轴承压装仿真与试验以及液力变矩器导轮的热装配变形分析研究

摘要

过盈配合经常在机械设备中用于传递扭矩、轴向力或二者的复合载荷，相对于其他连接方式，其连接结构相对简单，定心精度易于得到保证，连接强度高，承受载荷的能力好，在有振动、冲击的工作情况下仍能稳定可靠的运行。轴孔类零件过盈配合中，轮孔内径的最大尺寸小于轴外径的最小尺寸，装配后产生的配合压力使配合双方相互抱紧。但是实际应用中常发现工件配合表面产生裂纹，会发生配合件断裂或传递载荷能力不足等状况;另外，在对轴承及配合件进行过盈配合连接的设计选用时，由于对轴承类型和结构特点关注不够、选择不当，导致使用性能不能满足要求，减少了轴承的使用寿命。
　　实现过盈连接的装配方法有很多，对不同装配方法的选用应根据应用场合合理安排工艺。对于采用压装方法实现的过盈连接，由于接触表面的应力应变情况难以直接观测，所以通常采用监测压装力-位移曲线的方法间接观测。而对采用热装法装配的配合件，还需要进一步探讨零件热装前后的应力与变形情况。
　　本文根据实际工程应用项目需求，在分析国内外过盈配合力学理论和仿真分析方法基础上，以深沟球轴承为典型配合压装的标准件，研究轴承压装技术并对某型液力变矩器的导轮热装变形进行了分析。建立了轴承内圈压装相关有限元模型，分析了过盈装配应力应变情况、影响压装质量主要因素以及在主要影响因素下的轴承装配压装力-位移关系。建立了压装试验台系统，试验分析并验证了轴承装配压装力和位移的理论关系及与压装力-位移曲线实时变化规律的吻合情况。以上研究方法和研究路线可用以指导轴承压装工艺及液力变矩器导轮组件热装时相关配合件的尺寸公差设计选用，并为压装机系统的压装工艺参数设计及优化提供技术支撑。

目录

声明

致谢

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 过盈连接理论分析研究现状

1．3 过盈连接仿真分析研究现状

1．4 论文主要研究内容和研究意义

1．5 论文章节安排

第2章 过盈配合静力学分析理论基础

2．1 过盈配合零件问变形情况分析

2．2 单元体静力平衡分析

2．3 单元体变形的几何分析

2．4 包容件和被包容件的物理关系分析

2．5 过盈量与配合压力的关系

2．6 深沟球轴承压装力的理论公式

2．7 导轮与外环零件的热装配热变形分析

2．8 本章小结

第3章 过盈连接的有限元分析

3．1 有限元法及常用软件应用简介

3．2 深沟球轴承压入法装配有限元模型建立

3．1．1 绘制草图

3．1．2 创建部件

3．1．3 创建材料和截面属性

3．1．4 定义装配件

3．1．5 划分阿格

3．1．6 设置分析步

3．1．7 定义接触

3．1．8 定义边界条件

3．1．9 仿真结果舟析

3．3 分析影响压装质量的主要因素

3．3．1 不同过盈量下压装力与位移的关系

3．3．2 不同摩擦系数下压装力与位移的关系

3．3．3 不同装配误差下压装力与位移的关系

3．3．4 不同材料特性下压装力与位移的关系

3．3．5 不同形状误差下压装力与位移的关系

3．4 导轮的热装配法有限元仿真

3．4．1 工况参数

3．4．2 有限元模型的建立

3．4．3 刚性位移与导轮配合压力的关系分析

3．4．4 配合压力与外环变形的关系分析

3．4．5 热装配温度与导转热变形关系分析

3．5 本章小结

第4章 压入法装配试验装置的设计与试验结果分析

4．1 压装系统的基本设计要求

4．1．1 压装系统的性能要求

4．1．2 压装系统的使用要求

4．1．3 压装系统的机械部件要求

4．1．4 压装系统的功能要求

4．2 压装系统的原理

4．2．1 压装系统部件的设计选型

4．2．2 压装系统的组态与通讯

4．3 压装过程的介绍

4．4 位移与压力的测量方案设计

4．4．1 传感器的选型设计

4．4．2 数据采集卡的选型设计

4．5 压装系统软件功能介绍

4．6 自动判断方法

4．7 试验结果分析

4．7．1 试验背景

4．7．2 试验方案设计

4．7．3 压装设备可靠性验证

4．7．4 主要工艺参数的影响评估

4．7．5 导转热装变形试验

4．7．6 试验误差来源分析

4．8 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 全文总结

5．2 工作展望

参考文献