基于ANSYS Workbench的轴承凸缘退刀槽分析计算

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退刀槽的作用，-是加工时便于退刀，并保证加工精度；二是保证装配时相邻零件的端面靠紧；三是避免刀具三面受力，容易损坏。对于-般的机械零件来说 ，退刀槽尺寸不是-个很重要的参数。但对于薄壁轴承凸缘外圈来说，退刀槽尺寸相对是比较关键的，由于退刀槽的尺寸小，在压装过程中很容易出现裂纹，并发生断裂 。因此，本文采用有限元方法对轴承退刀槽处容易断裂的现象进行分析，研究轴承凸缘外圈退刀槽尺寸公差对轴承凸缘强度的影响。

1 轴承凸缘理论计算轴承凸缘外圈与链板装配采用过盈配合，通过液压装置进行压装 。退刀槽尺寸如图 1所示 。

放大(a)轴承 凸j黎退 刀懵 (b)细节 图图 1 轴承凸缘退刀槽尺寸图根据材料力学厚壁 圆筒理论 ，过盈配合时径 向压强为 P，其计算公式为：： - - -。 (1)(苦苦)：： -dZ-dCI - 。 (2)dZ ～- d L C2：：堑 。 . . (3)d ---- dz十 其中：△为最大过盈量；d为配合的公称直径，d30mm；E 、E。分别为被包容件与包容件的弹性模量，E1-E 206 000 MPa； 、 2分别为被包容件和包容件材料的泊松比， z-0.3；C 、C 分别为被包容件和包容件的刚性系数；d。为被包容件的内径，d -25.05 mm；d2为包容件的外径，d245 mm。

此处轴承凸缘尺寸为 3O 叫。，配合安装孔径为西3O二 ： 2，最大过盈量△为 0.108 mm～已知参数代入式(1)～式(3)，计算得到最大径向压强 P： 90.37M Pa。

2 轴承凸缘模拟计算2.1 轴承凸缘有限元模型的建立及材料的定义将 Pro/E软件中建立的三维模型导人 ANSYSWorkbench中进行力学分析。首先对模型的材料进行定义，轴承凸缘可以视为被包容件，材料为 100Cr6。

2.2 模型栽荷施加及网格划分网格划分是有限元前处理的主要工作，也是有限元分析的关键工作，网格划分的质量和优劣将对计算结果产生相当大的影响。ANSYS Workbench的网格划分是较智能化的，有多种控制方法，它与 ANSYS的部分命令效果相似。本文中采用了尺寸控制方法和分网控制方法 。尺寸控制方 法选择 Element Sizing选项，应用合适的单元尺寸大小，其中相同大序长度的体或线段应用相同的单元尺寸；分网方法控制选择Hex Dominant，并对退刀槽区域进行了网格细化，细化程度为 2。这样得到可计算的有限元网格模型，如图 2所示 。

3 各工况的模型应力分析分别改变退刀槽尺寸，得到-系列最大应力值，如收稿日期：2012-11-21，修回日期：2012-12-20作者简介 ：杨天玲 (1979-)，女，甘肃靖远人，工程师，硕士，主要从事机械结构设计工作。