基于ANSYAS的深沟球轴承有限元分析

本文选用深沟球轴承为研究对象，在UG软件中建立深沟球轴承的三维实体模型，并将建立的模型导出为stp格式，再导入ANSYS软件中，进行瞬态强度分析。仿真结果表明：深沟球轴承的变形、等效应力、等效应力强度主要分布在滚珠与保持架接触的位置；深沟球轴承内外圈所受的应力值很小；深沟球轴承的内外圈，保持架以及滚珠对应的变形量均有所不同。该研究为深沟球轴承的结构设计提供一种新的参考。

深沟球轴承是最常用的滚动轴承类型，适用于高速和超高速工作环境。它具有耐久性强、无需频繁维护等优点。深沟球轴承摩擦小、最高转速高、结构简单、制造成本低，易于实现高制造精度。尺寸范围广泛， 结构类型多样， 广泛应用于精密仪器、低噪音电机、各类汽车、摩托车和其他常见机械领域[1] [2] [3]。

因此， 它是机械工业中最常选择的轴承类型之一。

林腾蛟[4]等综合考虑轴承径向载荷及转速的影响， 应用ANSYS/LS-DYNA 软件建立了深沟球轴承多体动力接触有限元模型；裴兴林[5]等通过讨论轴承接触问题的性质，分析了深沟球轴承接触应力的计算方法，利用APDL 参数化语言建立深沟球轴承有限元模型，通过接触边界条件的处理，得到深沟球轴承内、外圈及滚动体的接触应力；刘合涛[6]等在ABAQUS软件中，建立虚拟样机模型，进行动力学仿真分析，通过仿真可以更加清晰地得到深沟球滚子在运转过程中应力的分布状态以及内外滚子和保持架之间的受力大小。以上对深沟球轴承进行了深入的分析，但采用的都是深沟球简化模型，并未加入保持架进行分析。

2. 有限元模型的建立 2.1. 建立三维模型 在对深沟球轴承进行刚度分析时，首先要建立深沟球轴承的三维模型。本文选用的深沟球轴承基本参数如表1 所示。

Table 1. Specific parameters of deep groove ball bearings 表1. 深沟球轴承具体参数 外径(mm) 120 内径(mm) 110 宽度(mm) 50 内外径圆角(mm) 3 保持架圆角(mm) 2 滚动体直径(mm) 40 滚动体个数(个) 10 保持架中心圆直径(mm) 174.4 本文采用UG 进行三维建模。

UG 具有强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配和产生工程图等设计功能，在建模方面，采用复合建模技术，可将实体建模、曲面建模、线框建模、显示几何建模与参数化建