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随着卫星平台技术的发展,越来越多的卫星平台需要具备快速机动的能力。这对控制系统中的执行机构提出了更高的要求,要求新型执行机构具备更小的体积、更轻的重量,因此如何减轻轴系支撑轴承的体积和重量也成为解决中小型卫星大机动姿控变轨能力的关键。而目前高精度轴系大多采用精度 P4级以上的配对角接触球轴承,为了使卫星平台设计结构紧凑,在低速转动组件中采用整体式薄壁四点接触球轴承替代配对角接触球轴承,这类轴承具有配对角接触球轴承的作用,可以同时承受径向力和双向轴向力,并且大大降低了轴承的体积和重量。 本文对四点负游隙角接触球轴承的内部几何关系进行了分析,得到了关键参数负游隙的计算方法,同时对负游隙状态下套圈变形对钢球与沟道间接触载荷的影响,以及影响该轴承摩擦力矩的主要因素进行了分析,最后根据能量守恒定律得到摩擦力矩分析计算模型。为了对模型进行验证,以空载状态下的薄壁四点接触球轴承 QJ1830为例进行了摩擦力矩实验,将理论值和实测值进行对比,结果表明:游隙值越小,摩擦力矩的理论计算值相对实测值的误差越小,当游隙小于-7μm时,误差小于30%。 本文还分析了负游隙四点接触球轴承分别承受纯径向、纯轴向和倾覆力矩载荷时的受力分布,根据 Hertz接触理论中的载荷与变形公式,推导出了四点负游隙角接触球轴承轴向刚度、径向刚度和角刚度的计算公式,并以 QJ1830轴承为例对其刚度进行了分析计算,并对正、负游隙时的轴承刚度进行了对比,结果显示负游隙时的轴承径向和轴向刚度均得到提高,与配对角接触轴承预紧力对刚度的提高相一致,进一步说明这种类型轴承对配对角接触球轴承的可替换性。