空心圆柱滚子轴承刚度分析

从空心圆柱滚子轴承变形协调关系出发,通过受力分析,建立各滚子载荷和外负荷的力学平衡方程,再运用当量弹性模量的方法,由帕姆格林公式确定负荷与变形间的关系式,求解了空心圆柱滚子轴承的负荷分布,据此导出了空心圆柱滚子轴承刚度的计算公式,并深入地分析了滚子空心度、外负荷、轴承转速和滚子数等对刚度的影响规律。研究结果表明：空心圆柱滚子轴承的刚度随空心度的增大而减小,随滚子个数的增加而增大,且外负荷和轴承转速会根据滚子的不同空心度表现出不同的变化规律。
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预载荷空心圆柱滚子轴承的动态刚度分析

对预载荷空心圆柱滚子轴承的动态刚度进行了分析.在考虑经典Hertz弹性接触、空心滚子变形和润滑的基础上,建立了滚子-滚道接触副的接触模型.进而在考虑离心力的情况下,计算了预载荷空心圆柱滚子轴承的动态刚度,得到轴承的刚度是随内圈旋转而周期性波动的,并分析了外载荷、空心度、过盈量和滚子个数对轴承动态刚度的影响.     

预负荷和无预负荷空心圆柱滚子轴承应力比较研究

根据接触力学理论,用有限元法对无预负荷和预负荷空心圆柱滚子轴承的接触应力和等效应力进行了分析,分析了过盈量和空心度对接触应力和等效应力的影响,比较了两种滚子轴承的接触应力和等效应力.结果表明,在相同几何和载荷条件下,过盈量合理的预负荷空心圆柱滚子轴承的应力情况好于无预负荷空心圆柱滚子轴承的应力情况,为无预负荷和预负荷空心圆柱滚子轴承的设计与应用提供了参考.     

弹性复合圆柱滚子轴承静态径向刚度分析

从弹性复合滚子轴承的基本结构形式出发,结合当前关于实心圆柱滚子轴承和空心圆柱滚子轴承的研究方法,对弹性复合圆柱滚子轴承的静态径向刚度进行了深入细致的研究,用ABAQUS软件建立了弹性复合圆柱滚子轴承径向刚度的有限元计算模型,分析了填充度、外载荷、滚子数对径向刚度的影响规律,并和空心圆柱滚子轴承的刚度进行了比较。计算结果表明：填充度越小,随着外载荷的增大刚度的提升幅度越大,滚子数的增加对轴承的刚度提升幅度越大;填充度越大,随着外载荷的增大刚度的提升幅度越小,滚子数的增加对轴承的刚度提升幅度越小。弹性复合圆柱滚子轴承和空心圆柱滚子轴承比较时,填充度（空心度）越大,两者的刚度相差越大。     

无预负荷弹性复合圆柱滚子轴承静态径向刚度试验研究

设计了无预负荷弹性复合圆柱滚子轴承静态径向刚度的试验方案,对无预负荷弹性复合圆柱滚子轴承的静态径向刚度进行了试验研究,将静态径向刚度的试验值和计算值进行比较,分析了径向载荷和填充度对静态径向刚度的影响。试验结果验证了无预负荷弹性复合圆柱滚子轴承的静态径向刚度的计算模型具有较高的可靠性,同时得出了填充度和径向载荷对无预负荷弹性复合圆柱滚子轴承静态径向刚度的影响规律。     

空心圆柱滚子轴承

空心圆柱滚子轴承结构很简单,见图1。它由带挡边的外圈、空心圆柱滚子及轴承内圈组成(也可以是内圈带挡边而外圈无挡边)。内圈滚道直径比装在外圈滚道的滚子内复圆直径要大些。因此轴承装置后空心滚子受压缩而略呈椭圆形。空心滚子同内外滚道间产生了相互作用力——预负荷。轴承回转时,空心滚子在预负荷作用下紧压在内外滚道上作无滑动的纯滚动。这种轴承结构上的特点是:     

弹性复合圆柱滚子轴承动态径向刚度分析

针对弹性复合圆柱滚子轴承的特殊结构形式,对弹性复合圆柱滚子轴承的动态刚度进行深入细致的研究。利用有限元软件对其单个滚子的瞬时受力变形情况进行分析,得出不考虑润滑时轴承的刚度公式,由Dowson-Higginson油膜厚度公式推导出油膜刚度公式。总结出弹性复合圆柱滚子轴承的动态刚度计算模型,分析了填充度、径向载荷、滚子数和转速对径向刚度的影响规律。结果表明,弹性复合圆柱滚子轴承的动态刚度随轴承旋转呈周期性波动,刚度随着填充度的增加而减小;刚度随着载荷的增大而增大,刚度增幅随着载荷的增大逐渐减小;滚子数越大刚度增幅越小;转速越大,刚度减小趋势越大。     

多列圆柱空心滚子轴承

一、背景 1897年米勒(Miller)获得一项滚子轴承专利,其中滚子由螺旋缠绕的金属片制成。从那以后90年间曾发表过许多有关的专利。它们大致可分三类: (1)利用空心滚子的弹性,吸收作用于轴承上的冲击载荷。 (2)利用空心滚子减少滚子重量,因而减少高速轴承中滚子的离心力,改善轴承寿命;利用空心滚子变形装配产生的预加负荷使滚子紧压在轴承内外滚道上,阻止高速轴承中滚子轻载工作时打滑以及用它来驱动轴承保持器。 (3)美国威拉尔·波文首先发现了预加载荷、无保持器、满装的圆柱空心滚子轴承具有高回转精度、高刚度及高速运转性能。其滚子的空…     

牙轮钻头空心圆柱滚子轴承热力耦合分析

根据轴承接触力学和传热学理论,建立了牙轮钻头空心圆柱滚子轴承的热力耦合计算模型,分析了其温度、应力与变形分布,并研究了空心度、钻压、摩擦因数、转速、润滑脂温度和井温参数对轴承热力耦合场的影响。结果表明:牙轮钻头空心圆柱滚子轴承系统的最高温度出现在止推轴承上,最大等效应力发生在牙爪轴颈上,最大位移发生在牙轮上,最大接触应力发生在空心滚子接触副上;随着空心度的增大,空心滚子的最高温度、最大接触应力和最大变形均逐渐减小,而最大等效应力呈现出先减小后增大的趋势,空心度为55%的空心滚子等效应力最小;轴承各部件的温度、应力与变形均随钻压、摩擦因素、转速、润滑脂温度和井温的增加而增大。研究结果可为牙轮钻头轴承的设计和优化提供参考,对牙轮钻头在高温深井中的使用具有借鉴作用。     

圆柱滚子轴承的动态刚度分析

依据拉格朗日定理,在考虑Hertz弹性变形和弹性流体动压润滑的情况下,建立了圆柱滚子轴承旋转过程中的动态刚度模型,并用试验验证了动态刚度模型。通过模型分析了在径向载荷作用下,圆柱滚子轴承的动态刚度是随轴承的旋转而周期性波动的,波动的大小与轴承的润滑、载荷、径向游隙、滚子数和轴承转速等有关,润滑的存在使轴承的动态刚度增大。     

弹流润滑圆柱滚子轴承径向刚度的计算

针对滚动轴承刚度计算方法存在的问题,对圆柱滚子轴承受力和弹性变形进行了分析,得出了静态工况下滚动轴承的刚度计算式.在此基础上,将有关弹性流体动力润滑理论引入轴承刚度计算过程,以Dowson-Higginson油膜厚度公式为依据,研究了油膜厚度对轴承刚度的影响,推导出了用于计算圆柱滚子轴承径向刚度的数学公式,实例计算表明,该计算方法具有更高的计算精度.     

Analysis of High-Speed Intershaft Cylindrical Roller Bearing with Flexible Rings

For high-precision mechanisms such as machine tools or gas-turbine engines, which operate at extreme conditions, it is particularly important to accurately predict the behavior of the included bearing. This prediction includes, among other things, its load distribution, stiffness, and power dissipation. Although shaft speeds tend to increase, rings and shaft walls are becoming thinner due to size and weight constraints. Thus, bearing behavior is no longer independent of the housing and ring stiffness. This paper focuses on the problem of elastic ring deformation and certain behaviors of high-speed intershaft cylindrical roller bearings such as heat dissipation, contact pressure, and risk of bearing failure due to scuffing. The paper presents an analytical method to account for the structural deformation of the rings based on Roark's formulas. The elastic deformation of thin cylindrical rings has been introduced in the set of displacement and load equations that describes the bearing equilibrium. A correlation with a high-speed intershaft cylindrical roller bearing application is made and the results are compared with those obtained with the finite element method for housing deformations. Heat dissipation, load distribution, contact pressure, and internal kinematics are discussed to evaluate co-rotating and contrarotating shaft design solutions.     

空心圆柱滚子与滚道接触应力及位移分析

根据接触力学理论，用有限元方法对空心滚子轴承受载后的应力、位移和接触等情况进行了全面分析，结果表明，设计合理的空心滚子可以降低轴承的等效应力，然而，降低应力的效果与轴承所受载荷的大小有关；空心滚子轴承与实心滚子轴承同样不可避免地存在等效应力的“边缘效应”，因而，有必要通过其他设计方法来避免或降低这种等效应力的“边缘效应”，进一步提高轴承的承载能力和疲劳寿命。     

On the Dynamics of Lubricated Cylindrical Roller Bearings,Part I: Evaluation of Stiffness and Damping Characteristics

The stiffness and damping coefficients of a single roller-to-race contact of lubricated cylindrical roller bearings are numerically evaluated using a linearized perturbation method for both elastohydrodynamic lubrication (EHL) finite and infinite contact theories. A steady-state pressure equation is solved by a multilevel method and the elastic deformation is evaluated with the multilevel multi-integration method. Dynamic pressures are obtained by solving a set of perturbed pressure equations and are used to calculate the stiffness and damping coefficients. The influence of various nondimensional parameters (load parameter, speed parameter, material parameter, edge radius, and geometrical parameter) on the stiffness and damping are studied. The results show that a finite line contact gives higher values of stiffness and damping coefficients compared to an infinite contact, particularly at higher load and lower speed values. Based on the numerically evaluated data, curve-fitted relations for the stiffness and damping coefficients of a single roller-to-race contact are developed that can be used in the dynamic analysis of rotor–bearing systems.     

空心圆柱滚子接触变形的一种计算方法

空心圆柱滚子与套圈间的接触属于非Hertz接触问题.通过对空心圆柱滚子接触特性的分析,发现空心滚子与内、外圈具有线接触变形和本身弹性弯曲变形的双重特性,把空心度作为影响接触变形的一个重要参数,提出了一种计算空心滚子接触变形的方法.该方法计算的结果与有限元方法获得的结果进行对比,结果表明:对于3种不同规格的滚子分别在不同空心度及外载荷的情况下,两者计算结果相当吻合,该计算式可作为空心滚子接触变形计算的-个参考公式.     

圆柱滚子结构有限元分析及优化

在圆柱滚子轴承中由于空心滚动体可以吸收振动、避免发生边缘应力集中以及降低高速转动时的离心力,因此,对圆柱滚子轴承的滚动体空心进行了优化分析,建立了空心滚动体的参数化模型,在ANSYS软件中进行有限元结果分析,得到滚子的位移、应力变化分布图。应用ANSYS优化分析模块,对滚子几何尺寸进行了优化,得到了以质量最轻为目标,以满足强度、刚度条件的空心滚动体的尺寸。     

基于ANSYS的四列圆柱滚子轴承接触应力和刚度分析

对四列圆柱滚子轴承的接触应力、变形以及径向刚度进行了研究.建立了四列圆柱滚子轴承的有限元三维模型,基于ANSYS和Hertz接触理论,阐述了建模过程中的关键步骤,结合短应力线轧机的应用实例,计算了轴承滚子、内圈的接触应力与变形分布,直观表达了交错排列滚子之间的应力分布情况,计算结果和Hertz理论值相比较,具有较好的一致性.通过计算不同载荷下的轴承变形（轴承内孔轴线的相对位移）,获得了轴承刚度随径向载荷变化的规律.