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1、《轴承》$##"=L=M!产品设计与应用"高速精密角接触球轴承最小预紧载荷计算浙江大学（浙江杭州!"##$%）蒋兴奇马家驹海宁迪邦达轴承有限公司（浙江海宁!"&&##）范谷耘【!"#$%!&$】’()*+,*-).(/*,01,*.2.+.-30(+*)-0-.)(0//4*0/3，-)/)(-*)5-6,*,7)54-.)(0(+*)-08-.)(15.9):-6,*)55.(2,5,;,(-1，-6,/,*-0.(9*,5)0+16)45+<,0995.,+)(06.2619,,+0(2450*
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3、11499)*-,+<36.2619,,+0(82450*/)(-0/-<055<,0*.(2，-6,909,*2.7,1-6,;.(.;4;9*,5)0+-)<,0995.,+A6,(-6,<0551/0(()-;0B,23*)15.9.(-6,*0/,A031=机床主轴中高速精密角接触球轴承一般采用式中!轴向预紧载荷!预紧。预紧可以提高主轴刚性和旋转精度，减小%F()H(*G"主轴振动，控制钢球的公转和自转打滑。高速精()F+)I&’密角接触球轴承还具有一定的精度寿命，钢球与(*F+*I&’沟道
4、的接触压力一般均小于$###CD0。预紧载&’钢球直径荷越大，与非常高的旋转速度的乘积意味着产生+)内圈沟道半径大量的摩擦热，限制了主轴单元旋转速度的提高。为了保证高速精密角接触球轴承的精度寿命和高+*外圈沟道半径速磨削性能，希望轴承预紧载荷越小越好。预紧!#初始接触角载荷太小时，钢球与沟道产生严重的打滑现!预紧后的接触角［"、$］象，轴承内部摩擦力矩迅速增大，轴承立即出"#取决于钢球与内外圈接触点几何现热咬合和烧伤等失效形式。因此，应保证轴承参数及接触体材料参数的系数的预紧载荷大于某一极限值。轴承
5、最佳预紧载荷$钢球数量应根据具体的应用条件来选取。轴承结构参数、预紧载荷已知，采用牛顿G拉试验证明，高速精密角接触球轴承摩擦热迅费逊法迭代求解，由!的第)次迭代值求第（)H速增加不是由于钢球在沟道的打滑，而是钢球在"）次迭代值，当!)H"G!)的数值小于允许误差［"］陀螺力矩作用下产生的陀螺滑动所引起的。本时，即得到符合精度要求的解。文在分析高速精密角接触球轴承接触载荷和钢球"=$内部速度计算运动规律的基础上，提出了防止钢球陀螺滑动所为了计算钢球的陀螺力矩，必须知道钢球的需的最小预紧载荷。［E］公转
6、和自转速度。J0**.1采用高速角接触球轴"预紧状态下接触角及内部速度计承外圈沟道控制理论，即假定钢球与外圈沟道的算接触区只产生滚动，自旋只发生在钢球与内圈沟"="预紧状态接触角计算道的接触区内，得到的钢球公转和自转角速度分预紧载荷作用后，因产生接触变形，内外圈沿别为轴向有相对趋近量，实际接触角!与初始接触角"（"G+K/)1!）)［E］",F!#之间的关系为："H/)（1!)G!*）"=E"=E!!"#/)1!#/)1!*H1.(!*-2#"=EF1.(!(G")（"）"-F"[(KH$（%&’）
7、/)1!"H+/)1!*万方数据·"·《轴承》/88)0;04*)!"#!!$#%&!!’("+)#%&"!+)"!"#"]（,）)&-#%（&"$"）（5）)*"!"#!!!&+设球和内外圈之间的接触力分别为*、*，式中"-#$.#$%!&#主轴旋转角速度则相对位移与接触力的关系为)03#$%轴承中心圆直径$!-+!!!（6）)03!!球与内圈沟道的接触角$&-+&!&（7）!&球与外圈沟道的接触角式中+!、+&取决于球与内外圈接触点几何球旋转轴在径向平面上的投影与旋参数及接触点材料参数的系数"转
8、轴在垂直平面内的夹角由图)!几何关系得#%&!&$!-)!*"!$803#$（)8）’("-+!"#!&$"$&-)&*"&$803#$（))）/高速状态下预紧载荷和接触角的接触角与预紧接触角之间的关系为计算!!-!$"!（)/）/0)定位预紧!&-!*"&（),）图)1表示在预紧载荷作用下，角接触球轴承球的力平衡条件为的内外圈和钢球之间的相对几何位置。内外圈沟!&#%&!&-!!#%&!!（)9）道的几何中心分别为’!和’&，它们的半径分别!&!"#!&-",$!!
