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角接触球轴承中心位移与轴承反力关系研究

编辑:admin添加时间:2018-12-28浏览次数:
采用2个自由度"准刚体模型",在轴承中心轴向位移和径向位移已知的条件下,用力法求解出滚动体与轴承内外圈之间的接触力,进而求出轴承的径向反力、轴向反力与反力矩。讨论了滚动体离心力、陀螺力矩以及滚动体位置对滚动轴承中心位移与轴承反力关系的影响。计算结果表明:轴承中心轴向位移、径向位移增加导致轴承径向、轴向反力显著增加,轴承可视为非线性硬弹簧;滚动体离心力和陀螺力矩作用,使得轴承的径向反力和轴向反力减小,内外圈接触角变化;滚动体位置变化使得轴承径向反力与轴承反力距的变化幅度最大可达1.92%。


  角接触球轴承是一种常见的通用零部件, 在机械工程中应用广泛。其轴承中心位移与轴承反力关系计算直接影响轴-滚动轴承系统动力学问题的求解精度, 是解决轴-滚动轴承系统动力学问题的关键问题之一, 国内外学者已经做了大量的工作[1-6]。由于滚动轴承具有内外圈、滚动体、保持架等多个零件, 轴承中心位移与轴承反力关系分析涉及多个零件之间的相互作用, 受到径向、轴向位移以及滚动体离心力和陀螺力矩作用、接触角变化等因素影响, 各种关系十分复杂。文献[5]采用考虑滚动轴承中心轴向和径向位移的2个自由度计算模型, 计算滚动轴承的径向和轴向反力, 着重讨论轴向载荷作用对角接触球轴承性能的影响。文献[6-7]采用5个自由度计算模型, 计算角接触球轴承的支承刚度, 但计算过程较复杂。文献[8]分别对2个自由度模型和5个自由度模型进行对比分析, 认为2种模型对于角接触球支承刚度计算都是可行的。事实上, 解决轴-滚动轴承系统动力学问题, 要解决的是在已知滚动轴承中心径向和轴向位移条件下, 计算轴承反力以及反力矩问题。根据角接触球轴承的受力与变形特点, 本文采用2个自由度准刚体模型, 基本假设为:
  1) 由于滚动轴承在使用时内圈与轴、轴承外圈与轴承座装配成一体, 故认为滚动体内外圈以及滚动体在受力过程中几何形状保持不变。
  2) 保持架仅对滚动体起保持作用, 使每个滚动体受力过程中位置固定, 但对滚动轴承受力与变形关系无影响。
  3) 计入滚动体与内外圈之间的局部接触变形。
  讨论在已知轴承中心径向位移和轴向位移条件下, 滚动轴承的反力和反力矩, 为分析轴-滚动轴承系统动力学问题提供前提。
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