利用ANSYS软件，对角接触球轴承端面凸出量测量仪的箱盖和挡盘3种设计方案进行了有限元分析。得出箱盖和挡盘的位移等值线图，并根据角接触球轴承端面测量仪箱盖和挡盘的位移量及其分布形态对测量误差的影响，确定出较合理的改进设计方案。

为研究混合陶瓷角接触球轴承剥落故障振动特性,在ANSYS Workbench中建立了角接触球轴承的动力学有限元模型,通过在外圈滚道、内圈滚道及滚动体上设置剥落故障,分析特定工况下正常与剥落故障时轴承各零件受力变化。在此基础上,研究正常与不同零件故障对接触力的影响,并分析剥落故障对轴承零件运动特性的影响。结果表明:轴承各元件中应力最大的是滚动体,剥落故障使轴承最大应力增加,且最大应力大都出现在滚动体上;外圈剥落对经过剥落处的滚动体造

在分析轴承受力和运动的基础上,研究了轴承运行时球与滚道接触区的滑动,计算了一定条件下接触区滑动速度的分布,指出了球在滚道上运动时纯滚动点的存在。开展了球盘摩擦磨损试验,得到了轴承钢在边界润滑条件下的摩擦因数和磨损系数。利用有限元方法和Archard磨损计算模型,建立了球与内圈磨损的仿真计算模型,并分析了运行时间、径向载荷、接触角等因素对轴承磨损的影响。

建立机床主轴用角接触球轴承各零件体积的计算公式,先不考虑切下部分体积,根据零件特点对零件划分后分别计算各部分体积,减去切下部分体积即可得到各零件的体积,再计算轴承质量。以H7021C角接触球轴承为例,将理论计算方法与三维软件中零件的体积和质量进行对比,误差在允许的范围之内,理论计算方法可用于精确计算机床主轴用角接触球轴承轴承的体积和质量。

针对角接触球轴承在实际运行工况下的接触特性,以7008C型号轴承为研究对象,利用ANSYS Workbench有限元分析软件,对其滚动体与滚道接触部分的网格进行局部细化,将分析结果与Hertz理论解相对比,验证有限元方法的适用性。并分析了滚道硬化对接触应力的影响,分析结果显示滚道硬化能够提升等效应力和最大接触应力,但是提升效果并不明显,而且随着硬化深度的增加,应力的增大逐渐减缓。

从空间精密轴系用轴承的轴向游隙和刚度角度,分别分析了工作温度及其梯度对全钢轴承和陶瓷球混合轴承预紧力的影响,以及背靠背和面对面2种安装方式的影响差异,明确了量化估算方法。根据隔圈受力变化与预紧力的关系,采用基于应变的预紧力在线测试方法,分别实测了不同温度下全钢轴承轴系和混合轴承的预紧力,结果表明实测结果与分析结果基本一致。

以某型号机床主轴轴承7014C/P4为例,基于RomaxCLOUD建立轴-轴承系统模型,以轴承的刚度、疲劳寿命、最小油膜厚度和套圈次表层最大剪切应力、球最大旋滚比作为目标函数,对内外圈沟曲率半径系数、球径和球数进行优化设计,优化结果为：内圈沟曲率半径系数为0.54,外圈沟曲率半径系数为0.525,球径为12.7mm,球数为19。并对优化设计的7014 C/P4轴承进行了强化寿命试验,优化设计的7014 C/P4主轴轴承振动、温升平稳,未出现疲劳剥落,满足要求。

在传统的角接触球轴承刚度计算中,基于经验公式估算的轴承刚度未考虑载荷引起的接触角变化。为评估经验公式的计算精度,基于Romax CLOUD得到不同接触角下角接触球轴承的设计参数,并根据该设计参数分析对比了不同接触角条件下经验与拟静力学轴承刚度计算方法的差异。结果表明：在接触角为40°时2种方法的计算结果比较接近;在其他接触角下,两者计算结果偏差随着载荷增大而逐渐增大。通过对比计算,得到经验公式的适用范围。

基于RomaxCLOUD轴承设计与分析平台,对HMC80高速电主轴所用非标角接触球轴承进行参数优化设计。通过正交试验法设计试验和运用多目标函数的功效系数法对角接触球轴承的内沟曲率半径系数fi、外沟曲率半径系数fe、球数Z、球径Dw进行优化设计,得到优化结果为：Z=26,Dw=12.6 mm,fi=0.525,fe=0.520。并对优化后的轴承刚度性能进行了仿真分析,满足要求。

针对飞行器导电滑环轴系轴向预载荷难以控制的问题,设计了一种导电滑环轴系加载测量装置,介绍了该设备的测量原理及主要结构设计。试验表明：该装置可以在轴系额定的轴向预载荷下直接测量出装配过程中框架定位面与轴承加载面之间的高度差数值,根据此高度差数值修研端盖台阶厚度,从而方便装配人员对修磨量的控制和把握,保证滑环组件的预载荷要求,使轴承刚度、精度、转速处于最优状态,从而提高滑环组件的装配质量和装配效率。