毕业论文最终稿

华中科技大学文华学院毕业设计（论文） dB 以上。

1.2. 6 寿命与可靠性

以深沟球轴承为例,国外名牌产品的寿命一般为计算寿命的8 倍以上,最高可达30 倍以上,可靠性为98 %以上(或追求与主机等寿命) ;而我国轴承的寿命一般为计算寿命的3～5 倍,可靠性为96 %左右。 1. 2.7 特殊工况的轴承应用技术

我国特殊工况轴承更是存在相当大的差距。正是由于我国轴承存在着以上从品种到性能质量方面的不足,因此,不仅在出口上,绝大部分为低档产品,每套轴承平均价格仅为0. 4 美元左右,不具有竞争力;而且在国内的一些重要主机或领域,例如民航飞机、高速铁路客车、中高档轿车、计算机、空调器、引进型重大装备等方面,基本上是进口轴承“一统天下”;而这些产业领域,又是国民经济的支柱产 业或领域。

1.3本论文的研究内容

角接触轴承的动刚度计算及其研究 角接触轴承的静刚度计算及其研究

1.4角接触轴承工作原理和过程

角接触滚珠轴承在有轴向预加载荷的条件下才能正常工作。预加载荷不仅可消除轴承的轴向游隙，还可以提高轴承刚度以及主轴的旋转精度，抑制振动和滚珠自转时的打滑现象等。一般来说，预加载荷越大，提高刚度和旋转精度的效果就越好；但是另一方面，预加载荷越大，温升就越高，可能造成烧伤，从而降低使用寿命，甚至不能正常工作。因此，要根据不同转速和负载的电主轴来选择轴承最佳的预加载荷值。

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第二章 角接触轴承的动刚度计算

2.1 赫兹接触刚度

由赫兹接触理论, 两接触物体的接触载荷和接触变形之间的关系

式中 δ 两接触物体的接触变形F 第一类椭圆积ε 第二类椭圆积分R 两接触物体接触点在主平面内的曲率和Q 两接触物体的接触载荷k 椭圆率参数, 为接触椭圆长半轴与短半轴之比E′ 两接触物体等效弹性模量求赫兹经典解,需要求解k 、F、ε和接触物体几何尺寸之间关系的超越方程或通过图表计算。这给编程带来了一定的困难。布鲁和哈姆罗克[2 ]借助最小二乘法用线性回归得到了k 、F、ε的下列简化方程:

对(1) 式求导数, 可以得到赫兹接触刚度K 为

2.2轴承刚度计算

已知轴承外加载荷,用牛顿- 拉费逊法分别计算每个球的力平衡方程和位置相容方程组成非线性方程组及轴承外加载荷的力平衡非线性方程组,可以得到轴承内外圈产生的相对位移。在此基础上,再次采用牛顿- 拉费逊法,计算每个球的力平衡方程和位置相容方程组, 可以求出球与内外圈沟道的接触载荷和接触角。计算采用文献[1 ]介绍的方法。已知球与沟道的接触角和接触载荷,利用(2)式可以求得每个球与内外圈沟道的接触刚度。

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式中 i 、o、j 下标, 分别代表内外圈和第j个球对于球与内外圈沟道的接触 Dm------ 轴承中心圆直径

α---- 球与内外圈沟道接触角 f------ 内外圈沟道曲率系数 Dw----- 球直径

由图1 可知, 球与内外圈沟道接触刚度的径 向分量和轴向分量为 Krij = Kijcos2αij (5) Kaij = Kijsin2αij (6) Kroj = Kojcos2αoj (7) Kaoj = Kojsin2αoj (8)

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由图2 可知, 轴承的径向、轴向和角向刚度 Kr 、Ka 、Kθ分别为

2.3 计算步骤

主轴轴承刚度的计算步骤为:

(1) 假设主轴轴承内外套圈相对位移为δr 、δa和θ。

(2) 对所有球求解由力平衡和几何位置相容方程组成的非线性方程组, 得到所有球与内外圈沟道接触的载荷和接触角。

(3) 得到所有球与内外圈接触的载荷和接触角后,求解外加载荷力平衡的非线性方程组得到主轴轴承内外圈相对位移δr 、δa 和θ。

(4) 得到主轴轴承内外圈新的相对位置δr 、δa 、θ后重复步骤(2) ～ (3) ,直到第i 步的主轴轴承内外圈相对位移δr 、δa 、θ值和第i + 1 步的主轴轴承内外圈相对位移δr、δa、 θ小于给定的公差。

(5) 得到主轴轴承内外套圈的相对位移δr 、δa 、θ后重复步骤(2) , 得到平衡状态下所有球与内外圈接触的载荷和接触角。

(6) 由(3) 、(4) 式计算球与内外圈接触的法向接触刚度。

(7) 由(5) 、(6) 、(7) 和(8) 式计算球与内外圈接触的径向接触刚度和轴向接触刚度。

(8) 由(9) 、(10) 和(11) 式计算主轴轴承的径向刚度、轴向刚度和角向刚度

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