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　　第 33 卷第 5期 特大型负游隙四点接触球轴承接触应力分析 83 文章编号 ： 1004 —2539(2009}05 —0083—03 特大 型负游隙 四点接触球轴承接触应力分析 (洛阳LYC轴承有限 公司技术中 心，河南洛阳 471 03 9) (河南 科技大 学机电 工程学院， 河南洛阳 471 003) 陈国桢 王燕霜 邓四二 徐绍仁 杨友 中 摘要给 出了特大型 负游隙四点接触球轴承接触点处应 力分布的分析方法， 并计算 了某型号转盘 轴承在 空载时不同负游隙下球与内外圈之 间的接触应力和接触 区面积。结果表明： 空载时， 负游隙轴承 发生四点接触， 四点处接触面积近似相等 ， 接触应 力分布近似一样， 内...

　　第 33 卷第 5期 特大型负游隙四点接触球轴承接触应力分析 83 文章编号 ： 1004 2539(2009}05 008303 特大 型负游隙 四点接触球轴承接触应力分析 (洛阳LYC轴承有限 公司技术中 心，河南洛阳 471 03 9) (河南 科技大 学机电 工程学院， 河南洛阳 471 003) 陈国桢 王燕霜 邓四二 徐绍仁 杨友 中 摘要给 出了特大型 负游隙四点接触球轴承接触点处应 力分布的分析方法， 并计算 了某型号转盘 轴承在 空载时不同负游隙下球与内外圈之 间的接触应力和接触 区面积。结果表明： 空载时， 负游隙轴承 发生四点接触， 四点处接触面积近似相等 ， 接触应 力分布近似一样， 内圈受到的接触应力略大于外圈。 负游隙绝对值越 大， 接触 区面积越大 ， 接触应力也越 大。可以通过增大负游隙绝对值 来提 高轴承摩擦 力 矩 。 关键词 轴承四点接触 负游隙 接 触应力 0引 言 转盘轴承是一种大型球轴承， 应用非常广泛 ， 可以 用在起重机 、 风能发 电机 以及挖掘 机等重型机 械上。 本文中我们所研究的转盘轴承应用在风能发电机上 ， 要求轴承具有较大的启 动摩擦转矩 ， 此 时必须采用负 游隙轴承 ， 也即给轴承一定 的轴 向预紧量。国内外对 于小型 、 中型两点或三点接触球轴 承进行理论分析和 实验研究的较多_l I5j ， 对于大型两点 、 三点或 四点接触 球轴承研究 的较少_6 j。 目前国内外 ， 对于负游隙下 大型四点接触球轴承的理论分析还是一项空白。接触 应力的计算是滚动轴承分析 的基础 ， 在考虑轴承 内的 负荷分布 、 刚度、 润滑、 摩擦 、 振动以及轴承寿命 时， 都 必须首先计算接触应力 。接触应力对轴承的接触疲劳 和磨损有重要影响， 在很大程度上决定着轴承的寿命。 我们在对特大型四点接触球轴承进行拟静力学分析的 基础上 ， 给出了空载时负游 隙下轴承 4 个接触点处接 触应力的分析方法 ， 并计算 了某型号转盘轴承 的接触 应力和接触区的形状及面积 ， 为轴承设计提供理论基 础和重要数据 ， 为负游隙轴承进一步的理论研究奠定 了基 础 。 1几何 分析x ， ．，， 一 一 轴承分析 中， 坐标 系如 ， 生径 向接触的几何关 系示意图 ， 球与 内圈和外 圈均发 生两点接触 ， 内圈和外圈与球的径向接触角为 O tm= arcsin m = 或 。 ) ( 1) 脚标 i 或 。分别表示 内圈和外 圈滚道 ， g。 为左半外圈 曲率 中心 Co f与右半 外 圈曲率 中心 Co t之 间的轴 向距 离， g 为左半 内圈曲率 中心 C 与右半 内圈曲率 中心 c 之间的轴向距离 ， 和 r0分别为 内圈和外圈的沟 曲 率半径 ， 为滚子直径。根 据图 2 和勾股定理 ， 可得 到内圈(或外圈) 桃形沟顶点到球底部的距离为 h = 一Db／ 2 一( FmDb／ 2) CO SO ~ + 0． 5[ Db(4r 一 D6) + (2rmD6) CO S 2a ] ( m = i 或 o) (2) 套圈曲率中心 图 2球与 内(或外 )圈滚遭接触的几何 关系 从 图 2 右侧图可以看出 厂■ ■ 一 一r 一 ( ) =r (m=i或o) (3) 轴承变形前径向游隙 Sa = dod12( D6 + h。 + z) 本文中我们所研究 的是空载下负轴向游隙时轴承 的接触问题 ， 即轴承外 圈固定 ， 只承受 内圈重力( 沿轴 向) ， 不受其他外载荷 ， 因此轴承滚道曲率中心仅发生 轴向位移。图 3 给 出了轴承发生变形前后 ， 在角位置 (4)