基于赫兹理论的大型负游隙四点接触球轴承的接触分析

给出了用赫兹接触理论对大型负游隙四点接触球轴承进行接触分析的方法,并以3-645K转盘轴承为例,计算空载时不同负游隙下钢球与内、外圈滚道之间的法向接触压力.结果表明:轴承4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.     

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.     

特大型负游隙四点接触球轴承接触应力分析

给出了特大型负游隙四点接触球轴承接触点处应力分布的分析方法,并计算了某型号转盘轴承在空载时不同负游隙下球与内外圈之间的接触应力和接触区面积.结果表明:空载时,负游隙轴承发生四点接触,四点处接触面积近似相等,接触应力分布近似一样,内圈受到的接触应力略大于外圈.负游隙绝对值越大,接触区面积越大,接触应力也越大.可以通过增大负游隙绝对值来提高轴承摩擦力矩.     

负游隙薄壁四点接触球轴承空载下的摩擦力矩计算

介绍了负游隙四点接触球轴承游隙的计算方法,以空载状态下的薄壁四点接触球轴承QJ1830为例,考虑了负游隙状态下套圈变形对钢球与沟道间接触载荷的影响,分析了影响该轴承摩擦力矩的主要因素,最后根据能量守恒定律计算了该轴承空载状态下的摩擦力矩,并与实测值进行了对比,结果表明:游隙值越小,摩擦力矩的理论计算值相对实测值的误差越小,当游隙小于-7μm时,误差小于30%。     

薄壁四点接触球轴承接触问题有限元分析

基于Ansys有限元软件,提出薄壁四点接触球轴承的逐级梯度细化接触区域的单元网格划分方法。建立等截面薄壁四点接触球轴承1/2单个滚动体与套圈及整个轴承有限元模型。计算分析了网格单元尺寸对四点接触球轴承接触特性的计算精度影响,求解整个轴承有限元模型在静径向力下的载荷分布规律,获得了薄壁四点接触球轴承较为精确的椭圆接触区域形状和四点接触状态。研究表明:对于接触特性计算,网格划分单元尺寸近似于接触椭圆短半轴的50%时便可以得到较精确计算结果,对于薄壁四点接触球轴承,钢球与内、外圈滚道的接触应力、等效应力和接触变形与径向载荷呈非线性递增关系,接触应力大小和载荷分布的计算结果与赫兹接触理论计算值具有较好的一致性。计算结果较为精确的模拟了薄壁四点接触球轴承的接触特性和载荷分布规律。     

负游隙四点接触球轴承的刚度计算

分析了负游隙四点接触球轴承分别承受纯径向和纯轴向载荷时的载荷分布,根据Hertz理论的载荷与变形关系,推导出了负游隙四点接触球轴承径向和轴向刚度的计算公式,以QJ1830轴承为例进行了分析计算,并对正、负游隙时轴承的刚度进行了对比,结果显示负游隙时轴承的径向和轴向刚度均得到提高。     

径向游隙对全钢轴承和陶瓷球轴承载荷分布和接触应力的影响

根据接触力学基本原理和滚动轴承设计基本理论给出了轴承载荷分布和接触应力的计算公式,应用滚动轴承载荷分布离散模型,通过编程求解轴承的载荷分布和接触应力。并以某电动机用深沟球轴承为例,计算不同径向游隙时全钢轴承和陶瓷球轴承的载荷分布和接触应力,结果表明：径向游隙对全钢轴承和陶瓷球轴承载荷分布的影响规律相似;在相同载荷下,陶瓷球和钢球的接触应力大小与轴承径向游隙密切相关,且存在最优径向游隙值。     

载荷参数对球轴承性能的影响分析

基于多体动力学方法,建立了计及游隙、外圈结构弹性变形、钢球和套圈接触关系的球轴承多体接触力学模型,结合自定义接触力程序,运用ADAMS计算不同载荷参数下球轴承的静态性能的变化规律。计算了联合载荷作用下钢球和套圈滚道的动态接触力,分析了球轴承的预紧力、径向力和联合载荷对钢球与套圈滚道的接触力、载荷分布角、套圈中心的相对位移和接触角等的影响,并通过理论计算进行了验证。     

特大型双排四点接触球轴承承载能力的研究

给出特大型双排四点接触球轴承承载曲线的精确计算方法。绘制其静承载曲面,并对精确静承载曲线及简化静承载曲线进行比较。分析轴承游隙、沟曲率半径系数及原始接触角对静承载曲线的影响。结果表明:随着轴承负游隙绝对值的增大,轴承所能承受的最大倾覆力矩增大,最大轴向力减小。游隙在–0.2~0 mm范围内取值,对轴承承载能力的影响较小。沟曲率半径系数对轴承承载能力影响较大,随着轴承沟曲率半径系数的增大,轴承静承载能力减小。随径向力增加,轴承承载能力随接触角增大先增大后减小。     

大型变桨轴承载荷分布的有限元分析

在实际工程应用中,大型风电变桨轴承的结构多为双排四点接触球轴承,其受力巨大,工况恶劣,掌握其载荷分布规律对于提高变桨轴承的性能和可靠性有重要意义。利用ANSYS Workbench软件,对变桨轴承进行了三维建模,对其进行了静态接触力学分析,研究了变桨轴承的载荷分布规律,以及螺栓预紧力、模拟工况条件对变桨轴承载荷分布的影响。结果表明,变桨轴承中钢球与沟道间的最大接触载荷随螺栓预紧力的增大先减小后增大,工况条件下,变桨轴承会发生扭转变形,对载荷分布有较明显的影响。     

变桨轴承载荷分布分析

针对变桨轴承采用负游隙的应用条件,分析了该条件下单排四点接触球转盘轴承内、外圈尺寸的变化及该轴承的载荷分布,建立了负游隙条件下空载时套圈变形方程与联合载荷作用下载荷分布方程,并讨论了该轴承运动过程中的载荷分布状态。     

游隙对单排四点接触球转盘轴承载荷分布的影响

游隙是影响滚动轴承性能的一个重要参数。研究了游隙对单排四点接触球转盘轴承载荷分布的影响规律。首先,建立轴承的静力模型并得到一组平衡方程;然后,以两套具有不同几何参数及外部载荷的轴承为例,利用静力模型计算了轴承的载荷分布。结果表明:随着游隙的增大,承担载荷的滚动体数目逐渐减少,受载最大的滚动体载荷也逐渐增大。当游隙往小处取值时,有利于提高轴承的承载能力。     

双列调心凹面滚子轴承接触载荷分析

在考虑滚子与套圈、滚子与保持架以及保持架与引导套圈作用力的条件下,建立双列调心凹面滚子轴承动力学模型.以某双列调心凹面滚子轴承为研究对象,与静力学分析模型滚子最大接触载荷计算结果对比,验证了模型的正确性.并分析了工况条件(轴向载荷、径向载荷、倾覆力矩、转速)和结构参数(滚子数量、滚子长度、径向游隙)对滚子最大接触载荷的...     

Investigation of skidding in angular contact ball bearings under high speed

This paper proposes a dynamic model to investigate skidding in angular contact ball-bearings with considering the interaction between balls and raceways, cage and lubricant. The differential equations governing the motions of bearing elements are established and solved using a fourth-order Runge–Kutta algorithm; traction forces between balls and raceways are evaluated based on elastohydrodynamic lubrication theory. The results show that the applied axial load significantly influences the behavior of skidding due to the changes of internal load, orbital and rotation speeds of ball under different operating conditions; appropriate axial load can be determined to avoid severe skidding.     

机器人用四点接触球轴承旋转精度影响因素

针对机器人用四点接触球轴承旋转精度难以预测和控制的问题,提出了同时考虑轴承内圈沟道和外圈沟道圆度误差的轴承旋转精度数值计算方法。根据轴承内部元件运动学和几何学关系建立轴承旋转精度数值计算模型。使用MATLAB编写轴承旋转精度求解程序,得到内圈沟道圆度误差幅值和谐波阶次、外圈沟道圆度误差幅值和谐波阶次、钢球直径偏差及钢球个数对轴承旋转精度的影响规律。进行了轴承旋转精度试验,验证了仿真结果的正确性。轴承旋转精度涉及很多指标,所研究的四点接触球轴承旋转精度衡量指标指轴承外圈径向跳动。结果表明：轴承外圈径向跳动随着内外沟道圆度误差幅值的增大先平稳后快速增大,随着内圈外沟道圆度误差谐波阶次的增大呈现周期性变化,随着钢球直径偏差的增大呈线性减小,随着轴承内部钢球个数的增大呈指数减小。所建模型解决了四点接触球轴承旋转精度难以进行理论求解的问题,能够准确预测轴承的旋转精度,为四点接触球轴承的精度设计提供了理论基础。     

Study on Rolling Contact Fatigue in Hydrogen Environment at a Contact Pressure below Basic Static Load Capacity

A method to determine the shoulder height in an angular contact ball bearing using a 3D contact analysis is proposed. The load analysis was performed by calculating the distributions of internal loads and contact angles for each rolling element. From the results of the bearing load analysis and the contact geometry between the ball and raceways, 3D contact analyses using an influence function were conducted. The algorithm developed was applied to an angular contact ball bearing for an automotive wheel. The effects of axial load on contact pressure at the inner and outer raceways were evaluated and the critical axial loads in the present shoulder height were calculated. The critical shoulder heights were also determined when the bearing was subjected to a practical load for a steel ball bearing. The proposed methodology is generally applicable for the purpose of reducing the material cost and improving the efficiency of the bearing design process.     

配对角接触球轴承静态力学特性

根据角接触球轴承实际的工作状态,建立背靠背配对安装形式的角接触球轴承接触模型,计算配对轴承在径向、轴向和力矩载荷联合作用下的载荷分布以及接触应力,并将理论值与Ansys有限元法得出的结果进行对比,验证计算结果的准确性。详细研究了在联合载荷的作用下,配对轴承静态载荷分布以及接触特性的变化规律。研究结果表明:配对角接触球轴承的内圈在联合载荷作用下发生位移,使载荷分布不均匀,接触应力主要集中在载荷对称线附近的部分钢球上,改变联合载荷会使两列轴承载荷分布规律以及接触特性发生变化。     

双半外圈调心球轴承预紧力和预紧量的分析计算

预紧是保证轴承刚度和旋转精度的重要途径。为了保证双半外圈双列调心球轴承的预紧效果,对其预紧力的确定和预紧量的大小进行了分析计算。目前这种双半外圈双列调心球轴承在轴承分类中还没有,它结合了成对双联向心推力球轴承和双列向心调心球轴承的优点。既能实现大角度调心,调心角度达3°,又能进行轴向预紧。通过对这类轴承的力学分析,推导了轴向预紧力与轴承支撑负载的关系公式。预紧量是通过控制两个半外圈之间的隔圈厚度进行调节的,基于弹性接触理论,推导了轴承定位隔圈磨削量大小的公式。这种轴承在国家重大科技项目LAMOST天文望远镜像场旋转轴中得到应用,内径1100mm的轴承现场安装预紧调整后实测,在任意50°范围内（旋转轴工作范围）,轴系径向跳动小于0.02mm,端面跳动小于0.03mm。满足了LAMOST对像场旋转轴系刚度和旋转精度的要求。跟星实测像场旋转精度RMS值优于0.3″。