微型角接触球轴承特性分析及仿真.pdf

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1、第27卷第11期计算机仿真2010年11月文章编号：1006—9348(2010)11—0291—04微型角接触球轴承特性分析及仿真杨晨光l’2，贾宏光1，刘波1，郑飞k2(1．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033；2．中国科学院研究生院，北京100039)摘要：在轴承刚性特性的研究中，为了分析微趔角接触球轴承的接触特性，建立了轴向载荷作用下轴承的力学模型，以常规尺寸角接触球轴承的理论分析为基础，结合微型轴承的结构特点研究了接触角随负载的变化，并采用Newton—Raphson法编程实现了接触角增量的精确计算。结果表明：微型

2、角接触球轴承在受载后接触角增量远远超过常规尺寸角接触球轴承，可达到50％甚至更多，极大的影响了轴承的力学性能。为了验证上述理论分析，采用有限元法对轴承在轴向载荷作用下的力学性能进行了仿真分析，比较仿真与理论计算结果所得最大误差不超过10％，达到较好的吻合。关键词：微型角接触球轴承；接触特性；接触角中圈分类号：THl33．33+l文献标识码：BAnalysisonContactCharacteristicsofMiniatureAngularContactBallBearingsYANGChen—guan91一，JIAHong—guan91，LIUB

3、01，ZHENGFeil'2(1．ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，ChangchunJilin130033，China；2．GraduateSchool，ChineseAcademyofSciences，Beijing100039，China)ABSTRACT：Inordertoanalyzethecontactcharacteristicsofminiatureangularcontactballbearings，amathematicmodelofthebearingmech

4、anicalpropertiesunderaxialloadswasproposed．Basedonthetheoreticalanalysisofnor-realsizeangularcontactballbearings，andtakenthestructuralcharacteristicsofminiaturebearingsintoconsidera-tion，thecontactanglechangescouldbeaccuratecalculatedbyusingtheNewton—Raphsonmethod．Theresultsin

5、di-carethatthecontactangleincrementoftheminiatureangularcontactballbearingCanachieve50％ormore，farmorethantheincrementofnormalsizeangularcontactballbearings，whichwouldgreadyaffectthemechanicalpropertiesofbearings；inaddition，thesmallertheinitialcontactangleandrolldiameter，orthef

6、ewerthenumberofrollingbodies，themoreviolentchangesofthecontactanglewithaxialloads．Finally。toverifythetheoreticalanalysisa-hove，Finite—Element—Methodwagusedtosimulatethemechanicalpropertiesof$719／6Tand7002ACbeatingan-deraxialloads，themaximumerrorbetweensimulationandtheoreticalc

7、alculationresultswaslessthan10percent，reacheda900dmatch．KEYWORDS：Miniatureangularcontactballbearings；Contactcharacteristics；Contact锄glel引言轴承接触区的力学性能如刚度、变形、应力分布等直接影响到轴承的润滑、摩擦、振动以及传动轴系的间隙、预紧等，因此，对机械性能要求较高的系统，在设计分析中必须对关键部位轴承的力学性能加以分析。国内外学者对常规尺寸角接触球轴承的力学性能经历了较长时期的研究，比较有代表性的工作是：Str

8、ibeck⋯等应用Hertz理论建立了轴承的静力学分析模型；PalmgrenE21等对轴承在径向、轴向和力矩载荷作用下的变