滚动轴承载荷分布及力学行为研究

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轴承的载荷分布直接影响服役刚度、润滑情况和疲劳寿命,是高端轴承研究的重要内容之一。  本文以调心滚子轴承为研究对象,在前人研究成果的基础上,综合考虑轴承运动情况和负荷位移关系,发展并建立了求解调心滚子轴承中低速、高速状态下载荷分布的拟动力学模型。以22318C调心滚子轴承为例,研究了联合载荷以及旋转角速度对滚子载荷分布的影响。结果表明:当轴承承受双向联合载荷时,只有部分滚子承载,施加轴向力一侧的滚子即第二列滚子是主要承载体,同时可以认定轴向载荷的施加改变了滚子的载荷分布;滚子的旋转角速度对轴承滚子的载荷分布影响不大。  并以22318C调心滚子轴承为研究对象,基于有限元法解决滚动轴承接触问题的原理和方法,建立了有限元分析模型,研究了滚动轴承的载荷分布特性,并在给定单一变量的情况下定量的分析了轴向载荷、径向载荷、联合载荷、滚动体曲率以及初始接触角对轴承载荷分布的影响。结果表明:最大接触载荷随径向力或者轴向力增大呈线性增长;径向载荷下,只有部分滚动体与轴承内、外圈发生接触,轴向载荷作用下,所有滚动体都与轴承内、外圈发生接触;联合载荷下,轴向力的施加使得最大接触应力进一步增大;通过对不同初始接触角以及滚动体曲率半径进行研究,验证了研发该轴承选取的初始接触角以及滚动体曲率半径的合理性。
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