高温球轴承数值化设计与精度分析系统的研究

论文摘要

本文对球轴承在高温环境中的热变形规律及其精度进行了分析，并编制出相应的软件系统。首先，运用ANSYS软件分析了球轴承在不同环境温度下的温度场和热变形，探讨了球轴承的温度分布以及此环境温度下轴承套圈和球体的径向位移、轴向位移和合位移。在此基础上，计算出由温度引起的轴承径向游隙的变化量。之后，以轴承的工作游隙为基点，综合考虑配合、载荷等其他影响因素，确定出轴承的合理游隙值。然后，基于球轴承的热变形特点，建立了高温球轴承结构模型，并运用SolidWorksAPI二次开发技术实现了高温球轴承的参数化建模。最后，论文以VisualBasic6.0为平台，运用SolidWorks和ANSYS二次开发技术，开发出高温球轴承数值化设计和精度分析软件系统。该系统由有限元分析模块、高温精度设计模块和参数化建模模块三大模块组成。由于各模块不仅能够实现其自身的功能，而且可以实现结果数据的相互传输，系统在真正意义上实现了球轴承的智能设计。通过仿真，验证了该系统的正确性，为工程上选用和设计高温球轴承提供了依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 高温轴承的国内外研究现状及发展状况
• 1.2.1 轴承材料
• 1.2.2 轴承设计
• 1.3 本课题的研究内容和技术方法
• 1.4 课题来源
• 第二章 温度对轴承结构尺寸的影响
• 2.1 球轴承的基本结构
• 2.2 温度对轴承工作游隙的影响
• 2.3 高温环境下轴承温度场的有限元分析
• 2.3.1 有限元热分析的基本理论
• 2.3.2 有限元分析模型
• 2.3.3 边界条件的确定
• 2.3.4 计算结果与分析
• 2.4 高温环境下轴承热变形规律的有限元分析
• 2.4.1 内外圈和球体的径向变形规律
• 2.4.2 内外滚道的轴向位移和合位移分析
• 2.4.3 热变形后球体与内外滚道的贴合度分析
• 2.5 高温球轴承原始游隙的分析计算
• 2.5.1 配合引起的游隙变化
• 2.5.2 轴承最佳工作游隙的确定
• 第三章 高温球轴承的结构参数化
• 3.1 高温球轴承数学模型的建立
• 3.2 高温球轴承的参数化建模
• 3.2.1 参数化建模的思想
• 3.2.2 SolidWorksAPI二次开发概述
• 3.2.3 VB与SolidWorks的连接
• 3.2.4 轴承三维模型的创建
• 第四章 高温球轴承设计软件系统
• 4.1 高温球轴承设计系统的构成和功能
• 4.1.1 系统的构成
• 4.1.2 系统的功能
• 4.2 高温球轴承有限元分析模块
• 4.2.1 模块的功能和开发步骤
• 4.2.2 程序关键代码
• 4.3 高温球轴承精度设计模块
• 4.4 高温球轴承参数化建模模块
• 第五章 实例分析
• 5.1 基本参数与工况条件
• 5.2 高温原始游隙的计算
• 5.2.1 温度引起的游隙变化量
• 5.2.2 配合引起的游隙变化量
• 5.2.3 最佳工作游隙的确定
• 5.3 结构设计
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢