具有凸度偏移和外滚道锥度误差的圆柱滚子轴承接触应力分析
轴承接触应力测试
轴承接触应力测试1.引言1.1 概述概述轴承接触应力是指轴承在运转时所承受的力量。
轴承作为一种重要的机械零件，在各种工业设备和机械系统中发挥着关键作用，并且承受着巨大的载荷。
因此，了解和测试轴承接触应力对于保证设备的正常运行和延长轴承使用寿命至关重要。
在轴承运行过程中，接触应力是由于轴承与相对运动部件之间的接触而产生的。
这些接触力和应力分布的特性会直接影响轴承的性能和寿命。
高接触应力不仅会导致轴承过早失效，而且还可能引发其他故障，如疲劳、磨损和裂纹等。
因此，对轴承接触应力进行测试和评估是确保轴承性能和可靠性的重要一环。
通过精确测量和分析轴承接触应力的分布，我们可以了解其在不同工况下的变化规律，并提供有效的改进和优化方案。
本文将重点介绍轴承接触应力的测试方法及其在工程实践中的应用。
我们将讨论常用的实验手段和技术工具，如应变计、压力传感器和数值模拟等，以及测试过程中的注意事项和应注意的问题。
通过本文的阐述，读者将能够深入了解轴承接触应力测试的重要性和方法，为实际工程中的轴承设计和使用提供有力的支持。
1.2 文章结构本文主要介绍轴承接触应力测试的方法和意义。
首先，我们将在引言部分概述本文的主要内容和结构。
接着，正文部分将对轴承接触应力的定义和重要性进行详细阐述。
然后，我们将介绍轴承接触应力测试的不同方法和技术。
最后，在结论部分，将对实验结果进行分析，并总结实验的重要性和对轴承设计和性能评估的贡献。
通过本文的阅读，读者将能够了解轴承接触应力测试的基本原理和方法，并将其应用于轴承的设计和优化过程中。
1.3 目的本文旨在研究轴承接触应力测试方法，以评估轴承在实际工作条件下的性能表现。
轴承接触应力是指轴承内部的接触点所承受的力量，对于轴承的寿命和性能起着重要的影响。
通过测试不同条件下轴承的接触应力，我们可以了解轴承在不同工况下的承载能力、疲劳寿命和稳定性等指标，为轴承的设计和选型提供依据。
具体而言，本文的目的如下：1. 探究轴承接触应力的定义和重要性。
新型圆柱滚子轴承偏载接触特性分析
第34卷第2期机电产品开发与创新Vol.34,No.2 2021年3月Development&Innovation of M achinery&E lectrical P roducts Mar.,2021文章编号：1002-6673(2021)02-020-04新型圆柱滚子轴承偏载接触特性分析温福林！，袁秋炜！，杨文"(1.湖南工业大学机械工程学院，湖南株洲412007；2湖南铁道职业技术学院制造学院，湖南株洲412001)摘要：考虑轴承在工作中复杂的受载情况，为了解弹性复合圆柱滚子轴承在偏载工况下的接触特性％基于有限元分析，在均载和偏载两种工况下，对不同填充度的弹性复合圆柱滚子轴承的等效应力、接触应力及剪切应力进行分析和对比％结果表明：在特定工况下，相较于均载工况，滚动体的应力分布不均更严重，应力最大值变大，应力集中严重，应力分布情况与滚动体填充度关系密切#针对具体荷载工况，对滚动体的结构参数和內部构造进行优化，可改善其受力情况％研究可为弹性复合圆柱滚子轴承的工程应用提供参考％关键词：弹性复合圆柱滚子轴承#偏载#接触特性#填充度中图分类号：TH113.1；TH133.33文献标识码：A doi:10.3969/j.isso.1002-6673.2021.02.006Analysis on Contact Characteristics of New Cylindrical Roller Bearing under Unbalanced LoadWENFu-Lin1,YUANQiu-Wei1,YANG Wen2(l.School of Mechanical Engineering,Hunan University of Technology,Zhuzhou Hunan412007,China；2.1nstitute of Manufacturing,Hunan Railway Professional Technology College,Zhuzhou Hunan412001, China)Abstract:In order to understand the contact characteristics of elastic composite cylindrical roller bearing under eccentric load,the complex load condition of bearing is considered.Based on the finite element analysis,the equivalent stress,contact stress and shear stress of elastic composite cylindrical roller bearing with different filling degrees are analyzed and compared under the conditions of uniform load and partial load.The results show that:compared with the uniform load condition,the uneven stress distribution of the rolling element is more serious,the maximum stress is larger,and the stress concentration is serious.The stress distribution is closely related to the filling degree of the rolling element.According to the specific load condition,the structural parameters and internal structure of the rolling element can be optimized to improve its stress condition.The research can provide reference for the engineering application of elastic composite cylindrical roller bearing.Keywords:Elastic composite cylindrical roller bearing；Eccentric load；Contact characteristics；Filling degree0引言圆柱滚子轴承通过滚动体与内外圈之间的滚动线接触，实现力和运动的传递，在机械传动中起着重要的作用，广泛应用于旋转机械的支承及其转子系统’深入研究圆柱滚子轴承的力学特性，是更好地安装和维护、延长轴承寿命的基础叫圆柱滚子轴承的滚子与滚道之间为线接触，相较于同尺寸的球轴承轴承，具有更高的承载能力、较大的承载刚度等特点，同时也存在高速和重载工况下易损坏等问题叫而空心圆柱滚子轴承相较于实心圆柱滚子轴承，因修稿日期：2020-#2-16项目来源：国家自然科学基金（51175168）；湖南省教育厅科学研究项目（19C0577）作者简介：温福林（1997-）,男，江西赣州人，硕士研究生％主要研究方向为滚动轴承服役性能与安全。
高速铁路滚子轴承中凸度滚子接触参数分析与轴承稳健设计模型
又根据表面接触变形位移的计算方法（波西涅
斯克模型）[7]，接触表面上各点的变形大小为：
∬ w(x,
y)
=
1 - ν2 πE
Ξ
q(x͂ ,y͂ )
dx͂ dy͂
优化稳健设计，为轴承设计应用和提高轴承可靠性使用性能提供了方法。
关键词：高速铁路滚子轴承；凸度滚子；有限长线接触；有限条元模型；接触参数；稳健设计
中图分类号：TH133.33
文献标识码：A
文章编号：1672-447X（2021）03-0015-07
1 线接触问题概述
在高速铁路轴承和重载轧机轴承等一类滚子 轴 承 中 ，多 是 采 用 圆 柱 滚 子 轴 承 或 是 圆 锥 滚 子 轴 承，其中的接触问题主要属于线接触类型。由于滚 子和滚道接触都是具有限长度的，不符合理想的线 接 触 类 型 问 题 的 条 件 ，只 能 通 过 数 值 计 算 方 法 计 算。随着载荷的增加，有限长线接触区域会逐渐扩 大[1-3]。当载荷比较大时，在接触区两端部边界会出 现很高的应力集中问题，如图 1（a）所示。为了消除 这种不利的应力集中现象，滚子的母线需要采取修 形设计。早先的修形母线通常采用小角度倾斜直 线或圆弧曲线，等等。经过这样修形后的滚子能够 降低接触应力集中度，但不能完全避免应力集中， 如图 1(b)所示。如果滚子母线采用圆弧曲线，可以 避免滚子边缘应力集中，如图 1(c)所示。但这时接 触中心区的接触应力会比较高，它会减少轴承接触 疲劳寿命。经过不断深入的研究发现，如果滚子母 线采用对数型曲线，理论上可以完全消除应力集中 现象，可以使接触压力分布接近均匀，如图 1(d)所
1
-
æ
ç
è
y b
ö2
滚子轮廓修形对圆柱轴承接触应力及寿命的影响
contact stress and life analysis model of cylindrical roller bearings is established by Lamina method. The deflection state
of the inner and outer rings of the bearing is considered. The effects of different roller profile and convex on bearing
工况有关。Ramu和Murthy[6]建立滚子与滚道接触应力分 析的2D模型，比较了滚子轮廓在直母线、圆弧形凸度曲线 和对数曲线三种情况下的应力分布情况，得出直母线滚 子边缘容易产生应力集中，圆弧形凸度曲线可以在轻载 和中载时有效降低边缘应力，但重载情况，边缘应力仍然 存在，对数修形的滚子不论是轻载和重载时，可以完全消 除边缘应力；刘良勇、孙朝阳等[7]采用有限元法，比较了四 种不同滚子轮廓母线对接触应力的影响，得出了对数母 线是最理想的凸度曲线；马明明、刘晓玲等[8]提出直母线 加抛物线修形函数，采用有限长线接触热弹流润滑模型， 考虑滚子不同偏斜状态，求解油膜压力和油膜厚度，得出 滚子母线修形可以有效减小滚子的边缘效应，以及不同 偏斜状态滚子存在一个最佳修形量。
中图分类号:TH 133.33
文献标志码:粤
文章编号：员园园圆原圆猿猿猿（圆园员9）03原园136原园6
Effect of Roller Profile Modification on Contact Stress and Life of Cylindrical Bearings
YANG Fan, ZHAO Jun, ZHANG Longzhou
钢丝滚道球轴承的接触应力分析研究
钢丝滚道球轴承的接触应力分析研究张广萍;张建斌;李红伟;孙先涛【摘要】以某型三轴稳定平台中的钢丝滚道球轴承为例,运用赫兹理论进行接触应力求解,并利用对称性在Ansys环境下建立接触模型仿真分析,将结果对比研究,得出接触体发生塑性变形时,利用Ansys求解相对Hertz理论结果更加准确.有限元分析结果显示接触体的最大接触应力发生于钢丝滚道的表面,有力地阐明了实际工程中轴承在钢丝滚道表面易形成点蚀破坏的机理,为进一步开展钢丝滚道的点蚀及磨损的实验研究提供了理论依据.%A wire race ball bearing used in a certain three-axis stabilized platform was presented. The contact stress was obtained using the Hertz theory,and then a finite element model was established in Ansys to be simulated and analyzed by utilizing symmetry,which result shows after comparing and studying that when plastic deformation occurred between two contact bodies ,the Ansys can get a more accurate result than Hertz.Ire addition, the ansys result shows that the maximum contact stress exists at the surface of the wire race, which effectively illustrates the reality that corrosive pitting always form at the wire race easily,which provides a theoretical bash for further experimental research about wire raceway pitting and attrition.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2012(000)001【总页数】3页(P91-93)【关键词】钢丝滚道球轴承;接触应力;赫兹理论;有限元法【作者】张广萍;张建斌;李红伟;孙先涛【作者单位】北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京100191;北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京100191;北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京100191;北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京100191【正文语种】中文【中图分类】TH133.331 引言钢丝滚道球轴承作为一种新型非标准轴承，具有重量轻、回转精度高、既可以承载轴向力，又可以承载径向力的能力，已经较为广泛的应用于大载荷，低惯量，大口径轴承的支撑中[1]。
滚动轴承论文接触应力论文：NU210E圆柱滚子轴承极限偏斜角与载荷的关系研究
滚动轴承论文接触应力论文：NU210E圆柱滚子轴承极限偏斜角与载荷的关系研究滚动轴承论文接触应力论文：NU210E圆柱滚子轴承极限偏斜角与载荷的关系研究摘要：滚动轴承的偏斜角是导致轴承过早损坏的一个主要原因，因此对于一定载荷下最大许用偏斜角的求解在实际生产中是很重要的。
本文以圆柱滚子轴承在额定动载荷作用下、偏斜角为2′时求得的接触应力和接触变形量为已知条件，求出在不同载荷条件下所允许使用的最大偏斜角。
关键词：滚动轴承，接触应力，偏斜角引言在实际生产中，轴承安装使用以后，由于外部载荷及安装误差等原因，导致轴承内、外圈轴线相互倾斜，倾斜后内、外圈轴线所夹的角称为偏斜角。
这种偏斜是影响轴承内部负荷分布不均的主要因素，也是影响轴承使用可靠性和使用寿命的主要因素之一，在重载场合下甚至会导致轴承的内圈和轴胶合在一起，使得轴和轴承共同报废，造成了严重的经济损失。
因此，轴承极限偏斜角也就成为轴承使用的一个重要参数。
若能比较准确的确定轴承的许用偏斜角，就可以很好地改善轴承偏载现象，就能提高轴承的使用寿命，取得较好的经济效益。
在轴承的设计中，单列圆柱滚子轴承已经给出参考值，它的极限偏斜角为2′，但是该值是在额定载荷下的极限偏斜角。
事实上，实际生产中轴承很少在额定载荷下进行工作，因此找出在不同载荷下轴承的极限偏斜角就具有重要的意义。
1、圆柱滚子轴承表面接触应力及接触变形量计算方法从轴承的损坏情况可以看出，对圆柱滚子轴承来说，偏斜主要发生在内圈，因此主要考虑滚子与轴承内圈之间的表面接触应力及接触变形量。
表面接触应力可以使用hertz公式进行求解，由于变形量相对于圆柱滚子以及内圈滚道的宽度是非常小的，可以采用hertz公式中两轴线平行的圆柱体接触问题的公式进行求解。
平面接触问题的弹性趋近量没有准确解，只能采用经验公式计算。
在多种近似公式中，滚动轴承常用的是帕姆格林(palmgren)公式。
作以下的假设条件进行计算：1.不考虑轴承游隙和轴向力的影响；2.轴承套圈整体为刚体，允许滚道局部变形；3.理想润滑状态。
不同凸形的高铁轴箱轴承接触问题的数值分析
【 ０
ｌ Ｉ ＜ Ｌ ／ ２
Ｒ一 （ Ｌ 。 一Ｌ ） ／ ８ ａ
一
３ ． ８ ５× １ ０ Ｑ ０ ． ９ ／ Ｌ 。
一√
Ｐ ａ ｌ ｍｇ ｒ ｅ ｎ弹性 趋 近量 经验 公式 ：
式中： Ｌ 为 圆 弧修正 型滚 子 的有效 接触 长 度 ， Ｌ 为滚 子 长度 ； Ｑ… 是 受载 最大 滚子 所受 载荷 。
直观 、 有效 的反 应 了各 种不 同 凸形 的滚 子上 的应 力 分 布 状态 ， 但是 有 限元 方 法 计 算 耗 时长 ， 对 于 每一 种 不 同 的 凸度 都必 须重 新 建模 进行 计 算 ， 且其计算精度有 限， 不
图 １ 四种 凸形 滚 子 的几 何 结 构
－ ． ， Ｌ ＿
佳凸度值 ， 为 轴 箱 轴 承 的 选 型 提 供 了参 考 。
关键词
高铁轴箱 轴承； 凸形 ； 应 力集 中 ； 数值分析 ； 接 触 分 析
文 献 标 志 码 ：Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ｏ ｏ ８ —７ ８ ４ ２ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ３ ． ０ ９
表２ Ｔ Ｂ Ｕ －Ｂ Ｔ ２ —８ ５ ４ ５ 一Ａ Ｄ轴 承技 术 参 数
外径／ ｍｍ
Ｄ 一 （ １ 一 争 ） Ｄ … ＋ （ 等 ） Ｄ …
ｓ 。 一 （ ＋ ）一 （ ｃ 。 ＋ｓ ｉ ｎ ９ １ ｔ ａ ｎ ２ ）
内径 ／ ｍｍ
轴 承 宽度 ／ ｍｍ 节 圆 直径 ／ ｍｍ
２ ． １ Ｈｅ ｒ ｔ ｚ 接触 理论
根据 图 ４与 图 ５的几 何关 系 ， 在距 滚 子小 端 距 离为
Ｌ 处， 垂 直 于 中心 线 的横截 面 的直径 Ｄ 和垂 直 于 素线
圆锥滚子凸度有限元接触应力仿真分析
圆锥滚子凸度有限元接触应力仿真分析对数曲线被认为是一类理想的滚子母线形状，借助Ansys有限元分析软件和Hertz理论，探究双列圆锥滚子轴承内外圈滚道与滚子的接触区域应力的分布规律，判断设计凸度的合理性，为圆锥滚子轴承的设计和实际生产提供参考。
标签：圆锥滚子轴承；接触应力；凸度1 概述圆锥滚子轴承因承载能力大，能承受轴向和径向载荷，刚性好，安装简单的特点广泛应用在航空航天、矿山机械、冶金、汽车和铁路交通领域。
圆锥滚子与滚道接触对轴承的承载寿命有影响，研究表明轴承的使用寿命与所受到的应力的七次方成反比，通过合理的凸度设计可改善滚子表面接触应力分布，从而更有效地的提高轴承的使用寿命和可靠性。
承载能力需对滚子进行凸度设计，包括凸型设计和凸度量的设计，其中大量实例表明对数凸型的受载更为合理。
凸度量设计遵循凸度设计原则[1]。
由于轴承滚子和滚道接触属于非Hertz接触，本文采用有限元方法可以很好的模拟滚子接触应力，评估接触应力分布曲线，从而指导设计。
2 理论简化计算铁路轴箱双列圆锥滚子轴承某型号结构包括双列外圈，内圈，圆锥滚子，保持架。
其主要参数如表1。
在工作过程中主要承受径向载荷和轴向载荷。
工作载荷由轴传递给内圈，内圈带动滚子与保持加旋转，最终传递至外圈。
轴承主要参数见表1。
理论计算常用外圈接触角作为轴承接触角。
因轴向载荷Fa与径向载荷Fr不同使部分或全部滚动体受载，分析最底部滚子和内圈受力，作用力简化过程如图1（a）。
图1（a）中外圈所受最大滚动体载荷Qemax与部分内圈外力平衡，在后面进行有限元分析将最大滚动体载荷作为外载施加在内径面。
式中Lwe为圆锥滚子有效长度。
静态接触分析属于非线性计算，关注的重点在于滚道与滚子接触的部分应力分布，滚子的接触应力对轴承寿命有重要影响，模型Hertz理论目前广泛使用的描述彈性固体接触理论，根据Hertz理论建立接触力与接触变形的关系方程，联立变形协调条件可以推导出最大滚动体负荷。
汽车轮毂轴承有限元仿真分析
预设多种凸度匹配关系，分析其在不同载荷作用下，最大主应力，接触长度的变 化情况，综合总体分析结果，确定最佳凸度及匹配关系。通过理论计算，给出凸 度控制方程。 这种方法的优点是考虑整体应力、 变形情况， 确定的凸度更为合理； 缺点是模型复杂，计算量大，收敛性差。 （3）凸度混合有限元分析 凸度混合有限元分析采用凸度局部有限元分析确定若干组凸度， 用凸度整体 有限元分析对所确定的凸度进行分析，综合优化分析结果，确定最终凸度方程。 这种方法模型相对简化， 减小了计算量、 提高了收敛性， 凸度计算结果更趋合理。 2. 第二代圆锥滚子轮毂轴承凸度局部有限元分析 分析对象为轿车前轮毂双列圆锥滚子轴承，结构型式为；内圈分离，外圈整 体结构，带法兰盘，属第二代产品。 2．1 滚子与滚道凸型和凸度量的确定 根据国内外轴承样品的对比分析结果及在滚子与滚道多种设计方案进行分 析的基础上， 仅对滚子与内圈有凸度的情况进行仿真分析，并提出如下滚子与滚 道凸度设计原则，在轻载时，滚子的有效接触长度为滚子长度的 60%-70%，重载 时，不出现应力集中。在此选择的凸型为修正对数曲线，采用滚子、内圈滚道带 凸度的“2 凸”设计，并对四种情况的凸度匹配关系进行对比分析。 四种情况所给出的凸度量分别为： 滚子和滚道无凸度； 滚子凸度： 2.4μm, 内 圈滚道凸度：5μm；滚子凸度：8μm, 内圈滚道凸度：10μm；滚子凸度：15μ m, 内圈滚道凸度：15μm。 2．2 滚子和滚道凸度有限元模型及仿真分析 在轴承中， 由于滚子和滚道的接触特征完全一致，因此用一个滚子和滚道接 触的局部模型就能够进行整体的凸度仿真分析。采用 ANSYS 有限元分析软件进 行分析，图 2.1 给出了有限元分析网格划分模型。 2．3 分析结果
（轴承承受的径向载荷为 0.3Cr，滚
滚动轴承接触问题的有限元分析
滚动轴承接触问题的有限元分析马士垚张进国（哈尔滨工业大学（威海）机械工程系，威海264209）Contact analysis on rolling bearing by finite element methodMA Shi-yao ，ZHANG Jin-guo（Department of Mechanical Engineering ，Harbin Institute of Technology ，Weihai 264209，China ）文章编号：1001-3997（2010）09-0008-02【摘要】基于ANSYS 有限元分析软件，建立了滚动轴承接触分析的三维有限元模型，分析得到了轴承滚动体的径向位移、滚动体与内外圈的接触应力云图，并将接触应力结果与Hertz 理论计算的结果对比，计算两者的接近度，进而说明该法分析的可行性，也为轴承的进一步研究提供了理论基础。
关键词：ANSYS ；滚动轴承；有限元；接触分析【Abstract 】A three-dimensional model is first established for rolling bearing based on an FEA soft －ware as ANSYS .The bearing ’s radial displacement 、the contact stress between rolling elements and inner and outer ring is pared the contact stress results of ANSYS with the Hertz results ，see the difference between each other ，so that the feasibility of this method is proved ，also provides theoretical principle for further research.Key words ：ANSYS ；Rolling bearing ；Finite element ；Contact analysis中图分类号：TH133.33文献标识码：A＊来稿日期：2009-11-131前言轴承是机械传动部分中的重要组成部分，在对轴承的设计与分析中，经常要计算轴承的承载能力、寿命、变形等问题，由于传统的赫兹接触理论在实际应用中存在局限性，只能得到轴承接触应力的近似解，而且求解方法繁琐，利用有限元分析软件ANSYS 对轴承进行接触问题的分析，可以解决所有的赫兹接触问题，方法简洁，易于程式化，结果可视性强，对轴承的分析有一定的指导作用。
圆柱滚子轴承接触分析方法对比
∫∫
S
P
(
x,
y
)
dxdy
=
F
1 πE '
∫∫
S
P ( x, y)dxdy = ( x − X )2 + ( y − Y )2
δ − z ( x, y)
（4）
式中：P（x,y）为接触应力分布，z（x,y）为 2 接 触表面间的初始距离，F 为轴向载荷，δ 为弹性趋近量； S 为载荷作用下的接触区域，E ＇为材料参数。
∑ 2M ×N ambn Pj = F
j=1
∑ ( ) ( )
1 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱπ E'
M ×N
= Kkj Pj
j =1
δ
xk , yk − z
xk , yk
（5）
式中：Pj 为第 j 块单元的平均接触应力； xk ,yk 为 第 k 单元的中心横、纵坐标，δ(xk, yk) 为第 k 块单元的 弹 性 趋 近 量， z(xk , yk) 为 第 k 块 单 元 的 初 始 距 离，Kkj 为影响系数矩阵元素，其物理意义是 Pj 所引起的第 k （1 ≤ k ≤ M×N）块单元中心处的变形，其表达式为
关键词：滚动轴承；接触应力；光弹实验；有限元分析 Keywords: rolling bearing; contact stress; photo-elastic experiment; finite element analysis
中图分类号：TH133.33 文献标识码：A 文章编号：1001-0785（2018）02-0130-05
在满足 Hertz 接触的假定下，计算出接触半宽和最 大接触应力。随着载荷的增大、接触长度的减小，接触 半宽和最大接触应力都会增大。而滚动体的半径越大， 接触半宽越大，最大接触应力越小。
圆柱滚子轴承滚子凸度量的有限元分析
蔡亚新
(西安海红轴承总厂 ,陕西 西安 710016)
摘要 :NAKD35VP 满滚针滚轮轴承工作时有轻微阻滞现象 ,个别轴承卡死 ,并造成螺栓轴在螺纹轴肩退刀槽处 断裂 。针对事故原因进行改进设计 ,通过改变油沟尺寸 、采用平头滚针 、改进工艺等措施避免了轴承阻滞 、卡 死和螺栓轴断裂等现象 。 关键词 :滚针 ;滚轮轴承 ;改进 中图分类号 :TH133133 文献标识码 :B 文章编号 :1000 - 3762 (2004) 04 - 0004 - 02
与接触应力分布规律类似 ,都是凸度量 01005 mm 和非修形滚子的分布规律完全相似 ,边界应力集
中发生在滚子的边缘处 ;其他凸度量时应力分布
规律相似 ,边界应力集中出现在滚子直线与修圆 弧的交点处 。根据等效应力分析 ,凸度量的优劣
所获得的结论与接触应力分析的结论一致 ,也是
凸度量 01010 mm 为最佳 ,其最大等效应力和最 大等效应力相对于非修形滚子的降低率分别为
·3 ·
同 ,都是在靠近滚子边缘处 。凸度量 01010 mm 时 ,接触应力在滚子中部比凸度量 01005 mm 时
有所增加 ,然而 ,边界应力却有所降低 ,且最大应
力的位置不是在滚子边界处 ,而是在滚子中间的 直线与修形圆弧相交点附近 。曲线 4 、5 和 6 的分
布规律与曲线 3 的完全相似 ,只是应力随着凸度
1 前言
普通的直素线滚子轴承的滚子与滚道间的早 期接触疲劳点蚀常常发生在滚子或滚道靠近滚子 端部的区域 ,这是因为直素线滚子轴承在受载后 滚子两端不可避免地存在边界应力集中 ,即所谓 的“边缘效应”。“边缘效应”的产生使轴承的疲劳 寿命大大降低 ,因为研究表明 ,轴承的寿命与应力 的 7 次方成反比[1] 。为了克服这种“边缘效应”, 人们进行了大量的理论分析和实验研究[2～7] 。早 在 19 世纪 30 年代末 Lundberg 就提出了素线修形 的基本理论 ,直至 20 世纪 60 年代 SKF 轴承公司 进一步发展了滚子轴承的修形技术 。通过使用特 殊的滚子外廓曲面已经可以避免或降低滚子和内 外圈接触引起的边界应力集中 。目前 ,工程中采 用的修形曲线主要有 :圆弧曲线 ;直线两端加圆弧
基于显式动力学的滚动轴承接触应力有限元分析
( 3)
中心差分算法解的稳定性条件是 τn Δt ≤ Δ t cr = π
( 4)
式中 ,τn 是有限元系统的最小固有振动周期 ,Δ t cr 为 某个临界值 , 如采用壳单元时 , Δ t cr = l min /
110
北 京 交 通 大 学 学 报 第 30 卷
¨ at =
at =
1 ( a Δ - 2 a t + a t +Δ t ) Δt 2 t - t
Δt 2
1
( 2)
17 mm ,外径为 35 mm ,滚子直径为 5. 5 mm ,滚子个 数为 10. 在 Solid edge 软件中建立实体模型 ,再将建
K = V f s ×S ×k ( 5)
考虑到滚动体的应变是最大的 ,相对而言 ,内外 圈和保持架的变形可以忽略 ,因此 ,在选择材料模型 时 ,定义内外圈和保持架为刚体 , 滚动体为弹塑性 体 . 定义刚体材料模型 , 可以大大减少计算时间 , 这 是因为刚体内的所有节点的自由度都耦合到刚体的 质量中心上 ,不论有限元模型定义了多少节点 ,刚体 仅有 6 个自由度 ,刚体的运动通过质心计算而得 ,并 把相应的位移值传递给节点 . 这里的弹塑性模型选择了用于金属和塑性成形 分析的幂指数硬化塑性模型 . 该模型考虑应变率影 响 ,带有强度和硬化系数的 Cowper- Symonds 模型 , 其应力- 应变关系为 σ 1 + y = ε
第 30 卷 第 4 期 北 京 交 通 大 学 学 报 Vol. 30 No. 4 2006 年 8 月 J OU RNAL OF B EIJ IN G J IAO TON G UN IV ERSIT Y Aug. 2006 文章编号 :167320291 ( 2006) 0420109204
圆锥滚子轴承滚子与滚道接触应力分析及优化
ｂｅａｒｉｎｇ．Ｔｈｅ ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ ｏｎｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｈａｓ ｂｅｅｎ
ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｐｒｏｇｒａｍｍｅｄ ｆｏｒ ｓｏｌｖｉｎｇ ｔｈｉｓ
ｐｒｏｂｌｅｍ． Ｔｈｅ ｉｎｄｅｎｔｉｏｎ ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄ ｈａｓ ｂｅｅｎ ａｄｏｐｔｅｄ ｆｉｒｓｔｌｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｔｅｓｔ
解释是线接触问题的弹性趋近量不仅取决于局部的接触情形，而且还与物体的整体
变形有关。然而在Ｈｅｒｔｚ所处的时代，同时考虑局部接触变形与整体变形的计算是
不可能的。即使在今天除了个别情况可以找到理论解外Ｉ旧。１ ８】一般情况只能依靠数
值方法才能完成。因此在相当长一段时间内人们致力于近似公式和经验公式的研
究，获得了很多实用的结果【１９也２１。
合肥工业大学 硕士学位论文 圆锥滚子轴承滚子与滚道接触应力分析及优化 姓名：张俊杰 申请学位级别：硕士 专业：机械工程 指导教师：曹文钢;罗继伟
20030301
圆锥滚子轴承滚子与滚道接触应力分析及优化
摘要 本文从工程应用角度首次对圆锥滚子轴承的内部受力状况和滚
子的接触应力进行了系统深入的研究。
从圆锥滚子轴承的内部受力状况分析入手给出了滚子各个方向 上的受力状况和各分力的计算公式。介绍了Ｈｅｒｔｚ线接触理论的推 导过程，并对圆锥滚子轴承这种实际存在的有限长变直径线接触问 题进行了详细的分析讨论。建立了简化的一维数值求解的数学模型。 编制了求解该问题的计算机应用程序。
在滚动轴承中圆锥滚子轴承是仅次 于深沟球轴承而被广泛使用的一类轴 承。圆锥滚子轴承具有承载能力大、刚 性好、可同时承受轴向和径向载荷、速 度性能好等诸多优点而被广泛应用于汽 车、机床、铁路、冶金、矿山等各种机 械设备中。
滚针凸度修型及偏载对滚动轴承接触应力影响
滚针凸度修型及偏载对滚动轴承接触应力影响
程林;张信群;疏剑
【期刊名称】《机械设计与制造》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】针对滚针凸度修型及偏载对滚动轴承接触应力的影响,以KIRD234021-YA型滚动轴承为研究对象。
首先,建立了完整的四种有限元模型,分别为无偏载滚子带凸度、无偏载滚子不带凸度、偏载滚子带凸度和偏载滚子不带凸度。
其次,运用Nastran软件对四种模型分别进行力学性能分析,获得滚子、内圈应力云图。
研究结果表明:轴承在无偏载工况下,滚子带凸度与不带凸度应力分布规律一致,且滚子最大应力值相差无几;轴承在偏载工况下,两种滚子的应力分布规律云泥之别,带凸度修型滚针的应力沿轴向分布更为均匀,且轴承最大应力值也相对较小,较无凸度修型的轴承滚针最大应力值下降45%,且与轴承内圈应力分布规律相吻合。
最终,利用疲劳寿命试验机对四种轴承分别进行疲劳试验,发现轴承滚针磨损的状况与仿真结果相似。
验证了对滚针进行凸度修型,能够有效提高应力分布的均匀性,缓解应力集中现象,减少轴承的磨损,尤其对偏载情况下的轴承更是如此。
【总页数】4页(P125-128)
【作者】程林;张信群;疏剑
【作者单位】滁州职业技术学院机械与汽车工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH16
【相关文献】
1.偏载滚子轴承的接触应力分布计算及其滚子凸度设计
2.KIRD234021-YA型滚子修型不同凸度值对滚动轴承接触应力的影响
3.滚子修型及不同凸度值对滚动轴承接触应力的影响
4.滚针凸度修型对滚动轴承应力分析的影响
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
滚动轴承受力分析及其进展
1 引言
在滚动轴承设计与应用分析中 , 工程师们常 常要回答诸如轴承的承载能力 、 预期寿命 、 变形与 刚度 、 振动与噪声 、 润滑状态 、 摩擦与温升等问题 , 而这些问题又都与轴承的受力状态密切相关 , 因 此轴承受力分析就构成了滚动轴承工程学的基 础。 滚动轴承力学分析可以分为两个方面 : ( 1) 滚 动体与滚道之间的接触问题 ; ( 2) 轴承整体的变形 与平衡问题 。 对于前者 , 早在 100 多年前 , Hertz 就对点接 触与线接触这两种典型的弹性接触问题给出了理 论解 ,它们分别适用于球轴承与滚子轴承分析 ; 对 于后者 ,需要运用 Hertz 理论对轴承中的每个滚动 体依次进行计算 ,然后进行综合 ,建立起一组非线 性方程组 ,因此只是在本世纪 60 年代以后 , 随着 计算机的普及 ,这种分析计算才真正成为现实 。
Oi 移至 O′ i , O′ i Oe 的距离为 A ,则 A =
2 2 ( A 0 cosα + ( A 0 sinα φ 0 +δ r i) 0 +δ a)Biblioteka 图6 圆柱滚子轴承计算结果
5. 3 高速轴承分析
当 dm n ( 节圆直径 ×转速) 值超过 1. 0 ×10
6
( mm・ rΠ min) 时 ,滚动体的离心力和 陀螺力矩已不
图3 直素线滚子计算结果
4 轴承整体受力分析
在外载荷作用下 , 确定轴承的位移和滚动体 载荷分布可按图 4 中的步骤进行 。 图 4 表明的是一个迭代过程 , 当滚动体合力 与外载荷不平衡时 ,需要对位移进行修正 ,然后重 复 ( 2) ～ ( 6) 式过程 , 直至平衡为止 。而变形几何 分析 、 Hertz ( 或非 Hertz ) 接触理论 、 平衡方程求解 是整个过程中的三个主要环节 。以下分别加以简 要说明 。
歪斜状况下滚子轴承的接触应力求解与分析
歪斜状况下滚子轴承的接触应力求解与分析李伟伟;陈晓阳;沈雪瑾;张小玲【摘要】A contact model between roller and race under skewing condition was established based on elastic contact theory,and the contact problem was calculated by making computer program.The precision of program results was proved by Hertz results and FEA results.It concludes via analyzing contact pressure distributions of different skewing angles,loads and race radii that skewing phenomenon will come out,i.e.contact pressure increases in the middle part,but decreases at the end when roller contacts with the inner race.However,contact pressure decreases in the middle part,but increases at the end when roller contacts with out race.The skewing phenomenon gradually augments with skewing angel increasing,load decreasing and race radius decreasing.%根据弹性接触理论,建立了滚子与滚道在歪斜工况下的接触模型,并结合影响系数法,编程求解了歪斜工况下滚子与滚道的接触问题。
偏载滚子轴承的接触应力分布计算及其滚子凸度设计
考虑安装误差的圆柱摩擦轮接触分析
考虑安装误差的圆柱摩擦轮接触分析周磊;陆天炜;李永健;邬霞【摘要】在圆柱摩擦轮传动中,安装误差会对摩擦轮接触产生不良影响.对圆柱摩擦轮传动中正确安装和存在安装误差时摩擦轮的接触情况进行了深入研究.利用有限元仿真对圆柱摩擦轮进行了接触分析,得到了在正确安装和存在安装误差时摩擦轮的接触应力,并分析了各类安装误差对摩擦轮接触应力的影响程度.研究结果表明:安装偏心对摩擦轮的接触应力的影响与弹簧刚度有关;与扭转角相比,偏转角对摩擦轮的接触应力影响更大.【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2018(047)005【总页数】4页(P45-48)【关键词】圆柱摩擦轮;安装误差;接触分析;ANSYSWorkbench【作者】周磊;陆天炜;李永健;邬霞【作者单位】西南交通大学机械工程学院,四川成都 610031;西南交通大学机械工程学院,四川成都 610031;西南交通大学牵引动力国家重点实验室,四川成都610031;西南交通大学机械工程学院,四川成都 610031【正文语种】中文【中图分类】TH132+.10 引言圆柱摩擦轮传动是利用两个相互压紧的摩擦轮之间的摩擦力传递动力。
圆柱摩擦轮传动因具有结构简单、制造方便、传动精度高、使用维修方便等优点而广泛运用于矿山机械、精密测量仪器等领域中，如水泥回转窑、三坐标划线机、大型天文望远镜等。
在圆柱摩擦轮传动的实际安装中，不可避免地存在安装误差，这些安装误差对圆柱摩擦轮的接触受力产生了影响。
刘波等[1]考虑了安装偏心对摩擦轮传动精度的影响进行了分析。
肖友刚等[2]对回转窑托轮和滚圈在斜压接触的情况下进行了有限元分析。
李学军等[3]运用有限元方法对回转窑支承结构托轮平行与呈最大偏斜角时的接触问题进行了研究。
黄传清等[4] 27-29对轴线交叉时两圆柱体的接触问题进行了研究。
圆柱摩擦轮传动时，受较大的压紧力作用，在不考虑制造误差和轮轴的弹性变形时，由于安装误差的存在，导致摩擦轮的表面接触区受力情况的改变，可能会使摩擦轮表面因应力集中而产生接触疲劳破坏。
关节轴承接触应力及间隙的解析分析
关节轴承接触应力及间隙的解析分析一、接触应力及压力的分析：赫兹公式条件：○1所有形变都发生在弹性阶段○2载荷与表面垂直，不考虑表面切向应力○3与受载物曲率半径相比，接触面积尺寸很小 假设赫兹公式成立，根据上述理论，关节轴承内外圈接触时，接触面为圆，半径为 131()pa k ρ=∑，其中1k 与弹性模量E ，泊松比μ及曲率差有关。
接触椭球方程为1222221=++ay x p p ，其中1p 为单位压力，0p 为最大单位压力，即H σ222011ay x p p +-=，总压力F d p ⎰=1p总，得H a p p σππ323ab 22==总对两球体内接触来讲，322388.0RpE H=σ（其中综合曲率半径21111R R R-=）对于关节轴承，21111R R R-==2112R R R R -=21R ζ（其中ζ为间隙）得:31221388.0R pE R Hζσ=, H p σπ3a 22=总存在问题：○1间隙较小，接触面积相对较大，是否超出赫兹公式范围 ○2无法验证公式的正确性，找到间隙建模方法或可证明 ○3关节轴承非完整球面接触，实际接触区比公式中要小初步验证：若取026.01=R m ，E=21110⨯ p=5.57810⨯N 查文献资料取m μζ20==2510-⨯m 则31221388.0R pE R Hζσ==14.9233122R pE ζ=14.923=⨯⨯710998.6 1.04910⨯P a由有限元分析软件得出的最大接触应力的大小为1.349910⨯a P ，其误差或许是间隙引起的。
或许通过有限元软件实现有间隙建模可减小其存在的误差。
二、间隙分析：○1残余游隙分析计算。
（运用统计学方法分析）ff f m R ∆∆∆+=σ3（为残余游隙标准差为残余游隙平均值，f f m ∆∆σ）原始游隙平均值为o ∆m ，首先讨论装配引起游隙的变化。
轴与内圈装配为过盈，引起内圈略有胀大，胀大率记为1λ，同时过盈量由于塑性变形会略有减小，减小率记为2λ，取21λλλ=，定义为由于过盈引起的内圈胀大参数，)(i s o f m m m m --=∆∆λ其中为内圈内径的平均值。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
图 4
N1015 型 圆 柱 滚 子 轴 承 二 分 之 一 有 限 元 模 型
4
1.4 接触对的建立 接触对的建立和接触参数的设定是接触分析中的重要问题， 考虑到内外圈相对滚子的接 触情况，把内外圈设为目标面，滚子设为接触面，分别建立接触对。接触刚度和穿透容差是 两个重要的接触参数，小的接触刚度有利于收敛性，但大的接触刚度有利于保证精度，因此 需要反复调整才能确定合适的接触参数。经过多次计算，接触刚度系数选为 1.5，穿透容差 取默认值是比较合适的。 1.5 载荷施加 在施加约束和载荷时， 首先将滚子的一个中间面上所有节点坐标系转为柱坐标系下， 剖 面加对称约束， 约束轴承外圈的外表面节点的所有自由度， 约束内外圈和滚子的侧面沿轴向 方向的位移， 约束滚子中间面上所有节点的周向位移， 加载时先将内圈内表面径向自由度耦 合，然后在其中一个节点上施加载荷。
接触应力/MPa
x1/mm
图 5 外 滚 道 锥 度 和 凸 度 偏 移 量 皆 为 0mm 时 滚 子 与 外 圈 沿 轴 向 接 触 应 力 曲 线
5
图 6
外 滚 道 锥 度 和 凸 度 偏 移 量 皆 为 0 mm 时 滚 子 与 外 圈 的 M i s e s 应 力 分 布 云 图
图 7 和图 8 是外滚道锥度为 0.001mm 和凸度向左偏移量 0.1mm 的情况下，滚子与外圈 滚道之间的接触应力曲线和 Mises 应力分布云图。可以看出，接触应力的最大值没有出现 在滚子母线中部， 而是向左偏移了； 滚子左端面附近(x1=0mm 附近)与右端面附近(x1=10.6mm 附近)的接触应力分别为 526.3 MPa 和 0MPa，二者差值很大。这些表明接触应力的分布呈现 出复杂的非对称性与非均匀性，属于对数母线的接触应力分布异常。
Keywords: Contact stress, Logarithmic curve generatrix, Convexity excursion ；Outer ring
raceway, Taper error, ANSYS
0 序言
滚动轴承是机械制造和装备领域里重要的基础零部件， 广泛应用于各种领域。 由于外圈 在加工制造时会产生一定的锥度， 以及对数母线修行的圆柱滚子在加工制造时也会产生一点
XIA Xin-Tao, ZHU Shi-Chao, JIA Chen-Hui, NIU Rong-Jun College of Mechatronical Engineering, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471003, China
接触应力/MPa
x1/mm
图 9 外 滚 道 锥 度 为 0 . 0 0 3 m m 和 凸 度 向 左 偏 移 0 . 4 . mm 时 滚 子 与 外 圈 沿 轴 向 接 触 应 力 曲线
7
图 1 0 外 滚 道 锥 度 为 0 . 0 0 3 m m 和 凸 度 向 左 偏 移 0 . 4 mm 时 滚 子 与 外 圈 的 M i s e s 应 力 分 布云图
参数值 115 75 5 20 10 11 10 22 0.3 208
y2
(1 v 2 )Qmax 1 ln πELwe 1 (2 x / Lwe ) 2
(1)
式中，y 为对数曲线函数；x 为对数曲线函数的自变量，-Lwe/2<x<Lwe/2；v 为滚子材料的泊
3
松比；E 为滚子材料的弹性模量；Qmax 为滚子承受的最大载荷；Lwe 为滚子的有效长度，Lwe= Lw-2r，r 为滚子端部的倒角半径，Lw 为滚子长度。 实际计算时，取滚子有效长度 Lwe=10mm。 滚子承受的最大载荷为
Qmax
4.08Fr Z
(2)
式中，Fr 为轴承内圈所受的径向载荷，Z 为滚子个数。 对数母线滚子的建模：考虑到对数曲线在 ANSYS 中无法直接生成，采用 ANSYS 的参 数化语言 APDL 建立，其核心内容是宏、参数、循环命令和条件语句，可以通过建立参数 化模型来自动完成一些通用性很强的任务，这样可以提高工作效率。 N1015 型圆柱滚子轴承部分 APDL 命令流如下： *do,i,1,100 xpos=0.1*(i-1) ypos=-0.00067701*(log(121-4*0.1*(i-1)*0.1*(i-1))/0.434294-4.79579) k,i,xpos,ypos *enddo allsel,all,kp cm,kcurve,kp ksel,r,,,1,100 bsplin,all 1.3 网格划分 N1015 型圆柱滚子轴承二分之一有限元模型如图 4 所示。 采用三维空间连续体 8 节点线 性简化综合单元 solid45 划分网格。在套圈和滚子的接触部分细化网格，滚子沿轴向方向网 格尺寸为 0.07mm，沿径向方向为 0.006mm。远离接触部位的网格，为了减少计算机运算量 可以适当稀疏些， 对接触应力计算没有影响。 当有限元模型的网格边长尺寸小于接触椭圆的 短半轴尺寸，特别是小于短半轴尺寸的 50％时，计算结果已经足够精确。模型中的滚子与 滚道接触区半宽的一半是 0.15mm，所以该有限元模型的网格尺寸是合适的。
图 9 和图 10 是外滚道偏移量为 0.003mm 和凸度向左偏移 0.4mm 的情况下，滚子与外 圈滚道之间的接触应力曲线和 Mises 应力分布云图。可以看出，接触应力的最大值严重偏 移滚子母线中部；滚子左端面附近(x1=0mm 附近)与右端面附近(x1=10mm 附近)的接触应力 分别为 680.5 MPa 和 0MPa，二者差值更大。这些表明接触应力的分布呈现出更为复杂的非 对称性与非均匀性，属于对数母线的接触应力分布严重异常。
*
基金项目：国家自然科学基金资助项目(51075123). 作者简介：祝世超 (1984-)，男，河南周口人，硕士. 研究方向为滚动轴承的有限元分析性. 收稿日期： 1
的凸度偏移， 这两种缺陷共同存在时， 将会对轴承的最大接触应力和接触应力的分布均匀性 和对称性产生重要影响，从而严重影响轴承的工作性能和寿命。 图 1 是圆柱滚子母线的对数曲线， 其特点是曲线中间部分近似为直线， 曲线两端呈变曲 率弯曲状分别向滚子左右两个端部的实体收缩。滚子轴线和径向方向分别与坐标轴线 x 和 y 的方向重合；对数曲线左右对称，对称线和 y 轴重合，对数曲线滚子上的对称点和坐标原点 o 重合；凸度偏移误差是指修形的对数曲线上的对称点与坐标原点 o 不重合，出现一个偏移 量 s，如图 2 所示。
接触应力/MPa
x1/mm
图 7 外 滚 道 锥 度 为 0.001 mm 和 凸 度 向 左 偏 移 0.1mm 时 滚 子 与 外 圈 沿 轴 向 接 触 应 力 曲 线
6
图 8 外 滚 道 锥 度 为 0.001 mm 和 凸 度 向 左 偏 移 0.1mm 时 滚 子 与 外 圈 的 Mises 应 力 分 布云图
中图分类号：TH133.33
Analysis of Contact Stress between Cylindrical Roller and Outer Ring Raceway with Taper Error and Logarithmic Curve Generatrix of Convexity Excursion Using ANSYS
具有凸度偏移和外滚道锥度误差的 圆柱滚子轴承接触应力分析
*
祝世超，夏新涛
(河南科技大学 机电工程学院，河南 洛阳 471003)
摘要：以 N1015 型圆柱滚子轴承为研究对象，采用 ANSYS 探讨外滚道锥度和滚子凸度偏移对滚子与滚道之 间接触应力的影响问题，共创建 25 个有限元模型，总结出外圈滚道锥度及凸度偏移和接触应力的关系，以 合理确定外滚道的锥度大小和和凸度偏移量。结果表明，在给定的载荷下，外滚道的锥度和凸度偏移应控 制在合适的范围内，否则，滚子与滚道之间的接触应力明显增大，而且接触应力分布会呈现出复杂的非对 称性与非均匀性。 关键词：接触应力；对数母线；凸度偏移；外圈锥度；ANSYS
1 圆柱滚子轴承有限元模型
1.1 轴承主要参数 表 1 给出轴承主要参数。
表 1 主要技术参数
参数 轴承内圈直径 d/mm 轴承外圈直径 D/mm 内外圈厚度 h/mm 套圈宽度 H/mm 滚子直径 Dw/mm 滚子长度 Lw/mm 滚子有效长度 Lwe/mm 滚子个数 Z/个 泊松比 v 弹性模量 E/ GPa 1.2 凸度设计 对数母线滚子的素线方程为
Abstract: Taking a cylindrical roller bearing as a research object, the contact stress between the
roller and the raceway is studied by means of ANSYS in order to determine reasonably the outer ring raceway with taper error and logarithmic curve generatrix of convexity excursion, through which twenty-five finite element models are created and summarized. The results show that the given load corresponds to the suitable upper bound of the logarithmic curve generatrix of convexity excursion and taper error of the outer ring raceway and with the increasing taper error and logarithmic curve generatrix of convexity excursion, the contact stresses between the cylindrical roller and the outer ring raceway increase observably and the distribution of the contact stresses presents more complex asymmetry and nonuniformity.