修形滚针有限长线接触弹流润滑性能

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1、堡Q=三Z丝轴承2009年2期Beating2009，No．223—27CN41—1148／TH●试验与分析修形滚针的有限长线接触弹流润滑性能沈雪瑾，吕琦，吴文蕾(上海大学机械自动化系，上海200072)摘要：运用多重网格法求解出大长径比(滚针长度与直径之比)的滚针有限长线接触热弹流的数值解，分析最大长径比达6：1的滚针弹流问题，在最大Hertz接触压力PH为2．0GPa的情况下，滚针干接触时的接触区域长度与宽度之比k高达169．5，计算收敛解的最小卷吸速度Ⅱ为0．3m／s。据此探讨了稳态工况下载荷与速度的

2、变化对滚针油膜厚度和接触压力分布的影响，并针对长径比对滚针弹流特性的影响进行了分析。结果表明：当滚针半径一定时，长径比越大，滚针端部的压力变得越大，且承受载荷的范围也越大。关键词：滚针轴承；修形滚针；弹流润滑；长径比中图分类号：TH133．333；TH117．2文献标志码：A文章编号：1000—3762(2009)02—0023—05FilliteLineContactElⅡofProfiledNeedleRollerSHENXue—jin，U3Qi，WUWen—lei(DepartmentofMechan

3、icalAutomation，Shangh~University，Shanghai200072，China)Abstract：ThefinitelinecontactEIILnumericalsolutionofprofiledneedlemileratalargelength／diameterratioisgained．rhemaximalratioofHertzhalf—contactwldthandcontacthalf—lenuhreach169．5．whentheHertzcontactpress

4、ureiS2．0GPaandt1lelength／diameterratiois6：1．Theminimalentrainmentvdociwcomesto0．3m／sforthe6：1length／diameterratio．eirdlueneesofloadandvelocityparametersontheollfilmthicknessandpress~edistfi．butionareillustratedundersteadyworkingconditions．and也einfluencesof

5、thelength／diameterratioonEHLcharac．tefisticoftheneedlerollerarealsostudied，whichshowhighlength／diameterratiowillenlargethepressureattheend0ftl1eneedlerollerandtIlecontactarea．Keywords：needlerolerbearing；profiledneedleroller；EHL；length／diameterratio1976年，Ha

6、mrock和Dowson通过增加椭圆比的滚针或长圆柱滚子的弹性流体动力润滑研究还至8，将椭圆接触的方法引伸到求解有限长线接触是空白。问题中⋯。1985年，Kuroda等使用有限元法和滚针轴承属于圆柱滚子类轴承，具有径向结Newton—Raphson法对短圆柱滚子进行了有限长构紧凑、承载能力大的特点，其滚动体的长度与直线接触弹流问题求解J。径之比(简称长径比)相对较大，一般大于3，与球随着求解技术的发展，运用多重网格法计算轴承相比它可承受更重的载荷，因此在重载工况有限长线接触弹流已经能够适应较恶劣的工况，中得

7、到普遍应用。目前滚针轴承已广泛应用于农业和施工设备、汽车传动系统、小型汽油发动机、但是目前主要是对长径比在1左右、接触区域长齿轮泵、小型器具和汽车工具、交流发电机和飞机度与宽度之比k在30以下的短圆柱滚子进行研控制器等场合，其性能将直接影响到这些机械装究，或是对长径比小于1的凸轮从动轮在零置的使用性能和寿命，而滚针的弹流润滑特性对卷吸速度下的弹流特性研究J，而对于大长径比滚针轴承的性能影响较大，因此研究滚针弹流特性有助于滚针轴承的最优设计与合理使用。收稿日期：2008—11—30；修回日期：2008—12—

8、19基金项目：上海汽车工业科技发展基金项目(0320)；NSK1修形滚针有限长线接触热弹流的—EMTAF基金项目求解作者简介：沈雪瑾(1963一)，女，博士，副教授，主要研究方向为摩擦学。E—mail：shenxj@shu．edu．cn。图1所示的有限长线接触弹流几何模型由修《轴承)2oo9．No．2形滚针口与半无限平面b组成，滚针绕轴向单方C3=6．5×10K～；p0为润滑油在常温下的密度；向以恒定转速旋转，滚