球轴承滚动体载荷分布及力学特性开题报告

1. 研究目的与意义

采用proe软件与an sys软件之间良好的数据接口，将在proe中完成球轴承滚动体的建模并导入an sys中，对其进行静力分析,计算球轴承滚动体不同部位的等效应力,进行强度校核, 为保证精度,还要进行刚度校核对产生应力集中的部位进行结构优化,并提出修改方案。

毕业设计的具体目的：

1、减轻重量,缩短产品开发制造周期,保证产品质量。

2. 国内外研究现状分析

随着计算机的发展，有限元分析的广泛应用，目前国内外学者对滚动轴承进行了很多的静力分析。Yuan Kang等借助接触有限元分析，修正了Jones和Harris提出的深沟球轴承载荷与变形的关系，并通过了试验验证。唐冰云等建立了滚动轴承载荷分布的有限元分析模型，分析了载荷参数对轴承应力、接触角和变形的影响规律^[]。刘宁等应用ANSYS对轧机滚动轴承进行接触应力分析，得出内圈与滚子之间的接触应力情况。有学者万长森、罗继伟等编著了滚动轴承静力学计算方法的详细内容。

近年来,我国国民经济飞速发展,机械行业面临非常激烈的技术竞争。轴承应用广泛,是非常重要的机械基础器件，在国民经济和国防事业各个领域具有重要应用。人们常把轴承称为工业的粮食。球轴承具有摩擦阻力小、效率高、互换性好等优点， 其应用一直都很受人重视。随着我国机械工业的发展，对球轴承的技术指标也日益提高。滚动轴承在工作时既是运动连接件，又是载荷支撑件，由于各种原因容易引起失效。机械构件的正常运转，要求轴承要有更高的精度、更优异的性能、更长的使用寿命和更高的可靠性，这对球轴承的设计也提出了更高要求。当下，高转速、高寿命、轻量化等条件也成为目前球轴承设计的基本要求。

3. 研究的基本内容与计划

本课题运用pro/e建立轴承滚动体模型，利用ansys有限元软件对滚动体进行力学性能的分析。具体实施步骤如下：

1）建立球轴承滚动体模型。用proe软件建立轴承模型，然后导入ansys有限元软件进行网络划分。

2）选取球轴承滚动体的工艺参数作为设计变量,刚度和强度为约束条件,，对滚动体的受力和变形进行静态有限元分析。

4. 研究创新点

利用pro/e软件建立球轴承滚动体的实体模型，然后利用pro/e软件和ansys软件的数据接口程序，将实体模型导入到ansys软件中。在此基础上，对其进行网格划分等操作，建立滚动体的有限元模型。

根据实际情况，将外载施加到有限元模型上，通过ansys软件计算出滚动体工作时，球轴承在外载荷作用下的应力和应变，找出轴承结构的最大应力处，并对其进行了强度和刚度校核。针对结构的薄弱环节，并提出了相应的改进措施。

建立了球轴承的有限元动力学模型，计算出其固有频率和振型。通过对计算结果的分析，给出轴承动态性能的评价，以及对加工精度的影响。通过改变边界条件和单元数量，研究这些参数的改变对计算结果的影响，对模态分析提供借鉴。