｎｔａｃｔ ｂａｌｌｂｅａｒｉｎｇａｎｄｉｔｓｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ １ ２ ３ １ １ ＳＨＩＳｈｉｃａｉ，ＷＵＪｉａｎｗｅｉ，ＬＩＲｏｎｇ，ＳＩＳｈｅｎｇｊｉｅ，ＬＩＵＨｏｎｇ （１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＲｏｂｏｔｉｃｓａｎｄＳｙｓｔｅｍ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１５０００１Ｈａｒｂｉｎ，Ｃｈｉｎａ；２．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆ ＵｌｔｒａｐｒｅｃｉｓｉｏｎＯｐｔｉｃａｌ＆ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１５０００１Ｈａｒｂｉｎ，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｄｅｐｔ．ｏｆＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅ，ＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１５００５０Ｈａｒｂｉｎ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｍｕｌｔｉｂｏｄｙｃｏｎｔａｃｔａｎｄｃｏｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｓｔｉｆｆｎｅｓｓａｎａｌｙｓｉｓｏｆａｎｇｕｌａｒｃｏｎｔａｃｔ ｔｈｉｎｓｅｃｔｉｏｎｂａｌｌｂｅａｒｉｎｇｓ，ａｎａｎｇｕｌａｒｃｏｎｔａｃｔｂａｌｌｂｅａｒｉｎｇ７１７１８ｉｓｔａｋｅｎｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅａｘｉａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｔｈｅ ｔｈｉｎｓｅｃｔｉｏｎｂｅａｒｉｎｇ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｄｉｍｅｎｓｉｏｎｉｓａｃｑｕｉｒｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅ ｅｌｅｍｅｎｔｄｉｍｅｎｓｉｏｎｏｎｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ（ＦＥＡ）ｒｅｓｕｌｔｓ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｂｅａｒｉｎｇ ７１７１８ｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅａｘｉａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｂｅａｒｉｎｇａｘｉａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓｔｅｓｔｔａｂｌｅ ｗａｓｓｅｔｕｐｔｏｔｅｓｔｔｈｅａｘｉａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｂｅａｒｉ