不同工况下角接触轴承接触角分析与研究.pdf

《不同工况下角接触轴承接触角分析与研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、·机械研究与应用·2014年第4期(第27卷，总第132期)研究与分析不同工况下角接触轴承接触角分析与研究秦亮(上海海洋石油局钻井分公司，上海201206)摘要：以Hertz接触理论为依据，根据角接触球轴承的三种工况建立了轴承的拟静力学模型，得到角接触球轴承的非线性方程组，通过采用牛顿一拉夫逊迭代算法求解非线性方程组，得到角接触球轴承在不同工况下的内、夕l接触角变化规律，为角接触球轴承的设计与分析提供了理论基础。关键词：角接触球轴承；拟静力学模型；牛顿一拉夫逊算法；非线性方程组中图分类号：TH133．33文献标志码：A文章编号：1007-4414(2014)04—0021—03Analysis

2、andResearchofAngularContactBearingsContactAngleunderDiferentWorkingConditionQINLiang(ShanghaiOffshorePetroleumExplorationandDevelopmentCorp，Shanghai201206，China)Abstract：Thequasistaticsmodelofangularcontactbearingwasestablishedunderthethreeworkingconditions，andthenon·linearequationswasgot．Theresulto

3、fthesenonlinearequationswereanalyzedbysolvingthenonlinearequations])asedonNewton—Ralphalgorithmandthechangeruleisgotunderthreedifferentoperatingconditions．whichwasthebaseoangularcontactballbearingdesignandanalysis．Keywords：angular—contactballbearings；quasi-staticmodel；Newton—Ralphalgorithm；nonlinear

4、equationsO引言轴向变形6与变形后接触角Ot的关系为在高速机床等很多机械设备中，轴承的转速都在6=BD(一1)(1)5600～11200r／min等高速场合运行，由于转速高造成轴承内部载荷分布、接触角、刚度等参数发生改6：一!．(2)COS变J，工程中为了研究高速转子的动态稳定性，必须对轴承的运动特性进行分析，由于轴承的特性都是轴承接触角的函数，所以，必须对滚动轴承的接触角有足够的了解。因此，国内外许多学者对接触角的变化规律进行了研究。Jones首先建立了滚动轴承接触角分析的力学模型，而后Harris对该模型进行了改进，他们提出的分析方法被后继学者所广泛采用。由于角接触球轴承在不同工况

5、作用下，不同位置的钢球承受的载荷是不同的，笔者根据角接触球轴承的三种工况J，分别建立力学模型，得到角接触球轴图1轴承接触角与轴向力关系承内部几何与接触角的关系，为后续角接触球轴承分析提供理论基础。根据力与变形之间的关系Q：K，就可得到l仅承受轴向载荷下轴承接触角分析轴承法向载荷Q与接触角关系为：轴承在仅承受轴向载荷的情况下，内圈相对于外圈就会发生轴向位移。，每个钢球承受的载荷QQ=(肋)(一1)(3)相同，弹性变形量6相同，接触角由Ol。变为OL，可根Q=(4)据内圈的轴向力平衡建立方程，未知数就是变形后的接触角Ot，如图1。：simn(一1)(5)根据几何关系可以得到滚动体的法向变形和收稿日

6、期：2014—06—24作者简介：秦亮(1979一)，男，辽宁兴城人，工程师，主要从事海洋石油钻井平台机械设备的技术研究和管理方面的工作。·2l·研究与分析2014年第4期(第27卷，总第132期)·机械研究与应用·这说明当轴承承受的轴向力越大则轴承的接触角越大，反之，当轴承的轴向力减小时，轴承的接触角就减小，如图2。表1给出了轴向载荷10～50kN之哑畏莠}譬『搽糙暴间的接触角变化数据，通过该数据可以看出轴向力增姐444m加∞∞∞大其轴承接触角也越大。表1轴向载荷与接触角数据关系轴向力／kN接触角／(。)轴承滚动体编号图3联合载荷下各滚动体法向变形式中：为角位置处的内圈与滚动体的接触载荷，m

7、钙卯亿；根据Hertz接触力与变形的关系有：Q=K6(9)q=6(10)Q=Q：=K(11)=∑81,5sin(12)J：1F=∑coscOS(13)E山／罐蕈}唇燃嚣肇臀艇啦瞄器，：111111l轴承的轴向力／kN!!±垒!图2轴承接触角与轴向载荷之间关系(15)在承受轴向力的同时改变径向载荷则各个滚动2分析径向和轴向联合载荷下轴承接触角体接触角将不再相同，其关系如图3给出了轴向力与内圈承受轴向