高速滚动轴承的动力学分张成铁.pdf

第16卷　第1期 机 械 科 学 与 技 术 . 16　 . 1 V o l N o 1997年　 1月 M ECHAN ICAL SC IEN CE AND T ECHNOLO GY Jan　　1997 高速滚动轴承的动力学分析 张成铁　陈国定　李建华 (西北工业大学　西安　710072) 张成铁 ( 摘　要　在高速轻载的工况条件下, 打滑引起的接触表面损坏 如打滑切伤或擦 ) 伤 已成为高速滚动轴承的主要失效原因。本文根据牛顿运动定律, 建立了滚 动轴承动力学模型, 分析了轴承元件间的相互作用和滚动轴承的有关动力学 特性。利用本文所编制的软件, 对滚子的公转和 自转转速及保持架转速进行 了动态模拟, 分析了滚子和保持架的打滑, 得到了与实际相符的结果。 关键词　打滑　动力学模型　弹流润滑 中图号　TH 133. 31 引　言 航空发动机主轴采用的圆柱滚子轴承, 通常是在高DN 值和轻载状态下工作的。在这种状 态下, 轴承的实际寿命比预期的疲劳寿命低几个数量级, 轴承的失效主要归因于轴承零件的不 稳定运转, 而不是疲劳。轴承元件的动态不稳定性, 如保持架涡动、滚子打滑等成为轴承的主要 破坏原因, 这种特性在拟动力学分析中是难以准确描述和预测的。因此, 开展完全的动力学研 究去分析高速滚动轴承是十分必要的。 本文建立了滚子轴承动力学模型, 分析了轴承元件间的相互作用和滚动轴承的有关动力 学特性, 实时模拟了滚子公转转速、自转转速及保持架转速, 这对分析滚动轴承的打滑, 从而提 出有关措施以防止滚动轴承打滑失效是很有意义的。 1　基本理论方程 1. 1　基本假设 ( ) ( 1 　滚动体作平面运动, 具有两个 自由度: 即滚子质心绕轴承中心的公转 设其转速为 ) ( ) x 和滚子绕自身轴心的自转 设其转速为 r 。 (2) 　保持架作平面运动, 在忽略轴承径向游隙影响的条件下, 具有一个自由度: 即保持架 ( ) 绕其轴心的转动 设其转速为 c 。 ( ) + 1, 其中 为滚子个数。 3 　总自由度为2Z Z 1. 2　轴承各元件间的相对运动关系 由文献[2 ]得滚子相对于轴承内、外圈的相对滑动速度为 ( ) ( ) ( ) V = d [ 1 - n - - ]2 1 ij m c r 收稿 日期: 1996 06 09 第1期 张成铁等: 高速滚动轴承的动力学分析 1·37 ·