高速机床中的轴承摩擦热会引起滚动体变形、“烧轴”等现象,进而导致轴承疲劳寿命降低,影响设备正常运行。以高速角接触球轴承7003C为例,在高速角接触球轴承拟静力学分析的基础上,对轴承进行受力分析。利用局部法建立轴承的摩擦功耗计算模型;在传热学的基础上分析轴承系统传热,建立热传递模型;利用有限元软件建立轴承系统温升模型并进行温升仿真,分析转速、轴向力、润滑油温度对轴承系统温升的影响规律。最后,设计温升试验并与理论仿真进行了对比验证。结果表明,轴承转速增加、轴向力增大均会使轴承系统温升增加,钢球处温升最高,其次是内圈,最后是外圈;润滑油温度对轴承系统温度变化有重要作用。利用高速轴承温升试验机对轴承外圈温度进行试验研究,试验结果与仿真计算结果最大误差率为11.66%,验证了理论计算与模型仿真的合理性,...

以深沟球轴承为研究对象,从轴承组件的几何关系、载荷约束关系入手,建立了一种可用于分析深沟球轴承-转轴系统回转运动精度的拟静力学模型。模型综合考虑了零部件结构参数、材料的物理属性及工况载荷等因素对于轴系回转运动的影响,并着重分析了载荷的大小与位置对轴承-转轴系统回转运动的影响规律。结果表明对于轴承对称布置的双轴承支承结构轴系,轴向载荷与径向载荷的变化对轴系的轴向位移误差影响较大,当载荷施加位置位于转轴中间时,轴系的回转精度最佳。

针对制造公差和装配误差导致轴承滚道的椭圆化变形,分析了角接触球轴承滚道的径向偏差。依据赫兹接触理论和滚道控制理论,在考虑惯性载荷的情况下,建立联合载荷下角接触球轴承滚道椭圆化的拟静力学模型,研究外轨道椭圆化对轴承接触特性的影响机制;用改进的L-P理论估算轨道椭圆化轴承的疲劳寿命。结果表明:滚道椭圆化程度越大,部分滚动体的接触参数发生突变越剧烈,轴承的接触刚度和疲劳寿命越小;滚道椭圆化对疲劳寿命影响较显著,沿椭圆长轴方向施加径向载荷时轴承寿命降低较慢。该研究为多工况下轴承的设计和应用提供理论分析依据。

针对中低速圆柱滚子轴承在负载作用下内圈的倾斜，运用拟静力学方法对轴承承裁性能进行研究。根据圆柱滚子轴承元件几何关系，分别建立滚子和内圈五自由度几何关系模型，计算滚子综合变形，运用切片技术计算轴承接触力，分析了倾斜状态下，轴承承载性能和滚子与套圈接触力及接触力波动的变化规律。结果表明：随着倾斜角增大，滚子与内外圈接触力先减小后增加，滚子最大变形缓慢增大并趋于稳定；不同径向力下的最大接触力缓慢增大，且径向力越大，最大接触力波动率越小。

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。