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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 ·
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