MESYS-轴和轴承的设计制造软件
MESYS轴计算 MESYS滚动轴承计算

      通过MESYS的轴计算模块可以根据标准DIN743实现整个轴系及组件的变形、承载及强度的计算,同时还可以分析安装于多个连接轴上的轴承使用寿命。参照标准ISO/TS 16281开发的MESYS滚动轴承计算模块也包含在轴计算模块中,并且考虑了滚动轴承的非线性刚度。

      考虑到非线性轴承刚度在安装有超过两个轴承的轴系中可以准确的计算出轴承的承载。轴承的预紧也会在软件中加以考虑。角接触球轴承的组合则可以简单的作为轴承组定义。

      

      软件中可以定义多个轴以及相互之间通过滚动轴承或通用支承的连接。切向和轴向的变形将加以考虑,同时可以任意选用非线性的轴模型。

     计算结果将在结果概览页面“results overview”中给出,另外还有针对轴承计算结果的附加表格,多张计算结果图和带有结果图的完整PDF计算结果报告。

柔性销连接的行星齿轮

      作为使用多轴连接的案例是使用柔性销连接的行星轮支承。柔性销被固定在左边的行星架上。在此案例中安装在柔性销上的空心轴通过一对圆锥滚子轴承和行星轮相连接。从轴的偏移量图中可以得出,行星轮始终保持水平并且缘于其构型而始终在水平方向移动。由于向心力的作用同组的两个轴承承载相同的载荷。轴向载荷则通过轴承的接触角而导入。

 

载荷谱

      计算也可以针对载荷谱进行。载荷谱的各分部可以从表格中选取如分量载荷、转速和温度等。除了针对整个载荷谱运行外,也可以只针对载荷谱的单个分部计算。

自振频率和模态振型

      自振频率的计算会考虑轴的弯曲、轴向偏移及扭转模式。这些模式可以叠加在一起,如下图中就是轴向模式(红色)和弯曲模式(蓝色)相叠加。弯曲模式的引入是由于考虑到轴承的弹性刚度。

 

      针对每个轴可以定义附加的质量块,对此将考虑引起的陀螺效应。软件中也提供与此对应的坎贝尔图。

坎贝尔图

      在坎贝尔图中给出轴的自振频率和转速之间的相互关系。在图中针对各种不同的模式如轴向偏移、扭转和弯曲采用不同的颜色加以标出。

      对于生成坎贝尔图的计算步骤数量及计算范围可以根据需求选取。针对临界频率的计算结果报告可单独生成。

 

平行轴系统

      软件可针对平行轴系统建模。该系统可以通过圆柱齿轮副连接在一起。同样通过软件也可以定义多级行星轮传动系统。

      在系统中轴的转速可以通过使用的约束计算出来。载荷谱和功率流的配置可以按需要进行定义。

 

      考虑到运行中的啮合刚度齿轮副被视作线载荷。针对齿宽方向的载荷分布有必要采用相应的齿廓修形。

 

      对于整个系统在软件中除了可以定义作用于轴上的单个载荷元素外,也可以定义所有和齿轮相关的输入数据。

       针对齿轮副的计算还可以借助于其他带有接口连接的相关计算软件。所有齿轮组的安全系数可以在软件的计算结果概览中获取。

系统自振频率

       自振频率也可以针对整个系统进行计算。通过齿轮副引起了轴向、扭转及弯曲模式的叠加。对应的模态振型可以通过软件的三维动画模拟。

强度分析

       轴的强度可以根据DIN743 (2012)标准进行计算。标准中带有的所有缺口效应系数都可以在软件中选取。

       根据DIN743标准的第四部分在软件中既可以计算针对载荷谱中单个载荷的疲劳寿命,也可以计算针对整个载荷谱等效应力幅值的疲劳寿命。

参照标准ISO/TS16281进行滚动轴承计算

      ISO/TS16281标准是用于计算轴承寿命的最近版本。轴承寿命的计算是通过使用载荷在各个滚动元件上的分配来确定的。因此针对寿命计算不仅仅局限于外载荷,同时还考虑外加力矩及轴承游隙和预紧力的影响。对于轴承的五个自由度中的任意一个既可以通过施加载荷,也可以通过位移量或旋转角度来给定。

      根据标准ISO281(2007)在轴承的寿命计算中关于润滑剂使用的影响也可以加以考虑。润滑剂的影响主要是通过参考润滑粘度比k或油膜厚度Y来确定。在计算结果中将提供各自轴承的寿命(有润滑/无润滑)进行比较。

软件输入应涉及项:

  • 轴承游隙
  • 受热效应影响的轴承游隙的改变
  • 受公差配合影响的轴承游隙的改变
  • 滚子外形
  • 离心力
  • 硬度降低导致的轴承寿命降低
  • 润滑剂和润滑油膜厚度
  • 载荷谱
  • 轴承组
  • 混合轴承或陶瓷轴承
  • 可靠性
  • 滚轮外圈的弹性变形(扩展模块)

软件输出项为:

  • 轴承中的载荷分配
  • 赫兹接触应力
  • 选定的所需硬化深度下的表面应力
  • 球轴承的与载荷相关的摩擦力矩
  • 承载摩擦角
  • 轴承的偏移和倾斜
  • 最小油膜厚度
  • 旋滚比
  • 压力椭圆的扩展
  • 组轴承中的载荷分布

典型应用

       承受弯矩的单个轴承

       一般来说,应该设法避免有弯矩作用于轴承上,但是在滚轮或回转支承上弯矩却往往是主要的外载荷。

       对于滚动轴承通过软件可以检测出弯矩对于载荷分布和轴承寿命的影响。

我们真诚期待与你合作开展项目!请联系我们。

We are sincerely looking forward to cooperatering with you.

联系我们