【摘 要】
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本文建立了偏载工况下滚子与滚道接触的力学模型,利用影响系数法离散处理其基本方程,并利用FORTRAN语言编制程序求解了两者的接触问题。通过与他人分析及试验研究成果的比较,证
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本文建立了偏载工况下滚子与滚道接触的力学模型,利用影响系数法离散处理其基本方程,并利用FORTRAN语言编制程序求解了两者的接触问题。通过与他人分析及试验研究成果的比较,证明了所编程序的算法以及计算结果的准确性,并且该程序对Hertz点接触的数值计算结果与理论解的误差小于6%。针对正载工况下最佳凸度滚子轴承,计算了偏载工况下接触应力及表面层剪切应力的分布情况,发现轴承运行于偏载工况时,线接触副重偏载端的应力明显大于其轻偏载端,且会出现边缘效应;当偏载量足够大时,线接触副轻偏载端的两弹性体可能脱离接触。针对正载最佳凸度滚子,分析了偏载量、滚子长径比和滚子载荷对应力分布的影响,结果表明:(1)随着偏载量的增大,会出现偏载效应和边缘效应,并相应增大;(2)偏载效应和最大接触应力随滚子长径比的增大而增大;(3)随着滚子载荷增大,两大效应以及接触应力都增大。通过分析不同凸度量情况下的接触应力分布,可知必定存在一最佳凸度量,此时最大接触应力最小。结合凸度设计原理,针对某一特定的偏载工况,进行了偏载滚子凸度设计。相较于正载工况下的最佳凸度量,偏载凸度设计可显著提高滚子轴承的抗偏斜能力,并且能更加有效地降低最大应力值。
在分析比较了L-P寿命理论、I-H寿命理论和Zaretsky寿命理论的基础上,选择L-P寿命理论作为偏载滚子轴承疲劳寿命分析的基础,再结合偏载与正载工况下最大剪切应力及应力体积的变化情况,在正载疲劳寿命估计的基础上给出了偏载工况下滚子轴承疲劳寿命公式。通过比较不同偏载量情况下滚子轴承疲劳寿命的变化情况,发现随着偏载量的增大,轴承疲劳寿命急速降低。为此设计了偏载滚子轴承疲劳寿命实验,并给出了相对应的实验建议方案。
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