高速角接触球轴承接触角计算与影响因素分析

合集下载

角接触球轴承的接触特性分析

图 2 有限元边界条件仿真分析得到内圈、外圈、滚子处最大接触应力分别为 l .8GPa、l .6GPa、l .34GPa，仿真分析结果与赫兹理论计算结果相差很小。以外圈的应力云图为例，从图 3 可以看出，接触区域如赫兹接触理论描述的呈椭圆形，更进一步验证轴承接触力学仿真模型的准确性。按照此方法建立的轴承装配体接触仿真模型建立方法，为以后进一步评价轴承性能奠定有力基础。
参考文献：
⑴ 陈小龙.井下低速重载滚动轴承力学性能及疲劳寿命计算研究 [D].北京:中国地质大学，2 0 2 0 年. [2] 樊曙天,王坤郗，万凯 .球轴承复合结构滚动体接触特性的研究⑴.机械制造，2018(09). [3] 王家序，赵慧，李金明.固体润滑滚动轴承动态特性有限元分析 D1.湖南大学学报(自然科学版)，2013(03). [4] 周亦玲，沈杰.施工机械转盘轴承接触应力有限元分析[)]. 煤矿机械，2018(01). [5] Cheng,L.Z .,Liu,D.K.,Wang,Y.Load Distribution and Contact of Axle Box Bearings in Electric Multiple Units ^.International Jour nal of Simulation Modeling,2019(02). 丨6]高晓果,孔德龙，赵聪，等 .基于 A B A Q U S 的轴承过盈配合接触应力分析 D].机械研究与应用 ,2015(02). [7]宋宇谟 .盾构主轴承性能分析及新型主轴承研究 [D].大连: 大连交通大学,2019年. 间何培瑜，王匀，王华 .单排四点接触球转盘轴承球径影响分析⑴.轴承，2〇2〇(10). [9] 冈本纯三.球轴承的设计计算[M].北京:机械工业出版社)2003. [10] 周旭，王照.混凝土泵车连杆组的有限元分析与优化[J].机械制造,2019(09).

高速角接触球轴承接触角计算与影响因素分析

第9期
王保民等: 高速角接触球轴承接触角计算与影响因素分析
175
用下滚动体中心位置的变化也会对接触角产生影响。本文以弹性力学理论、滚动轴承动力学和沟道控制理论为基础, 计算轴承内圈外径在离心力作用下的径向位移, 给出计及内圈径向位移、预紧力和过盈配合量影响时, 高速角接触球轴承接触角的计算方法及相应程序, 分析轴承内圈径向位移、预紧力和过盈配合量对接触角的影响。
d Rr dr
+
Rr r
RH+
X2 r Q=
0
( 1)
几何方程为
Er =
du dr
EH=
u r
( 2)
其应力- 应变方程为
Rr =
E 1-
M(
Er
+
MEH)
( 3)
RH=
E 1-
M(
EH+
MEr )
式中 Rr ) ) ) 径向正应力分量
RH ) ) ) 环向正应力分量
X ) ) ) 轴承的角速度
u ) ) ) 径向位移分量 Q) ) ) 滚动体密度
文献标识码: A
Contact Angular Calculation and Analysis of High- speed Angular Contact Ball Bearing
Wang Baom in1 Mei Xuesong2 Hu Chibing1 Wu Zaix in1 ( 1. L anz hou Uni versity of T echnology , L anz hou 730050, China

球轴承接触角测量原理分析

将（）（）式代入（）式得：８，９１１
＝
（１
（１
］
（２１）
（）时针或逆时针旋转外圈ｎ圈，录旋转４顺记后保持架标记和外圈标记位置角度差。（）复步骤（ｍ次（＞４，次记录位置５重４）ｍＩ）依
！！Ｑ＝Ｚ轴承璺鱼
２１年１期０００
ＣＮ４１— １４８１／ＴＨＢｅｔｎ０１Ｎｏ．０ａｇ２０，ｉ１
球轴承接触角测量原理分析
吉冰旭，军伟，长兴苏王
（阳ＬＣ轴承有限公司，南洛阳洛Ｙ河４１３）７０９
￣ｗｎｃＤｐ
ｌ：６，ｌ，ｃ＝０
上加上预载荷，在外圈和保持架相同角度位置做
标记（３）图ａ。
（）时针旋转外圈ｎ圈，２顺然后再逆时针旋转架节圆处线速度和钢球的公转线速度是内沟道接ｎ圈。触点和外沟道接触点线速度的平均值，：即（）察标记位置是否改变，改变说明保持３观若
（）３
生产中，原始游隙与实际游隙、承套圈的沟曲率轴

角接触球轴承轴向力计算公式

角接触球轴承是一种常用的滚动轴承，广泛应用于机械设备中。在设计和使用角接触球轴承时，了解和计算轴向力是非常重要的。轴向力是指作用在轴承轴向方向的力，它对轴承的运行和寿命有着直接的影响。在本文中，我将介绍角接触球轴承轴向力的计算公式及其相关要点。

轴向力的计算公式是通过考虑轴承的负载、速度和角接触球轴承的特性来确定的。以下是角接触球轴承轴向力的计算公式：

Fa = (XFr + YFa) / (eP)

其中，

Fa是轴向力（单位为牛顿，N）；

X是轴承的动载荷系数；

Fr是轴承的径向力（单位为牛顿，N）；

Y是轴承的静载荷系数；

Fa是轴承的轴向力（单位为牛顿，N）；

e是轴承的接触角系数；

P是轴承的当量动载荷（单位为牛顿，N）。

在计算轴向力时，需要明确轴承的负载（Fr）、速度和特性系数（X、Y、e、P）。下面对这些要点进行详细的解释：

1. 轴承的动载荷系数（X）：

动载荷系数（X）是考虑到轴承在动载荷作用下的变形和变位情况的。X的取值范围通常为0.56-0.98，具体取值需要根据轴承的类型、尺寸和应用情况进行确定。

2. 轴承的静载荷系数（Y）：

静载荷系数（Y）是考虑到轴承在静载荷作用下的变形和变位情况的。Y的取值范围通常为0.56-0.98，具体取值需要根据轴承的类型、尺寸和应用情况进行确定。

3. 轴承的接触角系数（e）：

接触角系数（e）是轴承接触角的函数，接触角是指球和滚道的接触角度。e的取值范围通常为0.6-0.8，具体取值需要根据轴承的类型和设计要求进行确定。

4. 轴承的当量动载荷（P）：

7200C（AC）系列高速角接触球轴承（型号尺寸表）

7200C(AC)系列高速角接触球轴承

宁波百川轴承单列角接触球轴承性能特点、分类、型号对照、负荷、尺寸参数表

角接触球轴承可同时承受径向负荷和轴向负荷。能在较高的转速下工作。接触角越大，轴向承载能力越高。因其内外圈的滚道可在水平轴线上有相对位移，所以可以同时承受径向负荷和轴向负荷——联合负荷（单列角接触球轴承只能承受单方向轴向负荷，因此一般都常采用成对安装）。高精度和高速轴承通常取15 度接触角。在轴向力作用下，接触角会增大。单列角接触球轴承只能承受一个方向的轴向负荷，在承受径向负荷时，将引起附加轴向力。并且只能限制轴或外壳在一个方向的轴向位移。若是成对双联安装，使一对轴承的外圈相对，即宽端面对宽端面，窄端面对窄端面。这样即可避免引起附加轴向力，而且可在两个方向使轴或外壳限制在轴向游隙范围内。

角接触球轴承有：7200C型(∝＝15°)、 7200AC型(∝＝25°) 和7200B(∝＝40°)几种类型。该种轴承的锁口在的外圈上，一般内外圈不能分离，可承受径向和轴向的联合载荷以及一个方向的轴向载荷。承受轴向载荷的能力由接触角决定，接触角大，则承受轴向载荷的能力高。该种轴承能限制轴或外壳在一个方向的轴向位移

角接触球轴承因其内外圈的滚道可在水平轴线上有相对位移，所以可以同时承受径向负荷和轴向负荷——联合负荷（单列角接触球轴承只能承受单方向轴向负荷，因此一般都常采用成对安装）。保持架的材质有黄铜、合成树脂等。

新的角接触球轴承接触角和游隙的通用计算公式

ＣＦ＝ＦＤ＋ＣＤｒＧ
２ＣＥ＝＋ — ＝ｉｅｗｃｉ。）（一）ｅｃｉ１＝ — ＦＣＥ（ｒＤ（ —ｓ＋ｅ（ — ）２ＦＧＤＤＧｒ－）嗽ｃ＋ｒ譬ｃ嘲（）嗽
维普资讯 http://www.cqvip.com
轴承技术
２００７年第４期
一
（）２
ｒＧ２＝
一
（ｉｅｗ）ｒ＋ｒ—Ｄ一（ｉ０５ａ＋ｅ０５ｗｘ＋．Ｇ）ｒ一．Ｄ
（）３
ｓｎｉ
＝
ｒ－ｅ一３ｌＩ－ｒ１ｗ
（）４
１２四点接触球轴承（．见文献［］４）
（）５
ｃｏｓ
— —
接触角和游隙，但笔者在用文献［］四点接４中
触球轴承的轴向游隙和接触角公式计算三点接
触轴向游隙和接触角时（外圈垫片角取为将零，即应可计算三点接触轴承的游隙和接触
角）发现与三点接触球轴承的轴向游隙和接，触角公式计算不一致，将四点接触球轴承的故计算公式重新推导，出一新的公式，公式能得该
中心
０ ——极限位置时，圈滚道曲率中心外

角接触球轴承计算方法

角接触球轴承设计方法

1 主题内容和适用范围

本设计方法适用于外圈带琐口的特轻(1)、轻(2)窄、中(3)窄系列的36000、46000型及内、外圈均带琐口的轻(2)窄、中(3)窄系列的66000型角接触球轴承的产品设计。

轴承名称新代号旧代号

分离型角接触球轴承 S71900

S7000

S7200

1006900

6loo

6200

角接触球轴承 71900c

7000

7000AC

7200C

7200AC

7200B

73000C

7300AC

7300B

1036900

36l00

46100

36200

46200

66200

36300

46300

66300

锁口在内圈上的角接触球轴承

B7000C

B7000AC

B7200C

B7200AC

136100

146100

136200

146200

成对双联角接触球轴承

71900C／DB

71900C，DF

71900C／DT

7000C／DB

7000C／DF(T)

7000AC／DB(F，T)

7200C／DB(F，T)

7200AC／DB(F，n

7200B／DB(F，T)

7300C／DB(F，T)

7300AC／DB(F，T)

7300B／DB(F，T)

1236900

1336900

1436900

236100

3(4)36100

2(3，4)46100

2(3，4)36200

2(3，4)46200

2(3，4)66200

2(3，4)36300

2(3，4)46300

2(3，4)66300

2 代号与含义

KDW ：钢球直径系数

F0 ：轴承径向额定静负荷系数 fc ：轴承径向额定动负荷系数 kd ．套圈挡边直径系数

角接触球轴承接触角的简易测量法

范允英

【期刊名称】《轴承》

【年(卷),期】2009(000)003

【摘要】接触角的简易测量法是角接触球轴承生产过程中使用的一种测量方法.它是通过观测外圈转角来确定轴承的接触角.此法操作简便、成本低,很适合于生产车间使用.

【总页数】4页(P48-50,65)

【作者】范允英

【作者单位】湖州铧星轴承有限公司,浙江,湖州,313009

【正文语种】中文

【中图分类】TH133.33;TG806

【相关文献】

1.联合载荷作用下高速角接触球轴承快速计算方法及接触角分析 [J], 方斌;张进华;洪军;朱永生

2.角接触球轴承接触角的精确控制 [J], 王东峰;杨浩亮;张振强

3.基于虚拟仪器的角接触球轴承接触角测量仪 [J], 张中益; 方伟; 沈雪瑾; 顾家铭; 蒋武强

4.角接触球轴承接触角误差控制 [J], 孙东;方凯旋

5.X092型游隙检测仪在薄壁角接触球轴承接触角测量中的应用 [J], 张旭;焦叶凡;师歌;崔静伟;马磊

因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买

高速角接触球轴承动力学特性参数分析

表１计算参数
参数滚珠数量ｚ初始接触角／。（）滚珠直径Ｄｂ／ｍｍ轴承节圆直径Ｄ／ｍｍ滚道曲率半径／ｍｍ
内外圈材料滚珠材料轴向外载荷／Ｎ径向外载荷／Ｎ
矩也随转速的提高呈显著增长趋势。陀螺力矩使
滚珠有沿滚道滑动的趋势，当滚珠与滚道间的摩擦力不能抵消陀螺力矩时，产生滑动，将这将导致发
１计算模型
基于滚动轴承的分析方法，根据外圈滚道控制理论来建立动力学计算模型。根据赫兹接触理论建立接触力Ｑ与接触变形之间的关系；由动力学
理论可得出滚子离心力Ｆ、螺力矩Ｍ摩擦力陀及
（９８一）男，１５，上海人，南通纵横国际股份有限公司高级工程师，主要研究方向为数控机床制造技术及加工技术。
维普资讯 http://www.cqvip.com
２００６年７月中国制造业信息化
第３５卷
第１期３
ＮＳＫ公司的７ＢｌＴＢＬ型角接触陶瓷球５ＮＣ０ＹＤＢ混合轴承及同规格的钢球轴承为计算对象，完成动态特性对比分析，承参数列于表１轴。

角接触球轴承刚度计算与分析

。— — 椭圆率参数，接触区长半轴与短半轴之比
钢球与套圈的接触刚度 — — 钢球与套圈的Ｈｅｒｔｚ接触常数 — — 轴承刚度ｚ— — 受载前内外沟曲率中心的距离ｍ—— 钢球质量 — — 钢球受到的陀螺力矩， — — 外载荷在ｙ，ｚ轴的转矩凡—— 轴承转速ｐ— — 钢球与套圈的接触载荷 — — 沟道半径尺 — — 内沟道曲率中心轨迹的半径
《轴承））２０１６．Ｎｏ．４
— — 外沟曲率中心与球心的距离
Ｚ— — 钢球个数
— — 接触角
— — 钢球的方位角
钢球的姿态角
西— — 钢球的位置角
ＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＳｔｉｆｎｅｓｓｆｏｒＡｎｇｕｌａｒＣｏｎｔａｃｔＢａｌｌＢｅａｒｉｎｇｓ
ＷａｎｇＤｏｎｇｆｅｎｇ，，ＦａｎｇＢｉｎ，ＬｉＱｉｎｇｒｏｎｇ，ＺｈａｎｇＪｉｎｈｕａ
（１．ＬｕｏｙａｎｇＢｅａｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｕｏｙａｎｇ４７１０３９，Ｃｈｉｎａ；２．ＨｅｎａｎＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＨｉｇｈ
符号说明
Ａ— — 内、外沟曲率中心距Ｄ — — 钢球直径Ｄ。 —— 球组节圆直径Ｅ— — 等效弹性模量产＿＿沟道曲率系数

角接触球轴承计算方法

角接触球轴承设计方法

1 主题内容和适用范围

轴承名称新代号旧代号

分离型角接触球轴承 S71900

S7000

S7200

1006900

6loo

6200

角接触球轴承 71900c

7000

7000AC

7200C

7200AC

7200B

73000C

7300AC

7300B

1036900

36l00

46100

36200

46200

66200

36300

46300

66300

锁口在内圈上的角接触球轴承

B7000C

B7000AC

B7200C

B7200AC

136100

146100

136200

146200

成对双联角接触球轴承

71900C／DB

71900C，DF

71900C／DT

7000C／DB

7000C／DF(T)

7000AC／DB(F，T)

7200C／DB(F，T)

7200AC／DB(F，n

7200B／DB(F，T)

7300C／DB(F，T)

7300AC／DB(F，T)

7300B／DB(F，T)

1236900

1336900

1436900

236100

3(4)36100

2(3，4)46100

2(3，4)36200

2(3，4)46200

2(3，4)66200

2(3，4)36300

2(3，4)46300

2(3，4)66300

2 代号与含义

KDW ：钢球直径系数

F0 ：轴承径向额定静负荷系数 fc ：轴承径向额定动负荷系数 kd ．套圈挡边直径系数

轴承接触角多少度合适

轴承接触角是指轴承滚动体与轴承内外圈之间的接触线与径向线之间的夹角。合适的接触角能够保证轴承的正常运转和寿命。

一般情况下，接触角较小的轴承具有较高的接触面积，可以承受更大的载荷。但是，接触角过小会导致轴承产生滑动摩擦，增加磨损和能量损失。

对于滚动轴承，接触角通常在10度到30度之间。一般而言，接触角越大，承载能力越大，但摩擦损失也会增加。轴承的使用条件、载荷大小、转速等因素都会影响接触角的选择。

因此，具体的合适接触角应根据轴承的具体应用情况和设计要求进行考虑和确定。一般建议在设计和选择轴承时，参考相关的轴承手册或咨询专业技术人员，以确定适合的接触角。

高速角接触球轴承承载及其支承刚度的分析与计算

（２）
＝ｍｈｌｌｄｂ２（，＝１，２，３， …Ｎ）
（３）
式中：ｍ为滚动体质量；为滚动体转速；ｄｍ为轴承滚动体所在的节圆直径。
所示。图中Ａ、Ａ分别为第个滚动体内外圈摩擦力
ＩＱ一Ｑｃ。ＳＯ，ｑ＋（Ａ＃ｉｎｏｔ￣－Ａ，ｓｉｎａ（１））＋Ｆ，￣＝０
ｑ
Ｈｅｒｔｚ弹性接触理论、刚性套圈假设、套圈控制理论。
式中：、Ｑ分别为滚动体与内外滚道的接触载荷；
速滚动球轴承的支承刚度。研究结果丰富了高速角接
触球轴承动力学分析理论。
为了便于分析，对角接触球轴承作了简化，不考虑
轴承保持架的影响以及润滑对轴承的影响，并且满足
ｆ｛Ｑ＃ｉｎｏｔｖ－Ｑｓｉｎｏｔｑ－』（ＡＯＳ — Ａ ∞ ｓ）＝０
２０１３／１１
为滚动体螺旋角：
ｔ
１．２

电主轴角接触球轴承动力学建模及分析

摘要：本文针对电主轴角接触球轴承的动力学特性进行建模和分析。首先，介绍了角接触球轴承的运动原理和结构特点。然后，根据牛顿第二定律和运动学方程，建立了电主轴角接触球轴承的动力学模型。接着，通过分析电主轴角接触球轴承的受力情况，推导了轴承的接触角和接触应力的计算公式。最后，通过数值模拟和实验验证，分析了电主轴角接触球轴承的动力学性能，并提出相应的优化策略。

关键词：电主轴；角接触球轴承；动力学建模；接触角；接触应力

1 引言

电主轴角接触球轴承是一种重要的旋转设备中的关键部件，广泛应用于航空航天、汽车、机床等领域。其主要作用是支撑和传递旋转运动，承受轴向和径向载荷。因此，对电主轴角接触球轴承的动力学特性进行深入研究，对于提高轴承性能和延长使用寿命具有重要意义。

2 角接触球轴承的运动原理和结构特点

角接触球轴承由内外环和一组钢球组成，其具有较大的接触角，适用于承载径向和轴向载荷。在运动过程中，钢球通过滚动接触来传递载荷，并且由于接触角的存在，轴承的刚度和承载能力较高。

3 电主轴角接触球轴承的动力学建模

电主轴角接触球轴承的动力学建模是分析其运动特性和受力情况的基础。根据牛顿第二定律和运动学方程，可以建立相应的动力学模型。假设电主轴角接触球轴承忽略滚动摩擦和干扰，

忽略钢球与轨道的滑动摩擦，则可以得到以下运动方程：

\[F_{ax}=m\cdot \ddot{x}-(Fr\cdot \sin(\phi)+Fa\cdot

\cos(\phi))\]

高速精密角接触球轴承刚度计算

洛阳轴承研究所(河南洛阳 471039) 杜迎辉洛

阳

工

学

院(河南洛阳 471039) 邱明

昆山恩斯克有限公司(江苏昆山 215335) 蒋兴奇浙江大学(浙江杭州 310027) 马家驹

ABSTRACT On the base of analyzing forces and deformations of the bearing,the ne w method for calculating radial,axial and angle rigidities is put for ward in accordance with c ontact loads and contac t

angles between balls and race ways of the spindle bearing.And the effect of speed,preload and race way curvatures of inner and outer race on bearing rigidity is analyzed and calculated. 滚动轴承中接触载荷和接触变形之间的关系是非线性的,因此,轴承刚度并非恒定。但过去许多人对刚度特性的计算过于简化[1],一般都是把轴承简化成等效弹簧,忽略了刚度随载荷的非线性变化、角刚度以及刚度随旋转速度变化等。即使考虑到上述因素,刚度计算误差也较大。本文在计算两种预紧方式即定位预紧和定压预紧、球与内外圈沟道接触载荷和接触角的基础上,计算了每个球与内外圈沟道接触点的接触刚度,根据轴承内部变形的几何关系,提出了一种新的轴承径向刚度、轴向刚度和角刚度的计算方法,并通过实例计算分析了轴承旋转速度、预紧载荷和内外圈沟道曲率系数对刚度的影响。所提出的机床主轴轴承刚度计算方法也适用于其他滚动轴承应用场合。

71900A(AC)系列高速角接触球轴承(型号尺寸表)

71900A(AC)系列高速角接触球轴承

宁波百川轴承角接触球轴承可同时承受径向负荷和轴向负荷。能在较高的转速下工作。接触角越大，轴向承载能力越高。高精度和高速轴承通常取15 度接触角。在轴向力作用下，接触角会增大。

单列角接触球轴承：只能承受一个方向的轴向负荷，在承受径向负荷时，将引起附加轴向力。并且只能限制轴或外壳在一个方向的轴向位移。成对双联球轴承：成对双联安装，使一对轴承的外圈相对，即宽端面对宽端面窄端面对窄端面。这样即可避免引起附加轴向力，而且可在两个方向使轴或外壳限制在轴向游隙范围内。

2. 产品结构

• 7000C型(∝＝15°)

• 7000AC型(∝＝25°)

• 7000B(∝＝40°)

.7200C(A)型

7300 C(A)型

3. 保持架：黄铜、合成树脂

4. 产品特点

• 额定负荷大

• 刚性强

• 运转平稳

5. 主要用途

单列角接触球轴承：机床主轴、高频马达、燃汽轮机、离心分离机、小型汽车前轮、差速器小齿