圆锥滚子轴承是常用的滚动轴承之一,由于其较大的承载能力、较高的刚性以及可以同时承受径向和轴向联合外载等特点,使其应用领域很广,在汽车变速器、风力发电机减速器及高铁齿轮箱等齿轮传动系统中都起到重要的作用。作为传动机构的连接部件,其动态特性会对设备性能产生影响,轴承间隙会影响轴承的刚度,引起载荷分布的改变,从而对系统动态特性造成影响。故而研究轴承间隙对其动态特性的影响有助于找到其内在联系,为工程实际中的优化提供理论支撑。本文为了研究圆锥滚子轴承间隙对其动态特性的影响,以圆锥滚子轴承32210为研究对象,首先介绍了其几何结构以及相关参数,并在国内外学者的研究基础上,建立了考虑润滑的轴承综合刚度理论计算模型;其次分析了其接触载荷分布以及运动平衡特点并建立动力学模型,通过MATLAB数值仿真探究了圆锥滚子轴承在特定传动系统和载荷工况下的接触受力状态、动态载荷分布以及轴承内圈振动动力学特性,重点研究了间隙与其动态特性的关系;最后设计搭建了轴承试验台,采集了不同工况下试验轴承的振动信号,通过分析试验数据验证了理论仿真的可信性。本文具体的研究内容如下:1、本文以Hertz线接触理论、弹流润滑理论为基础,建立包含润滑油膜厚度的圆锥滚子轴承的综合刚度计算模型,通过仿真对比本文所建的综合刚度模型与以往的纯Hertz接触刚度模型,分析载荷、受载滚子数目以及转速等因素对轴承综合刚度的影响。2、建立包含离心力、陀螺力矩的轴承滚子受力与平衡方程,滚子与内外套圈的运动学关系方程,结合所求得综合刚度分析了轴承载荷和变形的关系,为之后通过轴承预紧力控制轴向间隙的试验提供理论依据。利用MATLAB仿真分析轴承间隙等因素对其载荷分布的影响作用。3、建立圆锥滚子轴承的内圈三自由度动力学模型,通过MATLAB编程,应用龙格-库塔(Rung-Kutta)法求解相关动力学方程,进行间隙、载荷、转速等工况条件下轴承内圈动态响应仿真。4、设计搭建轴承试验台,并且制定实际可行的轴承试验方案。通过液压加载系统配合压力传感器控制施加在试验轴承上的径向外载和轴向预紧力,根据理论计算所得的预紧力与轴向间隙的关系从而达到控制预期间隙要求。采用加速度传感器采集试验轴承不同工况下的振动信号数据,通过数据处理分析其振动响应规律,并与仿真结果对比以验证理论模型的可信性。