双排非对称四点接触球转盘轴承刚度分析

随着轴承空间限制和高承载能力的目标要求,对传统负游隙对称型(初始接触角α01=α02=45°)双排四点接触球转盘轴承进行改进,提出负游隙非对称型接触角设计(α01为35°~60°,α02为90°-α01),并基于赫兹接触理论和滚动轴承设计方法建立负游隙非对称双排四点接触轴承的力学模型。结果表明:随着单向载荷轴向力Fa、径向力Fr和倾覆力矩M增加,主刚度在开始阶段基本呈下降趋势,随着单向载荷的增加非线性上升,负游隙的影响使得轴承的刚度变化曲线存在一个临界拐点;初始阶段随着轴向负游隙量的增加,轴承的初始预紧刚度都得到明显提高,但随着载荷的增加负游隙对轴承刚度的影响逐渐减弱,最终基本趋于一致;单向载荷条件下,当轴向负游隙为-0.03 mm和非对称接触角取α01=55°,α02=35°时,其综合轴承刚度最好;综合外载工况下,负游隙取-0.03 mm和非对称接触角取α01=60°,α02=30°或α01=35°,α02=55°时轴承综合刚性最佳。从提高轴承综合刚性角度考虑,非对称接触角设计和负游隙都可以起到明显效果。

非对称接触角对四点接触球转盘轴承静动承载能力的影响

基于Hertz接触理论和滚动轴承设计方法建立非对称接触角双排四点接触轴承的计算模型,并通过数值计算法精确获得不同非对称接触角下轴承的载荷分布和静动承载能力曲线。结果表明:随接触角增大,轴承的最大接触载荷先减小后增大,在接触角为45°时轴承的最大接触载荷最小;非对称接触角对轴承的静动承载能力有显著影响,在轴承正常工作区域,随着非对称接触角α_(01)增大,轴承的静承载能力下降,轴承动承载能力先增大后减小;以轴承静承载能力为选型指标可取非对称接触角α_(01)=35°,α_(02)=55°,以轴承动承载能力为选型指标可取对称接触角α_(01)=α_(02)=45°。

双排非对称四点接触球转盘轴承力学性能分析

接触角是轴承设计的一个重要参数,它直接影响轴承的变形、受力和寿命等特性。随着轴承空间限制和高承载能力的目标要求,对传统负游隙对称型(α01=α02=45°)双排四点接触球转盘轴承进行改进,提出非对称型接触角设计(α01=35°60°,α02=90°-α01),并建立非对称双排四点接触轴承的力学模型,分析非对称接触角对轴承载荷分布、轴承刚度和承载能力的影响。结果表明:随着非对称接触角的增大,非对称双排四点接触球转盘轴承四点接触球个数先减小后增大,轴承的最大接触载荷先减小后增大;单向载荷作用下,随着非对称接触角的增加,轴向刚度Kaa不断提高,径向刚度Krr和角刚度Kθθ在非对称接触角为60°时最大,45°时最小。联合载荷条件下,非对称接触角为45°和50°时的主刚度明显小于其它非对称接触角情况,辅刚度具有明显的对称性;在轴承正常工作区域,随着非对称接触角α01的增加,轴承的静承载能力基本呈下降趋势,以轴承静承载能力为选型指标可取非对称接触角α01=35°,α02=55°。