高速角接触球轴承具有同时承受轴向载荷与径向载荷的作用,因此被广泛地应用于高速电主轴的支撑单元,而油气润滑是角接触球轴承高速工作状态下最主要的一种润滑方式,研究和改善高速工作状态下轴承腔内油气两相流的分布状态对轴承润滑有着重要的意义。本文基于弹流润滑理论、流体动力学以及轴承生热理论,以SKF 7210C高速角接触球轴承为例建立轴承腔高精度数值模型,系统的分析了轴承油气入口结构与出口位置对轴承腔内润滑油、温升以及腔内压力分布的影响,从而为优化油气入口结构与出口位置提供了理论依据。本文主要结论有:(1)轴承腔内油相体积分数与温升在圆周方向上分布并不均匀,润滑油在油气入口附近油相体积分数最高,随着和入口距离的增加,油相体积分数逐渐减小。沿轴承回转方向上的油相体积分数下降梯度较为缓慢,沿逆回转方向上的油相体积分数下降梯度较快。轴承腔内温升和油相体积分数大小成反比关系,油相体积分数高处温升低,反之也成立。(2)角接触球轴承在高速工况下轴承腔内会产生气帘效应,气帘效应随转速的升高而加剧,且当转速升高时,气旋中心位置下移,使得润滑油更加难以进入润滑接触区域,造成润滑不充分等现象。油气入口结构是影响轴承腔内气旋形成的重要因素,通过对比分析了五种油气入口结构下轴承腔内的气帘效应、油相体积分数、温升以及压力,可以得到其中D型入口结构最佳。同时可以得到入口结构是如何减缓气帘效应的产生,避免油气入口高压与气旋造成的冲撞,使得润滑油可以顺利到达内圈滚道与滚珠的接触区域,从而提高润滑油的使用效率和改善轴承的工作状况。(3)油气入口与出口在圆周方向上的夹角影响着轴承腔内润滑油与温升的分布及大小。当出口相对入口间的夹角从180°到240°时,轴承腔内油相体积分数逐渐增大且温升降低。当出口相对入口间的夹角为240°时,轴承腔内油相体积分数达到最高且温升最低。当出口相对入口间的夹角从240°到270°时,轴承腔内油相体积分数逐渐降低且温升增大。通过以上分析可以得到当出口位置位于240°时效果最佳,从而为改善轴承润滑提供新的思考方向。