联合载荷下角接触球轴承的动态特性分析

作     者：李震 关先磊 钟锐 王青山 LI Zhen;GUAN Xianlei;ZHONG Rui;WANG Qingshan

作者机构：中南大学高性能复杂制造国家重点实验室长沙410083 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2020年第56卷第17期

页      面：116-125页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金(51705537) 东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室研究基金(VCAME202006) 高性能复杂制造国家重点实验室自主课题(ZZYJKT2018-11) 中南大学创新驱动计划(2019CX006)资助项目 

主　　题：角接触球轴承 轴承刚度 轴向力 滚珠方位角 接触角 

摘      要：高速轴承是我国国民经济和国防工业急需的关键零部件,基于非线性弹性赫兹接触理论以及琼斯哈里斯模型,在原有三自由度动力学模型的基础上,提出一个五自由度拟静力学分析模型,考虑离心力,陀螺力矩,接触角等因素的影响。从角接触球轴承(Angular contact ball bearing,ACBB)内部几何关系入手,根据勾股定理列出几何平衡方程,分别对滚珠和轴承内圈进行受力分析,列出受力平衡方程,采用牛顿拉夫逊方法结合迭代步长调节因子对平衡方程组进行求解。通过求解特定工况下的轴承刚度和轴承动态参数与已有文献的结果进行对比,验证本文方法的准确性,稳定性和通用性。根据已建立的动力学模型,分别开展轴承外载荷和转速对轴承动态特性的研究。结果表明,在联合载荷作用下,轴向和径向载荷对轴承动态参数和轴承刚度有重要影响,且两者在一定程度上相互制约。力矩对轴承的动态特性影响较小。