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圆柱滚子轴承旋转精度数值计算及试验研究

机械工程学报 2016年第15期52卷 65-72页

作者：余永健李济顺陈国定薛玉君刘永刚史文祥西北工业大学机电学院西安710072 河南科技大学河南省机械设计及传动系统重点实验室洛阳471003 河南科技大学机电工程学院洛阳471003

针对圆柱滚子轴承旋转精度,提出了轴承外圈径向跳动数值计算方法,并对外圈滚道形状误差进行了试验研究。根据轴承元件运动及几何关系,建立了轴承外圈径向跳动数值计算模型,分析了外圈滚道圆度误差幅值、圆度误差阶次、滚子个数以及径向... 详细信息

针对圆柱滚子轴承旋转精度,提出了轴承外圈径向跳动数值计算方法,并对外圈滚道形状误差进行了试验研究。根据轴承元件运动及几何关系,建立了轴承外圈径向跳动数值计算模型,分析了外圈滚道圆度误差幅值、圆度误差阶次、滚子个数以及径向游隙对轴承旋转精度的影响规律,并验证了模型的正确性。分析结果表明,外圈滚道圆度误差幅值对轴承旋转精度影响较大;当轴承外圈圆度误差阶次与滚子个数满足特定关系时,轴承旋转精度显著降低;对于外圈滚道圆度误差波形变化较剧烈的圆柱滚子轴承,滚子个数对其旋转精度影响较大。对轴承外圈滚道圆度误差试验研究结果表明,外圈滚道圆度误差服从正态分布;轴承外圈滚道圆度误差幅值随圆度误差阶次呈指数曲线变化;获得了外圈径向跳动与外圈滚道谐波分布参数的函数关系式,可用于外圈径向跳动的预测。

关键词：圆柱滚子轴承旋转精度外圈滚道圆度误差正态分布

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圆柱滚子轴承多体接触动力学研究

振动与冲击 2015年第7期34卷 15-23,32页

作者：姚廷强黄亚宇王立华昆明理工大学机电工程学院昆明650093

考虑滚子和套圈、滚子和保持架、保持架和引导套圈的动态接触关系,提出了机械系统中圆柱滚子轴承多体动力学分析的新方法。基于圆柱套圈滚道的三角网格模型,实现了圆柱滚子和套圈滚道的动态接触力的预测搜索算法,进而建立了计及润滑摩... 详细信息

考虑滚子和套圈、滚子和保持架、保持架和引导套圈的动态接触关系,提出了机械系统中圆柱滚子轴承多体动力学分析的新方法。基于圆柱套圈滚道的三角网格模型,实现了圆柱滚子和套圈滚道的动态接触力的预测搜索算法,进而建立了计及润滑摩擦作用和Hertz接触作用的圆柱滚子轴承的三维多体接触全动力学模型。运用广义-α方法计算分析了不同工况条件下圆柱滚子轴承的动态特性和保持架的稳定性,获得了不同工况下轴承的运动轨迹、角速度、滚子和倾斜扭转振动、动态接触力,拖动力和相轨迹等动态响应的变化规律。计算结果表明低速或较小径向力下,滚子和保持架的拖动力相对较小且不稳定,滚子和保持架侧梁、外圈挡边之间存在明显的频繁接触冲击作用,内圈中心的振动位移相对较大,保持架中心的径向平面运动轨迹形成不稳定的近似圆周运动,圆柱滚子轴承的运动稳定性相对较差。随着转速或旋转径向力的增加,保持架中心的径向平面运动轨迹为圆周运动和单周期的相轨迹运动,保持架中心的轴向振动明显,滚子倾斜扭转振动相对较小。

关键词：接触动力学圆柱滚子轴承多体系统动力学保持架

外圈故障引起圆柱滚子轴承IAS扰动动力学建模

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振动工程学报 2023年

作者：韩谯郭瑜樊家伟昆明理工大学机电工程学院

针对瞬时角速度信号（IAS,Instantaneous Angular Speed）与轴承机械动力学之间的关系研究和工业机器人RV减速器转臂轴承在低速工况下易发生失效的问题，提出了一种三自由度局部故障滚子轴承IAS扰动的动力学模型。模型基于Hertz线接触... 详细信息

针对瞬时角速度信号（IAS,Instantaneous Angular Speed）与轴承机械动力学之间的关系研究和工业机器人RV减速器转臂轴承在低速工况下易发生失效的问题，提出了一种三自由度局部故障滚子轴承IAS扰动的动力学模型。模型基于Hertz线接触理论，分析了滚子与滚道间相互作用产生的局部变形对IAS的影响机理，给出了耦合切向力与力矩的计算方法；将故障冲击引入扭矩分析，计算故障区带来的扭矩变化，增加角自由度，建立了法向力与切向力相耦合的三自由度轴承I AS扰动动力学模型。采用四阶-龙库塔数值积分法求解，并在近似条件下将结果与实验进行对比分析。结果表明，该模型能较好地解释圆柱滚子轴承IAS扰动的来源，有效反映外圈故障对IAS带来的影响，进一步完善了滚动轴承动力学理论。

关键词：转子动力学圆柱滚子轴承瞬时角速度 Hertz线接触

圆柱滚子轴承混合润滑状态下的超声法膜厚测量

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振动与冲击 2020年第10期39卷 279-284页

作者：李猛田桂斌刘意刘恒戚社苗宋海涛姬传义长安大学汽车学院西安710064 西安交通大学机械工程学院西安710049 洛阳LYC轴承有限公司河南洛阳471039 航空精密轴承国家重点实验室河南洛阳471039 北京航天自动控制研究所北京100854

圆柱滚子轴承由于其线接触特点被广泛应用于各类低速重载工况下的大型设备中,其运行性能和稳定性与滚子和内外圈间的接触润滑状态密切相关;基于等效刚度的超声法可用于实际工况的滚子轴承弹流润滑油膜厚度测量,但无法直接适用于低速重... 详细信息

圆柱滚子轴承由于其线接触特点被广泛应用于各类低速重载工况下的大型设备中,其运行性能和稳定性与滚子和内外圈间的接触润滑状态密切相关;基于等效刚度的超声法可用于实际工况的滚子轴承弹流润滑油膜厚度测量,但无法直接适用于低速重载工况下流体润滑和粗糙峰接触共存的混合润滑状态膜厚测量。为此,提出了一种混合润滑状态下的超声测量方法,建立了界面油膜刚度和粗糙体接触刚度的并联模型,通过引入接触系数并结合经验公式对超声法所测界面总刚度进行分解,获取混合润滑状态下的油膜刚度,进而得到更加准确的油膜厚度。将实验结果和理论结果的对比分析,验证了该模型的可行性和有效性。

关键词：圆柱滚子轴承混合润滑超声测量接触系数油膜厚度

偏载工况下圆柱滚子轴承非赫兹接触及疲劳寿命分析

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轴承 2023年第8期 22-28页

作者：陈志马雅丽赵永生王广建大连理工大学机械工程学院辽宁大连116024

针对赫兹接触理论未考虑圆柱滚子轴承边缘效应和偏载效应的问题,通过切片法建立非赫兹接触分析模型,结合该模型计算轴承的接触应力分布,并基于支持向量机建立轴承疲劳寿命模型,以NJ311圆柱滚子轴承为例,分析了力矩载荷、径向载荷、转速... 详细信息

针对赫兹接触理论未考虑圆柱滚子轴承边缘效应和偏载效应的问题,通过切片法建立非赫兹接触分析模型,结合该模型计算轴承的接触应力分布,并基于支持向量机建立轴承疲劳寿命模型,以NJ311圆柱滚子轴承为例,分析了力矩载荷、径向载荷、转速、径向游隙对轴承疲劳寿命的影响,结果表明:随力矩载荷增大,轴承疲劳寿命降低,力矩载荷小于13 N·m时,对数素线滚子轴承疲劳寿命最高,力矩载荷大于13 N·m时,圆弧修形(圆心在两侧)滚子轴承疲劳寿命最高;随径向载荷和转速增加,轴承疲劳寿命降低;随径向游隙增大,轴承疲劳寿命先升高后降低。

关键词：滚动轴承圆柱滚子轴承接触应力边缘应力寿命模型支持向量机

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圆柱滚子轴承刚性转子系统周期运动分岔

振动．测试与诊断 2011年第5期31卷 637-641,668页

作者：崔立刘长利郑建荣华东理工大学机械与动力工程学院上海200237

推导了考虑径向力、力矩联合作用的滚子轴承的非线性轴承力和力矩,建立了圆柱滚子轴承刚性转子系统的四自由度动力学方程,利用求解非线性非自治动力系统周期解的延拓打靶算法进行计算,根据F loquet乘子判断周期运动的分岔。以某滚子轴... 详细信息

推导了考虑径向力、力矩联合作用的滚子轴承的非线性轴承力和力矩,建立了圆柱滚子轴承刚性转子系统的四自由度动力学方程,利用求解非线性非自治动力系统周期解的延拓打靶算法进行计算,根据F loquet乘子判断周期运动的分岔。以某滚子轴承刚性转子系统为例,研究了该类转子系统在径向间隙-转速、阻尼-转速、力矩-转速参数域内周期运动的分岔及失稳规律。结果发现:随径向间隙、阻尼和力矩的变化,周期运动将产生倍周期或Hop f分岔,分岔转速随参数变化而改变。其中力矩的存在会明显降低系统的失稳转速,可通过选择合适的结构和工况参数尽量避免滚子轴承转子系统出现非周期运动。

关键词：圆柱滚子轴承转子系统周期运动分岔

机床主轴用双列圆柱滚子轴承CAD/CAPP软件的开发

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轴承 2023年第12期 32-38页

作者：张阗李雪飞王玉国张德颖高武正洛阳轴承研究所有限公司河南洛阳471039 河南科技大学车辆与交通工程学院河南洛阳471003

阐述了以Visual ***为开发平台,中望CAD为图形处理软件的机床主轴用双列圆柱滚子轴承CAD/CAPP软件的开发思路和过程。介绍了该软件的主要模块、工作流程和操作界面,重点对数据库查询、主参数优化设计、生成设计说明书、链接图形处理软... 详细信息

阐述了以Visual ***为开发平台,中望CAD为图形处理软件的机床主轴用双列圆柱滚子轴承CAD/CAPP软件的开发思路和过程。介绍了该软件的主要模块、工作流程和操作界面,重点对数据库查询、主参数优化设计、生成设计说明书、链接图形处理软件、生成设计图纸与工艺图纸、生成草图与三维实体模型等功能进行说明,并给出了部分程序源代码,可作为其他类型轴承相关软件开发的参考。

关键词：滚动轴承圆柱滚子轴承机床主轴计算机辅助设计计算机辅助工艺设计软件开发

载流工况下圆柱滚子轴承等效电容计算分析及试验验证

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轴承 2023年第9期 11-18页

作者：马思源王志伟李畅邓四二连杰河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 山东朝阳轴承有限公司山东德州253200 青岛泰德汽车轴承股份有限公司山东青岛266041

电场环境中的高频轴电流直接影响轴承的使用寿命,使轴承出现电蚀,进而影响整个传动系统的工作性能和使用寿命。为更准确地分析载流工况下轴承运行参数对轴承等效电容的影响,基于滚动轴承动力学理论建立了一种圆柱滚子轴承等效电容动力... 详细信息

电场环境中的高频轴电流直接影响轴承的使用寿命,使轴承出现电蚀,进而影响整个传动系统的工作性能和使用寿命。为更准确地分析载流工况下轴承运行参数对轴承等效电容的影响,基于滚动轴承动力学理论建立了一种圆柱滚子轴承等效电容动力学模型,得到滚子与滚道之间的动态赫兹接触面积和动态油膜厚度并计算出轴承等效电容,实现了圆柱滚子轴承等效电容的动态仿真,分析了轴承转速和径向载荷对圆柱滚子轴承等效电容的影响规律。结果表明:随着轴承转速的增加,轴承等效电容随之减小,但轴承击穿阈值电压随之增大;随着径向载荷的增加,轴承等效电容随之增大,但轴承击穿阈值电压随之减小;当其他条件一定时,适当提高轴承的d_(m)n值、增加轴承宽度和滚子直径可以防止轴承被击穿。通过载流轴承试验机进行试验,试验与仿真结果的最大误差为10.1%,验证了理论计算与模型仿真的合理性。

关键词：滚动轴承圆柱滚子轴承载流工况轴承等效电容转速径向载荷动力学模型

基于区间极值的圆柱滚子轴承保持架打滑评价方法

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轴承 2023年第9期 61-65,71页

作者：姜中明毕明龙曹娜娜战利伟中国航发哈尔滨轴承有限公司哈尔滨150025

针对变速工况下航空用圆柱滚子轴承保持架打滑率分析中轴承自身结构参数所导致误差的问题,通过理论分析提出将保持架与内圈实际转速之比作为保持架打滑率评价指标,并引入弱磁探测方法拾取航空轴承运行中内圈及保持架转速信息,通过短时... 详细信息

针对变速工况下航空用圆柱滚子轴承保持架打滑率分析中轴承自身结构参数所导致误差的问题,通过理论分析提出将保持架与内圈实际转速之比作为保持架打滑率评价指标,并引入弱磁探测方法拾取航空轴承运行中内圈及保持架转速信息,通过短时傅里叶变换获取内圈及保持架转速的时频分布,基于区间极值方法提取时频平面局部能量极大值的频率信息,从而获取保持架随时间变化的打滑特性。

关键词：滚动轴承圆柱滚子轴承保持架打滑转速磁场强度传感器