基于接触应力的圆柱滚子轴承疲劳寿命分析.pdf

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1、·机械制造·邱江，等·基于接触应力的圆柱滚子轴承疲劳寿命分析基于接触应力的圆柱滚子轴承疲劳寿命分析邱江，朱如鹏，陆凤霞，靳广虎(南京航空航天大学，江苏南京210016)摘要：首先介绍了圆柱滚子轴承疲劳寿命的经典理论计算方法。然后运用Hertz接触应力理论计算出圆柱滚子轴承的最大接触应力，结合三参数幂函数公式确立疲劳寿命曲线方程计算出轴承的疲劳寿命值。通过改变轴承滚子数目、径向力大小以及径向游隙等参数，将基于接触应力得到的疲劳寿命结果与经典理论结果进行比较，证明了该方法的合理性。并分析了在考虑离心力作用下高速圆柱滚子轴承疲劳寿命与转速之

2、间的关系。关键词：圆柱滚子轴承；接触应力；疲劳寿命；高速轴承中图分类号：TH133．33文献标志码：A文章编号：1671．5276(2013)06．0018．03FatigueLifeAnalysisofCylindricalRollerBearingsBasedonContactStressQIUJiang，ZHURu·peng，LUFeng-xia，JINGuang·hu(NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)Abstract：First

3、ofall，thispaperintroducestheclassicallifetheoryofthecylindricalrollerbearings，thenusestheHertzcontactstresstheorytocalculatethemaximumcontactstressofcylindricalrollerbearingsandthethree-parameterpowerfunctionequationtogetthevalueofthefatiguelifeofthebearings．Bychangingt

4、henumberofrollerbeanngs，thesizeoftheradialforceandradialclearancepa-rameters，thefatigueliferesultsobtainedbasedonthecontactstresscomparedwiththeseoftheclassicaltheory，themethodprovestobereasonable．Anditanalyzetherelationshipbefweenthebearing’Sfatiguelifeanditsspeedunder

5、thecentrifugalforceKeywords：cylindricalrolerbearing；contactstress；fatiguelife；highspeedbearing是可行且较为可靠的，为圆柱滚子轴承的疲劳寿命特别是0引言针对直升机传动系统轴承部件的疲劳寿命评估提供了一定的依据。圆柱滚子轴承一般用于载荷较大的场合，与同尺寸球轴承相比，圆柱滚子轴承通常具有更高的刚性和更好的抗1圆柱滚子轴承接触疲劳寿命分析疲劳性⋯。轴承的疲劳寿命是轴承设计与使用中的重要的基本原理参照因素，对于滚子轴承来说主要的失效形式是接触疲劳，但

6、是由于金属材料的接触应力一般较大，要进行零部1．1L-P疲劳寿命计算理论件全尺寸的接触疲劳试验耗时会相当长。另外，大量实验数据表明，滚动轴承在型号、转速等外在条件完全一致的轴承疲劳寿命的计算方法建立在Lundburg和状况下，其实验寿命结果最大值与最小值相差甚远，即寿Palmgren的理论基础上。对于圆柱滚子轴承，在法向载荷命的离散性很大J。因此要想得出一组可靠的数据，必Q作用下，滚子与滚道线接触的寿命为：须开展大量的疲劳实验，这样的费用是高昂的。因此，理：f＼Q／论计算方法在获得轴承接触疲劳寿命在实际生产过程中就显得非常重要。式中，

7、滚道额定接触动载荷Q为：轴承的经典疲劳寿命计算方法是建立在Lundburg和292Q：552A(上)~-删2971(2)Palmgren等人的经验基础上。大量的生产实践证明，这种(1±)}。方法是较为可靠的。但在直升机疲劳定寿中，目前国内外式中，D为滚子直径；z为滚子有效长度；Z为滚子数；为对传动系统零部件的疲劳寿命评估普遍采用的是名义应Dcosa／d；tg为接触角；d为节圆直径；A是随滚子引导方力法的有限寿命设计。其设计基本思想是从材料的S—式而变化的系数。N曲线出发，再考虑可靠度、应力集中系数等多种影响因圆柱滚子轴承的寿命由内、外

8、环疲劳寿命的交集表示素；最后结合应力值求出疲劳寿命值J。本文基于接触应力对圆柱滚子轴承的疲劳寿命进行了计算，并将计算结L=(+：)一了(3)果与经典疲劳寿命理论结果进行了比较。证明这种方法式中，为滚子与内滚道接触寿命；￡