F inite E lem en t A na lysis of Bea ring Base in Agr icu ltura l H arvestM achine
LI Yan1, MA Yan- ru2, W AN H ai- yan1, YUAN Zh i- hua1* ( 1. College ofM echan ica l and E lec tronic Engineering, Henan Agricultural Un iversity, Zhengzhou 450002, Ch ina;
按照第四 强度理论进 行校验, 确定 其最大接 触应
力为 [ 2]:
=
1
[( 2
1-
2 )2 + ( 2 -
3 )2+ ( 3 -
1 )2 ]
( 1)
其强度条件为 [ 3]:
[]
( 2)
( 2)式中 [ ]为许用应力。
以上为基于传统力学分析计算方法的工作能力评
价过程。
2 轴承座的有限元分析
2. 1 建立模型
2. 1. 1 建立数学模型 轴承座与轴间为弹性接触, 采用
数值分析方法, 利用小滑移三维接触模型建立弹性接触
模型, 假设与 NN + 1节点相对应的接触参数平面为:
M ( 1, 2 ) = Y0 + 1 v1 + 2 v2
( 3)
( 3)式中 M ( 1, 2 )为参数平面; Y0 为从节点 NN + 1
K ey wor ds: Agr icu ltura l harvestm ach ine; Bear ing base; F inite e lement ana lysis
玉米收获机割台系统是收获机的关键系统, 其中的 拨禾轮是主要装置, 其作用是把待收割的作物拨向切割 器; 将倒伏的待割作物扶直; 在切割时扶持茎秆; 把割断 的作物拨向割台, 避免作物堆积在割刀上。拨禾轮轴两 端支承是否可靠, 直接影响拨禾轮工作的可靠性。拨禾 轮轴承座不仅为轴提供支承, 而且还承受轴传递来的各 种载荷。因为轴承座形状复杂, 所以用传统解析法确定 轴承座承载性能误差较大。本文选取 4LZ- 2. 5型自走 式玉米收获机为 研究对 象, 应 用有限 元分析软 件 AN SYS, 对其割台系统中的拨禾轮支承轴轴承座的承载特 性作了精确分析。
江西农业学报 2011, 23( 4): 121~ 123 Acta Agr iculturae Jiangxi
农用 收获 机轴 承座 的 有限 元分 析
李 燕 1, 马燕如 2, 万海燕 1, 袁志华 1*
( 1. 河南农业大学 机电工程学院, 河南 郑州 450002; 2. 河南农业大学 信息管理与科学学院, 河南 郑州 450002)
摘 要: 利用有限元分析软件 ANSYS, 建立了农用收获机轴承座 的三维模型。模拟轴承座的 实际工作情况, 对轴承座的 下半圈一定范围内按照余弦规律施加载荷。计算结果表明: 施 加余弦载荷后, 轴承座的受力情况 更接近实际的工作 情况, 与 理论偏差也较小。
关键词: 农用收获机; 轴承座; 有限元分析 中图分类号: S225 文献标识码: A 文章编号: 1001- 8581( 2011) 04- 0121- 03
在主接触面上的靶点; v1 和 v2 为过点 M 的平面切向量。
对与主接触面接触的从节点, 定义穿透量 h 和相对滑移
量 L, 计 算从节 点 Yn+ 1 与主接 触面 M ( 1, 2 ) 间的距 离 h:
hn = M ( 1, 2 ) - Yn+ 1
( 4)
( 4)式中 n 为接触法向量。 ( 4)式满足下列关系:
1 轴承座的载荷分析
在收获机工作期间, 轴承承受较大的变载荷, 这些 载荷包括: 滚动体预紧力、支承轴动载荷等。因此, 在机 器设计阶段, 应对轴承座进行多工况分析, 综合评估其强 度。当轴承的滚动体进入轴承的承载区域后, 其所受的 径向载荷便由零慢慢增加, 直到其最大值 Qmax, 然后再逐 渐减少直至为零。对于轴承座固定套圈, 处于轴承承载 区内的各接触点, 当滚动体滚过时, 便要承受一次恒定载 荷, 其值大小与其位置有关, 处于 Qmax作用线上的点将承 受最大的接触载荷。轴承座各点接触应力性质为脉动 循环 [1] 。
v1 [M ( 1, 2 ) - Yn + 1 ] = 0 ( 5)
v2 [M ( 1, 2 ) - Yn + 1 ] = 0
收稿日期: 2011- 01- 22 基金项目: 河南省科技厅科技攻关项目 ( 082102210111)。 作者简介: 李燕 ( 1954 ), 女, 北京人, 副教授, 硕士, 研究方向: 先进制造技术。* 通讯作者: 袁志华。
2. College of Inform ation Managem ent and Sc iences, H enan Agr iculture University, Zhengzhou 450002, Ch ina) Abstra ct: Th is article established the 3- dim ension m odel of the bear ing base in agricu ltural harvestm ach ine by fin ite elem ent a nalysis software ANSYS. The actua lwork ing condition of the bear ing base was simulated, and thxerted by load w ith in a ce rtain scope according to cosine rule. The ca lculating resu lts showed that the borne force of the bearing base was more near to the actua lwork ing condition, and also nea r to the theoretica l data after exerting the cosine load.