Влияние поперечных сдвигов на контактные усилия и нагрузочную характеристику радиального роликового подшипника качения
Авторы: Кирюхин А.А., Сорокин Ф.Д., Попов В.В.
Опубликовано в выпуске: #1(145)/2024
DOI: 10.18698/2308-6033-2024-1-2327
Раздел: Механика | Рубрика: Механика деформируемого твердого тела
Рассмотрена задача обжатия радиального роликового подшипника на жесткое основание. Контакт роликов с кольцами подшипника учитывается традиционным образом по известной формуле Пальмгрена. Широкий контакт нагружающей штанги и внутреннего кольца исследован по теории И.Я. Штаермана. Для внешнего кольца принята расчетная схема криволинейного стержня. Удовлетворительного совпадения результатов расчета и эксперимента удается добиться только при учете поперечных сдвигов в уравнениях деформации внешнего кольца. Для определения количества роликов, контактирующих с кольцами, предварительно проведено моделирование методом конечных элементов. Показано, что нагрузочная характеристика, рассчитанная по разработанному алгоритму, мало отличается от нагрузочной характеристики, полученной в эксперименте. Разработанный алгоритм обладает высоким быстродействием при достаточной точности, поэтому его можно рекомендовать к использованию в задачах роторной динамики.
Литература
[1] Лустенков М.Е., Лустенкова Е.С. Расчет и проектирование сферических роликовых передач: монография. Могилев, Белорус.-Рос. ун-т, 2017, 177 с. URI: http://e.biblio.bru.by/handle/1212121212/4901 (дата обращения: 15.11.2023).
[2] Орлов М.Р., Григоренко В.Б., Морозова Л.В., Наприенко С.А. Исследование эксплуатационных разрушений подшипников методами оптической, растровой электронной микроскопии и рентгеноспектрального микроанализа. Труды ВИАМ, 2016, № 1 (37). dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2016-0-1-62-79
[3] Лустенкова Е.С. Расчет и проектирование сферических роликовых передач для малогабаритных приводов: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.02.02. Минск, Белорус. нац. техн. ун-т, 2023. URL: https://rep.bntu.by/handle/data/127391 (дата обращения: 15.11.2023).
[4] Нахатакян Ф.Г. Влияние зазора в роликовых подшипниках на силовой контакт между его элементами. Труды МАИ, 2020, № 115. DOI: 10.34759/trd-2020-115-04
[5] Герц Г. О контакте упругих твердых тел. Журнал по чистой и прикладной математике, 1882, т. 92, с. 156–171.
[6] Герц Г. О контакте жестких упругих тел и о твердости. В кн.: Разные статьи. Лондон (Великобритания), Macmillan and Co., Ltd., 1896, с. 163–183. (на англ. яз.)
[7] Биргер И.А., Мавлютов Р.Р. Сопротивление материалов. Москва, Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986, 560 с.
[8] Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. 13-е изд., перераб. и доп. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004, 592 с.
[9] Саркисян С.О., Хачатрян М.В. Математическая модель плоского кривого (кругового) упругого стержня по классической теории упругости с учетом поперечных сдвиговых деформаций. Доклады НАН РА, 2016, т. 116, №. 1, с. 34–42.
[10] Пальмгрен А. Шариковые и роликовые подшипники. Москва, Машгиз, 1949, 124 с.
[11] Чжан Х. Разработка рациональной методики расчета роликовых подшипников для применения в задачах роторной динамики: дис. … канд. техн. наук: 01.02.06. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2019, 162 с.
[12] Александров В.М., Ромалис Б.Л. Контактные задачи в машиностроении. Москва, Машиностроение, 1986, 176 с.
[13] Солодов Н.В. Прочность и деформативность при смятии в болтовом соединении. Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова, 2017, № 1, c. 82–87. DOI: 10.12737/23889
[14] Штаерман И.Я. Контактная задача теории упругости. Москва, Гостехтеориздат, 1949, 272 с.
[15] Сорокин Ф.Д., Чжан Х., Попов В.В., Иванников В.В. Экспериментальная верификация энергетической модели роликового подшипника для моделирования опорных узлов авиационных двигателей. Ч. 1. Нагружение подшипника радиальной силой и поперечным моментом на специальном стенде, предотвращающем изгиб колец. Труды МАИ, 2018, № 103. URL: https://trudymai.ru/upload/iblock/804/Sorokin_CHzhan_Popov_Ivannikov_rus.pdf?lang=ru&issue=103 (дата обращения: 15.11.2023).
[16] Сорокин Ф.Д., Чжан Х., Попов В.В., Иванников В.В. Экспериментальная верификация энергетической модели роликового подшипника для моделирования опорных узлов авиационных двигателей. Ч. 2. Исследование влияния изгиба колец на нагрузочную характеристику в случае не закрепленного в обойме подшипника. Труды МАИ, 2019, № 104. URL: https://trudymai.ru/upload/iblock/b8f/Sorokin_CHzhan_Popov_Ivannikov_rus.pdf?lang=ru&issue=104 (дата обращения: 15.11.2023).
[17] Басов К.А. ANSYS в примерах и задачах. Д.Г. Красковский, ред. Москва, КомпьютерПресс, 2002, 224 с.
[18] Светлицкий В.А. Механика стержней. В 2 ч. Ч. 1: Статика. Москва, Высш. шк., 1987, 320 с.