配对角接触轴承刚度和摩擦力矩分析计算

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1、—I蟠N100—0-3762轴承2006年8期万方数据CN41—1148／THBe耐ng2006，No．81—3、35．一产品设计与应用卜配对角接触轴承刚度和摩擦力矩分析计算蒋蔚1一，周彦伟1，梁波2(1．河南科技大学，河南洛阳471003；2．洛阳轴承研究所，河南洛阳471039)摘要：对配对角接触轴承刚度和摩擦力矩进行了分析，推导出配对预紧轴承的轴向、径向刚度和摩擦力矩公式，并对刚度误差进行了分析，以A型轴承为例，对推导出的计算公式进行了验证。关键词：滚动轴承；刚度；摩擦力矩；预紧；分析中图分

2、类号：THl33．33文献标识码：A文章编号：1000—3762(2006)08—0001—04AnalysisandCalculationonRigidityandFrictionMomentofPairedAngularContactBearingsJIANC．Weil．一，ZHOUYan—weil，LIANGB02(1．HenanUniversityofSeieaeeandTechnology，Luoyan9471003，Chlan；2．h10y8r

3、gBeanngResearchInsti

4、tute，h娜∞9471∞9，China)Abstract：TMrigidityandtimfiicfionmomentare∞止yzedforpa捌“g【l】“contactkmi咿．Formulasatederivedtocal-culateaxialrigidity，radiali础tyandfriction㈣of州0adiIlgpaired咖withd西曲earorsmIyzed．TakingtypeAofbeating∞example．theaboveformulaearever近ed．

5、Keywords：roilingbeaing；rigidSty；frictionmoment；Prekding；analysis某机构在较强的振动、冲击条件下以低速(摆动)工作，要求所用轴承有高的定位精度和低的摩擦力矩，同时还要求轴承具有较高的轴向和径向刚度。为满足这些要求，目前多采用配对、预紧的角接触球轴承。要保证机构正常、可靠地工作，轴承刚度和摩擦力矩是两个关键因素，因此有必要对其刚度和摩擦力矩进行准确、合理的分析和计算，使其性能指标满足使用要求。1轴承刚度的计算1．1纯轴向(径向)载荷下的轴

6、承刚度根据Hertz接触理论。对于点接触的角接触球轴承，其接触载荷Q及变形d的关系为6=％Q”(1)式中：兄为载荷与变形常数，与轴承材料和几何收稿日期：2006—03—27参数有关，Jones给出了一个简化计算式％=丽KG；足为仅与轴承内外圈沟曲率之和有关的常数，与实际接触角无关【l】；G=^+fo一1。考虑变形协调条件，由(1)式可以推导出在纯轴向载荷Fd作用下，角接触球轴承的轴向变形以为乱=盖(急)∽(2)式中：a为轴承实际接触角；z为钢球数目。在纯轴向力凡作用下，凡与以的关系可由(2)式求得

7、凡=肛：珊≯(sma)”(3)当忽略轴承接触角变化时，简化(3)式可得乱=O．437(Z2D。80口)一14F2。／3(4)由(4)式可得凡=3．462(z2D。so口配)”(5)则轴承轴向刚度疋=器-343(Z2D．sin5∥”F妒(6)万方数据‘轴承)2006．No．8同理也可得轴承在纯径向载荷作用下的径向变形辞与径向刚度墨辞=1．19(z2D-0085口)-14F妒(7)墨=1．26(矛巩。oa)”Fp(8)1．2配对预紧状态下的轴承刚度该机构多采用定位预紧的配对轴承。通过对配对轴承施加顶紧

8、力，k，使得轴承的轴向刚度和径向刚度大幅度提高，保证了机构的精度和稳定性。1．2．1定位预紧轴承轴向刚度在轴向预紧力f．神作用下，轴承内、外圈轴向相对位移如可用(4)式计算。若在轴承内圈上再作用一轴向力R，并设凡产生的内、外圈轴向相对位移为以，且由于以的影响，使两侧预紧力分别变为凡+和Fd．。则轴向位移和力平衡关系如图1所示。6。>6。‘目1轴向位移和力平衡关系故轴向力可表示为E=R+一E．=3．d＆(z2仉甜a)”I(‰+以)”一—·m[(如一以)”，0)]}(9)令以=b也o，则轴向刚度为瓦=

9、}=3．462(z2巩蔚如)”·ud业监坠等业蔓过型(10)‰实际上，F4常常是变化的，使丸为时变的，且难于估计其值，从而造成瓦计算困难。故此有必要寻求在一定范围内的近似算法。注意到配对定位预紧轴承常在丸≤‰范围内使用，即(10)式中的0