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圆柱滚子轴承滚子对数修形优化研究∗

摘要:为了提高轴承的疲劳寿命,采用RomaxDesigner工程分析软件,在充分考虑径向游隙和内外圈相对倾斜量(影响轴承寿命的

主要因素)对修形效果影响的基础上,对某大兆瓦风电机组齿轮箱输出轴轴承进行了对数修形优化分析。首先,对国际标准ISO/

TS16281寿命计算方法进行了简要分析;然后,对不同径向游隙情况下对数修形的效果进行了分析;最后,对不同内外圈相对倾斜

量情况下对数修形的效果进行了分析。研究结果表明:以轴承最大接触应力最小为优化目标和以国际标准ISO/TS16281寿命最长

为优化目标的轴承对数修形,其最佳修形量不同,相应的ISO/TS16281寿命有很大不同;在该轴承的具体条件下,以ISO/TS16281

寿命最长为优化目标的最佳修形凸度量对应的ISO/TS16281寿命比以最大接触应力最小为优化目标的最佳修形凸度量对应的

ISO/TS16281寿命长2.39%~10.63%;以ISO/TS16281寿命最长为优化目标的最佳修形凸度量对应的ISO/TS16281寿命比未修

形的ISO/TS16281寿命长111.47%~1054.88%,建议以ISO/TS16281寿命最长为优化目标对轴承进行修形优化设计。该研究结

果可为滚子类轴承的优化设计提供参考。

关键词:滚柱轴承;对数修形;接触应力;疲劳寿命;径向游隙;内外圈相对倾斜量;国际标准ISO/TS16281

Optimizationofrollerlogarithmicmodificationfor

cylindricalrollerbearings

Abstract:Inordertoimprovethefatiguelifeofbearings,RomaxDesignerengineeringanalysissoftwarewasused,fullyconsideringthemain

factorsaffectingbearinglife,suchasradialclearanceandrelativeinclinationofinnerandouterrings,tooptimizethelogarithmicmodification

oftheoutputshaftbearingofalargeMWwindturbinegearbox.Firstly,abriefanalysiswasconductedontheinternationalstandardISO/TS

16281lifecalculationmethod.Secondly,theeffectsoflogarithmicmodificationunderdifferentradialclearanceswereanalyzed.Finally,the

effectsoflogarithmicmodificationunderdifferentrelativeinclinationsoftheinnerandouterringswereanalyzed.Theresearchresultsindicate

that,underthespecificconditionsofbearings,theoptimalmodificationconvexmetricwiththelongestservicelifeofISO/TS16281asthe

optimizationobjectivecorrespondstoa2.39%~10.63%longerservicelifeofISO/TS16281comparedtotheoptimalmodificationconvex

metricwiththeminimummaximumcontactstressastheoptimizationobjective.Moreover,theoptimalmodifiedconvexmetricwiththe

objectiveofmaximizingthelifespanofISO/TS16281correspondstoalifespanof111.47%~1054.88%longerthantheunmodifiedISO/T