CylindricalRollerBearing

  1. 介绍
  2. 原理
    1. $C_0$
    2. $C_r$
  3. 类结构
  4. 案例
    1. Roller stress calculation (Flag=1)
    2. Roller bearing with Non_Hertz_Contact (Flag=2)
  5. 参考文献

介绍

CylindricalRollerBearing用于圆柱滚子轴承的计算和建模。

原理

$C_0$

The basic static radial load rating for radial roller bearings is given by the equation:
$$
C_0=44(1-\frac{D_{we}cos\alpha}{D_{pw}})iZL_{we}D_{we}cos\alpha
$$

$C_r$

The basic static radial load rating for radial roller bearings is given by the equation:
$$
C_r=b_mf_c(iL_{we}cos\alpha)^{7/9}Z^{3/4}D_{we}^{29/27}
$$

类结构

输入 input:

  • Z: 滚子数量 [mm]
  • L : 滚子长度 [mm]
  • r : 滚子倒角 [mm]
  • Di : 轴承内径 [mm]
  • Do : 轴承外径 [mm]
  • Dpw : 轴承分度圆直径 [mm]
  • Dw : 轴承滚子直径 [mm]
  • T : 轴承宽度 [mm]
  • C : 外圈宽度 [mm]
  • B : 内圈宽度 [mm]
  • D1 : 外圈挡边直径 [mm]
  • d1 : 内圈挡边直径 [mm]
  • i : 滚子列数
  • Fy : 轴承y方向力 [N]
  • Fz : 轴承z方向力 [N]
  • Uy : 轴承y方向变形 [mm]
  • Uz : 轴承z方向变形 [mm]

参数 params:

  • Material : 材料属性,默认为铁
  • N_Slice : 切片数量
  • Name : 名称
  • Modify_Method : 滚子修形方法
  • Modify_Opt : 滚子修形参数
  • ROTX : 变换矩阵
  • allowable : 最大许用接触应力 [Mpa]
  • e : 威布尔斜率
  • c : 常数c
  • h : 常数h
  • bm : ISO bm系数
  • Stiffness_Method : 滚子刚度计算方法 0: ISO 16281 1: Palmgren 2: 罗继伟
  • isInnerRing : 内圈是否存在
  • isOuterRing : 外圈是否存在
  • isInnerRid : 内圈挡边是否存在
  • isOuterRid : 外圈挡边是否存在
  • Pd0 : 轴承配合 [mm] +表示预紧 -表示游隙
  • T_Ref : 参考温度
  • Temp : 轴承温差
  • U : 内外圈配合
  • Dil : 轴内径 [mm]
  • DaA : 轴承座外径 [mm]
  • eps : 定义残差限值
  • max_iter : 最大迭代次数

输出 output :

  • Roller_point : 滚子节点
  • Base_Stiffness
  • Roller_Stiffness : 滚子刚度
  • Spring_Stiffness1 : 滚子弹簧刚度 [N/mm]
  • Spring_Stiffness2 : 滚子弹簧刚度 [N/mm] to ANSYS
  • Lwe : 滚子有效计算长度 [mm]
  • Co : 计算C0 [N]
  • Cr : 计算Cr [N]
  • Delta_y : 轮廓修形量 [mm]
  • Surface : 轴承截面
  • Assembly : 装配体
  • Roller_Force : 轴承滚子反力 [N]
  • Roller_Delta : 轴承滚子位移 [mm]
  • Bearing_Force : 轴承反力 [N]
  • Bearing_Displacement : 轴承位移 [mm]
  • Pd :轴承游隙 [mm]
  • Modify_Par : 滚子修形参数

案例

Roller stress calculation (Flag=1)

inputStruct.Z=50;
inputStruct.L=144; % 滚子长度 [mm]
inputStruct.r=2; % 滚子倒角 [mm]
inputStruct.Di=995; % 轴承内径 [mm]
inputStruct.T=190;
inputStruct.C=190;
inputStruct.B=190;
inputStruct.Do=1250;% 轴承外径 [mm]
inputStruct.D1=1158;
inputStruct.d1=1074.5;
inputStruct.Modify_Method=0;
inputStruct.Dpw=1118;% 轴承分度圆直径 [mm]
inputStruct.Dw=70;% 轴承滚子直径 [mm]
inputStruct.Uz=-0.3;% 轴承位移
% inputStruct.Fz=-4e6;% 轴承力
inputStruct.i=1;% 轴承列数
paramsStruct.Name='Roller_Bearing';
% paramsStruct.Pd0=0.644;
% paramsStruct.Pd0=-0.6;
% paramsStruct.Temp=[75,70];
paramsStruct.Dil=720;
paramsStruct.DaA=1735;
% paramsStruct.U=[0.36,0.106];

paramsStruct.isOuterRid=[0,1];
paramsStruct.isInnerRid=[1,1];
Roller_Bearing=bearing.CylindricalRollerBearing(paramsStruct, inputStruct);
Roller_Bearing = Roller_Bearing.solve();

Plot_Roller_Force(Roller_Bearing);
Plot_Roller_Stiffness(Roller_Bearing);
Plot2D(Roller_Bearing);
Plot3D(Roller_Bearing);
Plot(Roller_Bearing.output.Assembly)

Roller bearing with Non_Hertz_Contact (Flag=2)

inputStruct.Z=13;
inputStruct.L=14; % 滚子长度 [mm]
inputStruct.r=0.7; % 滚子倒角 [mm]
inputStruct.Di=35; % 轴承内径 [mm]
inputStruct.T=21;
inputStruct.C=21;
inputStruct.B=21;
inputStruct.Do=80;% 轴承外径 [mm]
inputStruct.d1=56.4;
inputStruct.Modify_Method=0;
inputStruct.Dpw=63.4;% 轴承分度圆直径 [mm]
inputStruct.Dw=10;% 轴承滚子直径 [mm]
inputStruct.i=1;% 轴承列数
paramsStruct.Name='Roller_Bearing';

paramsStruct.isOuterRid=[0,0];
paramsStruct.isInnerRid=[1,1];
Roller_Bearing=bearing.CylindricalRollerBearing(paramsStruct, inputStruct);
Roller_Bearing = Roller_Bearing.solve();

Plot_Roller_Stiffness(Roller_Bearing);
Plot2D(Roller_Bearing);
Plot3D(Roller_Bearing);
Plot(Roller_Bearing.output.Assembly)

input1Struct.Q=1840;
input1Struct.x=Roller_Bearing.output.Roller_point.x1;
input1Struct.y=Roller_Bearing.output.Delta_y;
input1Struct.Lwe=Roller_Bearing.output.Lwe ;
input1Struct.D1=10;
input1Struct.D2=inputStruct.Dpw-inputStruct.Dw;
params1Struct=struct();
Roller_Stress=method.Non_Hertz_Contact.Roller_Calculation(params1Struct,input1Struct);
Roller_Stress=Roller_Stress.solve();

PlotProfile(Roller_Stress)
Plota(Roller_Stress)
PlotP(Roller_Stress)

参考文献

[1] ISO 76

[2] ISO 281


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