新的角接触球轴承接触角和游隙的通用计算公式

对四点接触球轴承的接触角和游隙公式重新进行了推导，并开发了实用的计算程序，新公式对三点、四点接触的双半内圈或双半外圈球轴承以及一般角接触球轴承都适用。     

异型双半内圈四点接触球轴承轴向游隙的测量

针对异型双半内圈四点接触球轴承的结构特点,对深沟球轴承的通用轴向游隙检测仪进行改进,制作了专用附件,实现了该轴承轴向游隙的精确快速测量。     

四点接触球轴承预紧间隙的测量和沟道参数的设计

以双半外圈轴承为例，介绍了带预紧间隙的四点接触球轴承预紧间隙的测量方法，并根据测量原理确定了套圈沟道参数的设计原则。     

双半内圈四点接触球轴承的设计改进

双半内圈四点接触球轴承结构复杂、设计周期长、加工难度大。为了提高生产效率、减少废品、降低成本,从根本上改进了设计方法,效果良好,适合大批量生产。     

大型四点接触球轴承轴向游隙测量方法的探讨

分析了大型四点接触球轴承加工双半圈沟道时,由于沟道曲率存在误差且测量点不在接触角位置而使轴承装配时轴向游隙超差的原因,解决了生产实践中轴向游隙超差问题。     

负游隙对特大型双排四点接触球轴承载荷分布的影响

给出负游隙双排四点接触球轴承接触载荷分布的计算模型。采用Newton–Raphson法计算了某型号双排四点接触球轴承在联合载荷时不同负游隙下的接触载荷分布情况,分析负游隙与轴承接触载荷分布的关系,并与经验公式的计算结果进行对比。结果表明：计算模型正确合理。随着负游隙绝对值增大,发生4点接触的钢球数越多,直到所有钢球都发生4点接触;轴承中最大接触载荷随负游隙绝对值的增大先减小后增大。双排四点接触球轴承上排钢球与滚道接触的最大接触载荷比下排球与滚道接触的最大接触载荷大。     

球轴承接触椭圆截断分析与试验验证

以某型航空发动机双半内圈球轴承为研究对象,结合滚动轴承赫兹点接触理论,建立双半内圈球轴承椭圆截断接触特性数学模型,得出轴承极限轴向载荷,并对轴承极限承载能力进行试验验证。试验结果表明,该型双半内圈球轴承发生接触椭圆截断时,具备一定轴承使用寿命,为后续发动机研制试验提供了技术支持。     

面向典型工况的四点接触球轴承接触状态分析

四点接触球轴承在实际服役环境下易出现三点、四点接触现象，复杂时变的接触特征导致其建模分析及试验研究的难度较大。首先，建立四点接触球轴承力学模型，对其接触受力及运动状态进行分析；然后，利用刚体动力学分析轴承各零件之间的瞬态几何关系；最后，利用赫兹接触和润滑理论建立力学模型，通过GSTIFF I3求解器获取轴承组件在各个时刻相互之间作用所产生的状态信息，从而得到四点接触球轴承的多点接触特征。基于上述模型开展了转速、径向载荷等工况参数对四点接触球轴承动态接触的影响分析，结果表明：当转速较高时，轴承在离心力的作用下容易出现三点接触现象，副接触对的接触力随着转速的提高而逐渐增加；当径向载荷与轴向载荷比值增加到一定程度时，轴承易出现四点接触现象。     

四点接触球轴承轴向刚度的测量

阐述了四点接触球轴承的工作机理,提出利用数控机床的微进给控制加载的方法,对四点接触球轴承轴向刚度进行精密测量,分析了影响测量精度的主要原因,介绍了测试过程中的主要技术措施。通过实测得到某型号四点接触球轴承的轴向刚度曲线,为其实际应用提供科学依据,该方法对其他复杂零件的轴向刚度测量,具有工程参考价值。     

四点接触球轴承接触特性研究

四点接触球轴承被广泛应用于高速旋转机械设备,本文主要分析了游隙值和摩擦力矩对设备的接触损耗影响,进而排查轴承设备受损原因,进一步优化四点接触球轴承接触特性。     

特大型负游隙四点接触球轴承拟静力学分析

给出了特大型负游隙四点接触球轴承拟静力学分析的方法,并以某型号转盘轴承为例计算空载时不同负游隙下球与内、外圈之间的法向接触载荷,结果表明:轴承四个接触点处的接触载荷随负游隙绝对值的增大而增大,负游隙的微小变化对接触力的影响很大,可以通过使负游隙绝对值略微增大来提高轴承的启动摩擦力矩.     

角接触球轴承流固耦合仿真分析

角接触球轴承在运行过程中的润滑状况至关重要,润滑油直接影响滚动轴承的接触状态。为分析角接触球轴承的润滑状况以及考虑润滑时轴承的机械特性,基于有限元和晶格玻尔兹曼方法,建立了双向流固耦合轴承仿真模型,对角接触球轴承进行动力学有限元仿真和润滑流体仿真,并与轴承拟静力学理论计算结果进行对比,验证模型的准确性。分析结果表明,保持架与滚珠接触并撞击,在轴承腔内油膜压力最大,滚珠与内圈、外圈滚道接触区分别为第二、第三大油膜压力区。润滑油受滚珠公转影响,沿着滚珠转动方向流动,实现对滚珠与内圈、外圈和保持架之间的润滑。滚珠运动和最大接触应力仿真结果与轴承拟静力学理论求解结果一致,即流固耦合仿真模型计算轴承机械特性具有较高的准确性。     

角接触球轴承多体动力学分析

利用ADAMS软件建立了套圈、钢球和保持架的角接触球轴承多体接触动力学仿真模型,在不同转速、径向力和引导游隙下,运用ADAMS软件仿真分析了角接触球轴承的动力学性能、保持架的波动冲击和稳定性,讨论了角接触球轴承的接触力、保持架的角加速度及其质心运动轨迹等的仿真结果。研究结果表明,保持架的波动和稳定性与角接触球轴承的运动速度、引导间隙和载荷等因素相关。多体动力学模型和分析结果为不同工况下使用的角接触球轴承的动态设计和疲劳寿命提供了参考方法。     

一种四点接触球轴承桃形沟参数测量方法

基于四点接触球轴承桃形沟沟道与球的位置关系,提出了一种沟道参数间接测量方法,解决了桃形沟沟曲率半径和沟曲率中心偏心距的测量问题,利用SolidWorks的尺寸驱动功能对上述方法进行了反向验算,结果具有较高的准确度.     

三点接触球轴承失效分析

针对某三点接触球轴承使用中提前失效的问题,对其进行了外观检查、金相分析、硬度检测和材质检验,排除了因材质问题引起失效的可能。通过失效分析以及对轴承所受轴向载荷的测量和钢球与外圈最大接触应力的计算发现,轴向载荷过大是导致轴承失效的主要原因。     

传动机构用四点角接触球轴承的改进设计

某型号主机配套使用的四点角接触球轴承承受大的径向力和倾覆力矩，原来的结构不能满足主机的工况要求。通过减小接触角、增大钢球直径和采用满球设计提高其承载能力；用桃形沟道代替直沟道以减小接触应力；装配时将两半内圈压紧达到预定游隙以提高系统刚度等措施使轴承的最大接触应力降低至不足原结构的1／3，摩擦力矩为原结构的1／5。     

高速角接触球轴承中的冲击滑动研究

高速角接触球轴承中,球与保持架的碰撞会导致球与滚道的冲击滑动,从而引起滚道划伤和轴承早期失效。为探究球与保持架的冲击碰撞导致的瞬时滑动,以某高速角接触球轴承为研究对象,通过对联合载荷下角接触球轴承的动力学仿真,分析了变速工况及保持架结构参数对球与保持架的冲击碰撞、球与滚道的冲击滑动以及零件磨损率的影响。结果发现,加减速及恒定转速下,球与保持架的运动呈现周期性变化;由于球进入和离开径向载荷区域时公转角速度的变化,球与保持架碰撞并导致球相对内、外圈滚道发生冲击滑动;为适应球公转角速度的变化,适当增大兜孔间隙,可以减小球与保持架兜孔碰撞力的大小和频率,从而减小球与滚道的冲击滑动以及保持架的磨损率。     

油气润滑角接触球轴承腔内空气压力分布数值分析

基于轴承腔内油气两相流流动模型,采用VOF方法和MRF模型对高速角接触球轴承腔内油气两相流的流动情况进行数值计算,重点分析轴承腔内和滚珠表面的压力分布,以及转速、初始空气压力等参数对压力分布的影响。结果表明:轴承腔内的压力因滚珠与保持架的搅动作用,整体处于负值,并且在局部区域形成漩涡;随着转速的增加,腔内压力在负方向上逐渐增大,内外圈之间的压差也随之增大;沿着滚珠自旋方向,压力在负方向上逐渐增大,到滚珠与内圈接触点附近达到最大值,这有利于将润滑油吸附到滚珠表面,从而得到更好的润滑效果;初始压力越大,腔内压力在数值上也越大,分布不均匀性程度随之加剧,初始压力的选取对轴承润滑有很大影响。     

Experimental Study of Four-Point Contact Ball Bearing with Deformable Rings

When a ball bearing is designed with thin rings or is mounted in a flexible housing, the assumption of rigid rings is not true anymore. In this article, an experimental study is presented and a comparison with a numerical model is performed. The numerical approach is based on the coupling between a semi-analytical code and a finite element (FE) model that computes the deformation of the rings and housings. The numerical model accounts for ring ovalization, raceway opening, change of conformity, and structural displacements of the whole assembly. The experimental setup allows investigation of the load–displacement behavior of a four-point contact ball bearing submitted to a static thrust loading. Displacements are measured by an optical method (stereo-correlation) that enables comparison of the surface deformation of the two tested bearings and computation of the rigid-body displacement of the inner ring with respect to the outer ring. A comparison between experimental results, numerical results, with and without consideration of ring and housing stiffness, is presented. The numerical results show the importance of the housing stiffness in the modeling, even with standard ball bearings with relatively large and thick rings. Good agreement between measured quantities and numerical results was found. This permits the prediction of the real nonlinear bearing stiffness (load–displacement curve) with a reasonable margin of error.