基于赫兹理论的大型负游隙四点接触球轴承的接触分析.pdf

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1、Functi0nUnils功能都件基于赫兹理论的大型负游隙四点接触球轴承的接触分析朱春熙王国华宗春丽程广伟(洛阳理工学院机械工程系，河南洛阳471023)摘要：给出了用赫兹接触理论对大型负游隙四点接触球轴承进行接触分析的方法，并以3-645K转盘轴承为例，计算空载时不同负游隙下钢球与内、外圈滚道之间的法向接触压力。结果表明：轴承4个接触点处的接触载荷随负游隙绝对值的增大而增大，负游隙的微小变化对接触力的影响很大。关键词：赫兹理论四点接触球轴承负游隙中图分类号：TH133．3文献标识码：AContactStressAnalysisonLarge-sizedFOur—cOntact—

2、p0jntBallBearingwithNegativeInternalClearanceBasedonHertz’SContactTheoryZHUChunxi，WANGGuohua，ZONGChunli，CHENGGuangwei(Dept．ofMechanicalEngineering，LuoyangInstituteofScienceandTechnology。Luoyang471023，CHN)Abstract：ContactanalysisbyHertz’Scontacttheoryisperformedonlargesizefour—contact-pointbal

3、lbearingwithnegativeinternalclearance．Takingthe3—645Kbeatingasanexample，thenormalcontactloadsbetweenbailsandinner／outerringtractarecomputedwithdiferentnegativeinternalclearanceunderzeroappliedload．Theresultsshowthatthenormalloadsincreaseastheabsolutevalueofnegativeinternalclearanceincreases．T

4、heslightchangeofnegativeinternalclearancehassignificantaffectonnormalcontactload．Keywords：Hertz’SContactTheory；Four—contact—pointBallBearing；NegativeInternalClearance本文的研究对象是一种大型四点接触球轴承，它触应力，接触应力对轴承的摩擦力矩、接触疲劳和磨损也是一种转盘轴承，这种轴承广泛应用于起重机、风能有重要影响，这在很大程度上决定了轴承的寿命。接发电机、雷达以及挖掘机等重型机械上。笔者所研究触应力的计算是滚动轴承分

5、析的基础。目前，国内外的这种轴承就是应用在雷达上的，根据雷达的特殊工对于带负游隙的大型四点接触球轴承的理论分析还是况，要求轴承具有一定的启动摩擦转矩。因此，必须采一项空白。用带负游隙的轴承，也就是说钢球与内、外圈滚道间笔者用弹性体接触理论——赫兹接触理论对带负是过盈配合。此时，在钢球与滚道接触区域就会产生接游隙的四点接触球轴承进行分析，给出了空载时负游隙下轴承接触处接触应力的分析方法，并计算了3—645K转盘轴承(图1)的接触应力和接触区的形状尺寸，为轴承设计提供理论基础和重要数据。1弹性接触问题的基本方程弹性体接触问题是研究2个或2个以上弹性体受载荷作用后产生局部应力和变形的问

6、题。当两个物体在边界发生接触时，接触面的大小及接触应力的大小与接触面的初始间隙、摩擦力及载荷的大小有关。在加载过程中，接触面的大小随着载荷变化而不断地改图1转盘轴承3—645K变，即边界条件在不断地变化，且不可恢复，具有不可逆性。这种边界条件的不定性和不可逆性使接触应力ullg2N功能都件Functi0nUs的大小不再与外载荷成线性关系，应力状态与力的加曲率与最小曲率被称为主曲率。主曲率有正有负，凸载次序有关¨。因此，接触问题是一种高度非线性行面为正，凹面为负，而主曲率所在的平面被称为主平为，它一直是非线性问题中的难点之一。轴承内、外圈面。主曲率函数和曲率和计算方法如下：滚道与钢

7、球之问的接触就是此类问题，属于典型的状)：(1)态非线性问题。P弹性接触问题有以下两个基本方程(1)平衡方程∑P=P+PP+PP1+PP2(2)其中P是接触物体的主曲率，分别为半径R、R¨、Ifor(，Y)dxdy=QRh，、R。的倒数，对于轴承沟道凹曲面的曲率取负式中：Q为载荷；0v为接触应力；A为接触区域。值。假定物体的弹性模量为E、E：，泊松比分别为、(2)变形协调方程，那么，可计算出接触椭圆长、短半轴尺寸为f『些：8一()301-．~1-／x2(2'／rE掣、__rz：。