摘 要

滚动轴承正常的失效形式是滚动体或内外滚道上的点蚀破坏, 是在安装、润滑、维护很好的条件下, 由于大量重复地承受变化的应力而产生的。一旦遭受到点蚀破坏后, 通常在运转时会出现比较强烈的振动、噪声和发热现象。因此对滚动轴承的内外圈和滚动体进行应力和应变的分析意义显得十分重大。但解析法建立力学模型必须简化处理, 解析解误差太大, 而数值解就可以克服这些缺点。目前, 工程技术领域内的数值模拟法, 主要是有限单元法。本文采用

有限元分析软件, 建立滚动轴承的有限元模型、加载求解, 进行应力场分析, 计算出轴承的最大应力、应变, 利用的有限元分析和计算机图形学功能, 显示三维应力等值面, 位移等值面。

本课题以设计一种滚动轴承为研究目标，利用软件建立滚动轴承内圈和外圈的模型，为其下一步的有限元分析与结构优化做准备。 将模型导入有限元分析软件中，对其进行静力分析,计算滚动轴承内圈和外圈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部位提出结构优化方案。 

关键词：轴承；应力集中；静力分析；结构优化

ABSTRACT

Rolling bearing normal failure modes is rolling body or internal and external roll on pitting corrosion damage, this is in the installation, lubrication and maintenance good conditions, due to the large number of repeated change under stress.Once the point corrosion damage, usually relatively strong vibration and noise occurs on running and fever phenomenon.So the inside and outside the circle of rolling bearing and rolling body stress and strain analysis of the meaning is very significant.But must be processed simplified analytic method to establish mechanical model, the analytical solution of error is too large, and the numerical solution can overcome these shortcomings.At present, the numerical simulation method in the field of engineering technology, mainly is the finite element method.In this paper
Finite element analysis software, establishes the finite element model of rolling bearing, the loading, stress field analysis, to calculate the bearing of the maximum stress, strain, using the finite element analysis and function of computer graphics, according to the three dimensional stress level, level displacement.
This subject is to design a rolling bearing as the research target, using software to establish a model of rolling bearing inner ring and outer ring, for its preparation for the next step of finite element analysis and structure optimization.The model into finite element analysis software, carries on the static analysis, calculation of roller bearing inner ring and outer ring of different parts of the equivalent stress, the strength check, in order to ensure the accuracy, but also to rigidity to produce stress concentration parts structure optimization scheme is put forward.

Keywords: bearing；tress concentration；Static analysis；Structure optimization

目录

摘 要 2

ABSTRACT 3

第一章 绪论 5

1.1 课题研究目的 5

1.2 轴承国内外发展现状 5

1.3 课题研究内容 8

第二章 滚动轴承的三维建模 10

2.1引言 10

2.2轴承三维建模 10

2.3轴承装配 13

2.4本章小结 15

第三章 滚动轴承静力学分析及模态分析 16

3.1引言 16

3.2有限元分析理论 16

3.2.1 有限元法的静态分析理论 19

3.2.2 有限元法动态分析理论 21

3.3轴承静力学分析 25

3.3.1 轴承的静力学分析步骤 25

3.3.2内圈固定时静力学分析 26

3.3.3内圈固定时静力学分析 30

3.4 轴承的模态分析 33

第四章 本文总结 38

参考文献 40

第一章 绪论

1.1 课题研究目的

通过对滚动轴承内外圈、保持架及装配体进行三维设计，然后进行有限元分析，分析应力以及位移变化，找出结构应力点以及薄弱环节，同时，对滚动轴承内外圈进行模态分析，求出材料的固有频率以及各阶阵型，最后，经拓扑优化分析，分析结构的可去除以及可保留的体积，再次通过三维软件建模，导入有限元分析软件进行二次循环分析。

1.2 轴承国内外发展现状