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1、滚动轴承的刚度滚动轴承的刚度本讲稿第一页，共十六页n n定义：轴承内外套圈产生单位的相对弹性位移量所需的外加负荷。n n刚度是衡量滚动轴承使用性能的一项指标。n n分类：径向刚度、轴向刚度、角刚度。本讲稿第二页，共十六页n n=a asin+r rcoscosn n在=0处，若轴承仅有轴向位移量，则有 本讲稿第三页，共十六页n n根据根据HertzHertz接触理论。对于点接触的角接触球轴承，其接触载荷接触理论。对于点接触的角接触球轴承，其接触载荷QQ及变及变形形 的关系为的关系为n n可以得出可以得出 其中：其中：Z Z 滚动体数；滚动体数；K Kn n 载荷与变形常数，与轴承材料和几何参数
2、有关载荷与变形常数，与轴承材料和几何参数有关 J Ja a 载荷分布的轴向积分载荷分布的轴向积分本讲稿第四页，共十六页 可以采用预紧的方法提高轴承的刚度本讲稿第五页，共十六页滚动轴承的预紧滚动轴承的预紧n n定义：轴承装入轴承座和轴上后，使轴承中的滚动体和内外套圈之间产生一定量的预变形，以保持内外套圈均处于压紧状态。n n作用：1）使轴承在轴向和径向正确定位，提高轴的旋转精度；2）增加轴承的刚度；3）减少轴承的振动和噪声；4）控制滚动体的自旋滑动，减少滚动体的公转打滑等。本讲稿第六页，共十六页定位预紧定位预紧n n定位预紧是指使轴承的轴向相对位置在使用中保持不变的一种轴向预紧方式。可通过调整间
3、距套筒的宽度以获得一定的预紧量。可通过调整间距套筒的宽度以获得一定的预紧量。本讲稿第七页，共十六页 定位预紧时的载荷与变形曲线本讲稿第八页，共十六页定压预紧定压预紧n n定压预紧是指使轴承的预紧负荷在使用中保持不变的定压预紧是指使轴承的预紧负荷在使用中保持不变的一种轴向预紧方式。一种轴向预紧方式。可以通过调整弹簧的压缩量以获得一定的预紧量。本讲稿第九页，共十六页 定压预紧时的载荷与变形曲线本讲稿第十页，共十六页n n定压预紧对支承系统的刚度增加不明显n n定位预紧容易受轴和轴承座温度差所引起的轴向长度差、内外圈温度差引起的径向膨胀量等因素的影响。n n一般而言，在要求高刚度时，宜采用定位预紧；
4、而高速旋转时，则采用定压预紧。本讲稿第十一页，共十六页径向预紧径向预紧n n利用过盈配合使轴承内圈膨胀，可以消除游隙，使轴承处于预紧利用过盈配合使轴承内圈膨胀，可以消除游隙，使轴承处于预紧状态，称为径向预紧。状态，称为径向预紧。n n目的是增加载荷区内的滚动体数目，减少滚动体的最大载荷。目的是增加载荷区内的滚动体数目，减少滚动体的最大载荷。n n典型的例子是双列精密短圆柱典型的例子是双列精密短圆柱 滚子轴承，调整这种轴承相对滚子轴承，调整这种轴承相对 于锥形轴颈的轴向位置，使内于锥形轴颈的轴向位置，使内 圈有合适的膨胀量而得到径向圈有合适的膨胀量而得到径向 负游隙。负游隙。本讲稿第十二页，共十
5、六页预紧负荷值的选取预紧负荷值的选取本讲稿第十三页，共十六页预紧负荷值的选取预紧负荷值的选取n n高速轻载条件下，或是要求提高旋转精度的场合，应选择轻预紧；中速或低速重载条件下，以及要求增加支承刚度时，应选择中预紧和重预紧。n n采用下列方法来控制预紧量 1)测定轴承起动摩擦力矩 2)测定轴承轴向位移量 3)测定弹簧变形量 4)测定螺母紧固扭矩本讲稿第十四页，共十六页参考文献参考文献n n11万长森万长森.滚动轴承的分析方法滚动轴承的分析方法.机械工业出版社机械工业出版社.1987,3.1987,3n n22刘泽九刘泽九,贺士荃贺士荃,刘晖刘晖.滚动轴承应用滚动轴承应用.机械工业出版社机械工业出版社.2007,32007,3n n33蒋蔚蒋蔚,周彦伟周彦伟,梁波梁波.配对角接触轴承刚度和摩擦力矩分析计算配对角接触轴承刚度和摩擦力矩分析计算.轴承轴承.2006,08:1-3,35.2006,08:1-3,35n n44高成慧高成慧,李燕李燕.影响滚动轴承变刚度因素的模拟分析影响滚动轴承变刚度因素的模拟分析.机械设机械设计与制造工程计与制造工程.20022002,0,05 5(3):37-42(3):37-42n n55现代设计与产品研究开发网络现代设计与产品研究开发网络.http:/http:/本讲稿第十五页，共十六页 谢谢！本讲稿第十六页，共十六页