(不考虑陀螺力矩)角接触球轴承组合轴向载荷下的拟静力学分析.docVIP

角接触球轴承组合轴向预紧力拟静力学分析(不考虑陀螺力矩) 通常认为，忽略陀螺力矩产生的枢轴运动，对于计算精度的影响很小[10]。第j个滚动体的受力平衡方程： (4-1) (4-2) 内圈的受力平衡方程： (4-3) 图1 位移分析图 因为只受轴向力作用，所以δr=0，θ=0，若设定了δa值，根据图1可得第j个滚动体内、外滚道曲率中心轨迹圆心连线与轴承转轴之间的夹角γj： 其中： 由图1，根据余弦定理可得： (4-4) 则第j个滚动体内外接触角αij和αoj为： (4-5) 由赫兹接触理论可得： (4-6) 若设定了δa的值，在每一个角位置处，结合式(4-4)-(4-6)，可对式(4-1)和(4-2)进行求解得到αij、αoj及δij、δoj。 δa的迭代方法选两种(1)渐变(2)采用公式(4-3)重新计算δa。公式(4-3)变形为： （4-7) 角接触球轴承组合结构如图2所示，轴承参数如表1所示，轴承转速取20000r/min，轴向预紧力取700N。 图2 机床主轴轴承组合结构 表1 NSK 7008C轴承参数 轴承型号 7008C 滚动体直径D（mm） 7.7 外滚道曲率半径ro（mm） 内滚道曲率半径ri（mm） 滚动体泊松比vb 0.3 滚道泊松比vi/o 0.3 滚动体数量Z 18 外滚道直径do（mm） 61.7 内滚道直径di（mm） 46.3 滚动体弹性模量Eb（GPa） 206 内外滚道弹性模量Ei/o（GPa） 206 滚动体密度ρ (g/cm3) 7.8 图3 尺寸偏差对轴承1、2内圈轴向位移的影响 图4尺寸偏差对轴承1、2静态接触角的影响 图△L对轴承1、2轴向预紧力分配的影响 图6角接触球轴承组合轴向载荷下的拟静力学分析计算流程图 [10] Harris T A, Kotzalas M N. Rolling Bearing Analysis: Advanced Concepts of Bearing Technology [M].5th ed. New York:TaylorFrancis,2007. 轴承1 轴承2 轴承2内圈位移δa2 轴承1内圈位移δa1 0 100 200 300 400 500 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 轴承1预紧力Fp1/N 轴承2预紧力Fp2/N Fp=100N 尺寸偏差△L/m 1.6(×10-5) Fp=300N 600 Fp2 Fp2 Fp1 Fp1 700 100 200 300 400 500 600 700 Fp1 Fp1 Fp2 Fp2 Fp=500N Fp=700N 开始 输入轴承的结构参数、载荷、预紧力和转速，计算预紧后的轴向位移和接触角 设定δa1的初值，则δa2=δa1+△L 求解轴承1和轴承2第j个滚动体的受力平衡方程，得到各自δij、δoj、αij和αoj的值 分别求得Fa1和Fa2，检验是否满足Fa=Fa1+Fa2 δa1=δa1+△δa1 N Y 计算输出结果