载荷对球轴承振动特性的影响

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深沟球轴承三维非线性时变振动特性研究

为轴承的减振降噪和运行状态监测提供了理论分析依据。
关键词：非线性振动；球轴承；轴承刚度；振动加速度中图分类号：０３２２文献标识码：Ａ文章编号：１００４－４５２３（２０１３）０６ — ０８３１ — ０８
的振动特性研究较少。
本文以深沟球轴承６３０４为研究对象，考虑轴承
座和套圈变形对轴承振动的影响，应用ＬＳ — ＤＹＮＡ
建立了轴承一轴承座系统全柔体三维接触非线性动态有限元分析模型。针对轴承刚度的非线性特征，
动轴承的振动特性直接影响主机的精度和振动特
性，同时诱发噪声污染周围环境。随着各种机械正
形状物体的分析，不能满足复杂结构和复杂负荷的情况。此外，若接触体的几何尺寸太小或作用负荷过大，就不能满足赫兹接触理论关于接触面尺寸与接触体表面曲率半径之比很小的假设，从而限制了它的使用范围。２Ｏ世纪６Ｏ年代以来，随着弹性接触理论与计算机的发展，用有限元求解滚动轴承的振动特性成为可能，ＺｅｋｉＫｌｒａｌ等提出了一种基于有限元的不同故障滚动轴承在不平衡力作用下的振动分析方法Ｌ６；林腾蛟等综合考虑轴承径向载荷及转速的影响口］，对深沟球轴承在运转过程中的动态特性进行了有限元

机械轴承介绍

机械轴承介绍轴承（Bearing）,是当代机械设备中一种重要零部件。

它的主要功能是支撑机械旋转体，支撑轴及轴上的零件，降低其运动过程中的摩擦系数，减少转子在旋转过程中的摩擦和磨损，并保证其回转精度。

轴承的分类1、按运动元件摩擦性质的不同，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两大类。

滚动轴承一般由外圈、内圈、滚动体和保持架四部分组成。

按滚动体的形状，滚动轴承分为球轴承和滚子轴承两大类。

滑动轴承滑动轴承不分内外圈也没有滚动体，一般是由耐磨材料制成。

常用于低速，重载及加注润滑油及维护困难的机械转动部位。

关节轴承关节轴承的滑动接触表面为球面，主要适用于摆动运动、倾斜运动和旋转运动。

滚动轴承2、滚动轴承按其所能承受的载荷方向或公称接触角的不同分为向心轴承、推力轴承和向心推力轴承。

其中径向接触轴承为公称接触角为0的向心轴承，向心角接触轴承为公称接触角大于0到45的向心轴承。

轴向接触轴承为公称接触角为90的推力轴承，推力角接触轴承为公称接触角大于45但小于90的推力轴承。

3、按滚动体的形状可分为球轴承和滚子轴承。

滚子轴承按滚子种类分为：圆柱滚子轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承和调心滚子轴承。

4、按其工作时能否调心分为调心轴承----滚道是球面形的，能适应两滚道轴心线间的角偏差及角运动的轴承和非调心轴承（刚性轴承）----能阻抗滚道间轴心线角偏移的轴承。

5、按滚动体的列数分为单列轴承、双列轴承和多列轴承。

6、按其部件（套圈）能否分离分为可分离轴承和不可分离轴承。

按其结构形状（如有无装填槽,有无内、外圈以及套圈的形状，挡边的结构，甚至有无保持架等）还可以分为多种结构类型。

7、按其外径尺寸大小分为微型轴承(<26mm)、小型轴承(28-55mm)、中小型轴承(60-115)、中大型轴承(120-190mm)、大型轴承(200-430mm)和特大型轴承 (>440mm)。

8、按应用领域分为电机轴承、轧机轴承、主轴承等。

轴承基本额定静载荷

轴承基本额定静载荷轴承是机械设备中最常见的部件之一，它可以帮助机械设备在高速运转时支撑起重量并减少摩擦力。

在选择轴承时，额定静载荷是一个非常重要的参数，本文将详细介绍轴承基本额定静载荷。

一、什么是额定静载荷？额定静载荷是指在理论上，轴承可以承受的最大静态负荷。

这意味着当轴承停止运转时，它能够支撑的最大负荷。

额定静载荷通常以牛顿（N）或磅力（lb）为单位表示。

二、为什么额定静载荷很重要？了解轴承的额定静载荷非常重要，因为它可以帮助我们确定哪种类型的轴承适合我们的应用。

如果我们使用的轴承不能够支撑所需的负载，那么它们可能会损坏或过早失效。

此外，如果我们使用超过额定静载荷的负载，则会导致严重的机器故障。

三、如何计算额定静载荷？计算轴承基本额定静载荷需要考虑多个因素，包括轴承的尺寸、材料和制造工艺等。

通常，轴承制造商会提供额定静载荷的公式和计算方法。

以下是一些常见的公式：1. 球面滚子轴承基本额定静载荷C0 = 0.6 × (d/D)0.67 × (1000/P)0.5其中，C0为额定静载荷（N），d为内径（mm），D为外径（mm），P为轴承宽度（mm）。

2. 圆锥滚子轴承基本额定静载荷C0 = 0.4 × (d/D)1/3 × (1000/P)其中，C0为额定静载荷（N），d为内径（mm），D为外径（mm），P为轴承宽度（mm）。

3. 滑动轴承基本额定静载荷C0 = P × b其中，C0为额定静载荷（N），P为压力（MPa），b为滑动面的长度（m）。

四、如何选择正确的轴承？选择正确的轴承需要考虑多个因素，包括负载类型、转速、环境条件和应用要求等。

以下是一些选择正确轴承的建议：1. 确定所需负载：根据应用的负载类型和大小，选择具有适当额定静载荷的轴承。

2. 确定所需转速：根据应用的转速，选择具有适当额定转速的轴承。

3. 确定环境条件：考虑环境因素，如温度、湿度和腐蚀性等，选择具有适当材料和润滑剂的轴承。

机械设计基础复习题2要点

机械设计基础复习题(二)第八章蜗杆传动复习题1. 判断题(1) 所有蜗杆传动都具有自锁性。

(X )(2) 蜗杆传动的接触应力计算，其目的是为防止齿面产生点蚀和胶合失效。

(V )(3) 蜗杆传动中，为了使蜗轮滚刀标准化、系列化，新标准中，将蜗杆的分度圆直径定为标准值。

(V )2. 选择题1. __________ 两轴线 C _时，可采用蜗杆传动。

a .相交成某一角度b .平行c .交错d .相交成直角2计算蜗杆传动比时，公式_C _是错误的。

a . i = 3 1/ 3 2b . i =乙/ z ic . i = d2/d i3. 轴交角为90?勺阿基米德蜗杆传动，其蜗杆的导程角丫= 8?8?30?(右旋)，蜗轮的螺旋角应为_B _。

a . 81?51?30?b . 8?8?30?c . 20?d . 15?4. 对于重要的蜗杆传动，应采用_B —作蜗轮齿圈材料。

a . HT200b . ZCuSn10Pb1c . 40Cr 调质d . 18CrMnTi 渗碳淬火5. 当蜗杆头数增加时，传动效率 _____ B _____ 。

a .减小b .增加c .不变3•问答题(1) 蜗杆传动有哪些特点？适用于哪些场合？为什么？大功率传动为什么很少用蜗杆传动？(2) 何谓蜗杆传动的中间平面？何谓蜗杆分度圆直径？(3) 一对阿基米德圆柱蜗杆与蜗轮的正确啮合条件是什么？(4) 蜗杆传动的传动比等于什么？为什么蜗杆传动可得到大的传动比？为什么蜗杆传动的效率低？(5) 蜗杆传动中，为什么要规定d1与m对应的标准值？第九章轮系复习题1选择题(1) _aC 轮系中的两个中心轮都是运动的。

.行星b.周转c.差动⑵A轮系中必须有•个中心轮是固定不动的。

a.行星b.周转c.差动⑶要在两轴之间实现多级变速传动，选用A轮系较合适。

a.定轴b.行星c.差动⑷自由度为1的轮系是 B 。

a.周转b. 行星c.差动差动轮系的自由度为 C 。

Skf轴承知识概述滚动轴承

Skf 轴承知识 1.概述滚动轴承滚动轴承由于是滚动摩擦，∴摩擦阻力小，发热量小，效率高，起动灵敏、维护方便，并且已标准化，便于选用与更换，因此使用十分广泛。

一、滚动轴承的构造标准滚动轴承的组成：内圈1、外圈2、滚动体3（基本元件）、保持架4一般内圈随轴一起回转，外圈固定（也有相反）内外圈上均有凹的滚道，滚道一方面限制滚动体的轴向移动，另一方面可降低滚动体与滚道间的接触应力。

球——滚珠轴承—— 滚动体的形状短圆柱形柱形长圆柱形螺旋滚子滚柱轴承圆锥滚子鼓形滚子滚针保持架能使滚动体均匀分布以避免滚动体相互接触引起磨损与发热二、滚动轴承的材料内、外圈、滚动体；GCr15、GCr15-SiMn 等轴承钢，热处理后硬度：HRC60~65 保持架：低碳钢、铜合金或塑料、聚四氟乙烯三、滚动轴承的特点优点：1）f 小起动力矩小，η高；2）运转精度高（可用预紧方法消除游隙）；3）轴向尺寸小；4）某些轴能同时承受Fr 和Fa ，使机器结构紧凑；5）润滑方便、简单、易于密封和维护；6）互换性好（标准零件）缺点：1）承受冲击载荷能力差；2）高速时噪音、振动较大；3）高速重载寿命较低；4）径向尺寸较大（相对于滑动轴承）应用：广泛应用于中速、中载和一般工作条件下运转的机械设备。

2 滚动轴承的主要类型、特点和代号一、滚动轴承的主要类型与特点接触角α——外圈与滚动体接触处的法线与垂直于轴线的平面的夹角。

类型——按承载方向：向心轴承——︒=0α，主要承受径向载荷，可受一定Fa ，如深沟球、圆柱滚柱轴承等，1、4、6、N 、NA 、2调心滚子等推力轴承——︒=90α，5（推力球），8（推力圆柱滚子）向心推力轴承——︒<<︒900α：︒<<︒450α—向心角接触轴子（0、3、7） ︒<<︒9045α—推力角接触轴承，2（推力调心滚子轴承）按滚动体形状：球~——承载能力低，极限转速高滚子~——承载能力高，极限转速低常用滚动轴承的类型与特性见表注意代号结构特点：承受载荷的大小，方向，极限转速高低，是否有调心性能等特别注意最常用几种①深沟球轴承（向心球轴承）——6（0）主要承受径向载，也可受一定双向轴向载荷，f 小精度高，结构简单，价格低，最常用。

深沟球轴承高速震动的原因

深沟球轴承高速震动的原因
首先，可能是由于安装不当导致的。

深沟球轴承在安装时需要保证轴承和座的配合间隙符合要求，如果安装不当，可能会导致轴承在高速旋转时出现不稳定的情况，从而产生震动。

其次，可能是由于轴承本身的质量问题。

如果深沟球轴承本身存在制造缺陷或材料问题，那么在高速旋转时就容易产生震动。

这可能是由于材料不均匀、加工精度不够或者表面处理不当等原因导致的。

此外，润滑情况也可能是一个导致高速震动的原因。

如果润滑不良或者使用了不合适的润滑脂，就会导致摩擦增大，从而引起轴承在高速运转时产生过热和震动。

另外，轴承的磨损也会导致高速震动。

如果深沟球轴承长时间使用或者受到过大载荷冲击，就会导致轴承零部件的磨损，从而引起高速震动。

最后，可能是由于工作环境引起的。

如果深沟球轴承所处的工作环境恶劣，比如温度过高、尘土过多或者有化学腐蚀性的介质存
在，都会导致轴承在高速运转时产生震动。

因此，深沟球轴承在高速运转时产生震动可能有多种原因，需要综合考虑各种可能性，并对症下药，及时进行检修和维护。

希望以上回答能够帮到你。

考虑受力因素的角接触球轴承接触动态分析

ｃｎａｔｂｌｂａｉｄｌｏｓｄｒｇｔｅｅｅｔｆｆｃｏｃ删ｏｔｃａｌｅｒｇｎｍｏｅｎｉｅｉｈｆｃｒｔｎ，ｅｃｎｏｉｉｕｌｏｃｎｙｏｃｐｑｅＴｅｃｎａｔｄｎｍｉｌａｒｅａｄｇｒｓｏｅｔｚｕ．ｈｏｔｃｙａｃｇｆｏ
ｍｄｌｆＩ山ｒａｅｒ８ ∞ｐＢｄａｄｔｅｏｆｕｒａｉｔｒｄｎｍｅｃｌｉｕａｏｐｌｄｔｏｅ】ｌｂａｉＷ８ｏｃ，ｅｍｔｄ０ｍｅｃｌｎｅａａｕｒａｓｌｔｎｉａｐｉ０ａｌｇｂｌｇｎｐｎｈｈｎｉｇｌｎｉｍｉｓｅｏ
（昆明理工大学机电工程学院，昆明６０９）５０３
摘要：于Ｈｒ接触理论，：基ｅｔｚ提出了５自由度３Ｄ轴承模型在转速、摩擦、离心力和陀螺力矩作用下进行接触时
的动力学分析方法。建立了轴承接触动力学模型，利用数值积分和数值仿真方法对其进行了时变位移和接触力振动分析。结果表明，考虑影响轴承振动位移的时变因素所获得的计算结果比用传统的轴承结合部等效参数计算结果要大，方法有效地解决了轴承转速、该摩擦等时变因素影响下的时变位移等问题。关键词：角接触球轴承；ｅｔ接触；Ｈｒｚ摩擦力；离心力；接触分析；时变位移中图分类号：Ｈ３．３０４．Ｔｌ３３：３３３文献标志码：Ｂ文章编号：０１０—３６（０７００２００７２２０）４— ０３— ４

高速电机轴承刚度对转子振动特性的影响分析

高速电机轴承刚度对转子振动特性的影响分析2.国家精密微特电机工程技术研究中心，贵阳 550081）摘要：高速电机由于其高速性、高功率性、低重量性等优势，在航空航天、武器装备、深海探测等领域的应用逐渐广泛，但高速电机的高速属性对转子的振动特性具有较高要求，若激励频率与转子本身固有频率接近，电机会产生共振现象，严重时影响装置的正常运行。

本文使用有限元软件对不同轴承刚度下的转子系统进行固有频率、临界转速、分析，获得了通过改变转子轴承刚度避开高转速共振带的结论。

关键词：转子轴承刚度振动特性1前言高速电机转速高、体积小、能够有效降低同功率下的重量，同时由于其高转速特点可与原动机直接相连、省去了中间的减速机构、降低了动力传递过程中的过多额外损失，提高装置能量利用率，以上众多优点使高速电机一直倍受关注。

但发电机的高速化对发电机转子的振动特性具有较高要求，高速化提高了电机本身的激励频率，若外界的扰动频率或自身激励频率与转子本身的固有频率一致，会导致设备共振，严重时可能引起转子扫膛，甚至转子轴的变形断裂。

为防止研发的发电机在使用过程中出现上述情况，本文使用ANSYS Workbench对不同轴承刚度及转速下的转子系统进行固有频率及临界转速分析，研究表明，发电机转子的振动特性与转子的轴承刚度息息相关，可通过改变转子的轴承刚度，错开共振带。

2研究现状和趋势在研究轴承轴承刚度对转子振动影响的模型中，若轴承的刚度小于转子刚度，则转子可以简化为刚体，对应的轴承可以简化为弹簧和阻尼器的并联组合，通过求解系统的微分方程组来研究转子系统的动态行为。

高速电机转子和其他机械转子类似，运行转速正在逐步提高，体积小、机动性高的高速电机作为燃气轮机驱动的电源，可带来重大经济效益；从长远看，高速电机的单位功率和工作效率等方面的优势可以提高整个工业产值并降低成本。

但在很多工程实际应用中，对发电机转子的动力学问题时，大多限于转子临界转速的确定，且在计算中把轴承简单的作为绝对刚性支承计算模型进行分计算，从理论分析，上述处理方法过分的简化了工程问题，不能体现转子轴承刚度对转子振动带来的影响。

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# 结论
本文在不同载荷条件下，对全钢轴承 $%&’ ( !)*、混合陶瓷球轴承 $!&$+,- 和全陶瓷球轴承 $!&./0 各 % 套的振动加速度和振动速度进行了测试，对测量振动值作了平均处理，记录并分析了 $%&’ ( !)* 轴承的振动加速度频谱。虽然轴承材料、工艺水平和制造精度有所不同，不同轴承之间的振动值相差较大，但是由同一型号轴承的试验结果得到了轴承振动的载荷特性：
# 载荷对振动固有频率的影响
不同载荷条件下，深沟球轴承 "#$% & ’() 的振动加速度频谱图示于图 ’。图 ’@ A 图 ’B 分别为
· +$ ·
《轴承》!$$) 8 9 8 $#
纯轴向载荷。图 !" 为同时作用有径向载荷时的通频带（#$ % &$ $$$ ’(）振动频谱图。由图中可以明显看出，轴承弹性接触振动的固有频率随着轴向载荷的增大而升高，而且升高的幅度逐渐减小
探针式测量探针端部的机械滤波作用和探针接触副的响应特性会使振动信号失真，测量值仅具有相对比较意义，用测量得到的信号来分析轴承振动特性不可能获得正确的结论［$］。
收稿日期："%%" , %4 , %作者简介：赵联春，男，浙江大学工程摩擦学专业博士研究生，本刊编委。
! , 传感器；" , 被测轴承；$ , 皮带；’ , 载荷块
率与轴承的材料、几何参数和载荷有关［)，+］。不同
载荷条件下，钢球与滚道之间的法向接触载荷 !
随之变化，从而使轴承的固有振动频率发生变化。
球轴承中，钢球在接触载荷 ! 作用下与外圈
沟道和内圈沟道分别形成点接触副。根据 ’123(
弹性接触理论，接触载荷 ! 和接触变形! 之间的关系可表示为［+］
式中 !
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载荷对球轴承振动特性的影响
赵联春! ，马家驹! ，马纯青"
（! # 浙江大学，浙江杭州 $!%%"&；" # 无锡托林顿轴承有限公司，江苏无锡 "!’%(!）
本《通讯手册》征集对象：轴承制造企业，轴承销售公司，轴承进出口公司，轴承零配件生产企业及原辅材料供应厂商，轴承专用设备及测试仪器生产企业及销售部门，从事轴承科研、教学的研究院所及大专院校和具有区域性行业管理职能的省、市、县轴承工业协会等。请各单位获此通知后即于 !&&% 年 # 月 %& 日前与河南洛阳市吉林路洛阳轴承研究所行业工作中心梅建生或赵金库同志联系，邮编 .51&%S，电话（&%5S）.’’1%%#。我们将免费刊出各单位的通讯地址、主导产品等相关信息。
［!］ 2-34 #%1% ( !&&1，滚动轴承振动（速度）测量方法［6］7
［%］ 89:;< = >7 ?@A<BC0@ DEB<FGCH IJ )IKKGB" LK0F0B;［H 2］7 6:MGB"0M ( N0MK<" O0P ,IMQ RBC7 1S’.：1&& ( 11# 7
［.］+<MMGH 4 ?7 )IKKGB" -0<MGB" ?B<KEHGH［ T］7 2IUB VGK0E W 6IBH7 ，!&&& 7 （编辑：聂龙宣）
摘要：运用滚动轴承振动的数字化测量和分析系统，通过试验全面研究了轴向载荷、轴向和径向联合载荷对全
钢球轴承、陶瓷球混合球轴承和全陶瓷球轴承的振动特性，验证了轴承振动的弹性接触模型，得出的结论对以
减振降噪为目的的滚动轴承设计、安装和使用具有实际的指导意义。
关键词：球轴承；载荷；振动；接触谐振频率
中图分类号：)*!$$ # $$!；)*!!$ # !
同载荷情况下的振动加速度值列于表 ’，振动速球和保持架处于不稳定运动状态，轴承的振动值
度值列于表 #，表中 !! 为轴向载荷，!" 为径向载自然偏大，这一点从表 ’ 和表 # 可以看出。
表 # 载荷影响试验轴承振动速度平均值
!40;
轴承代号
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（%）轴向载荷作用下，轴承弹性接触振动的固有频率随轴向载荷的增大而升高，升高的幅度逐渐变小；径向载荷使振动频谱变宽。
本文的试验结果进一步验证了滚动轴承振动的弹性接触模型。材料对轴承振动的影响尚待继续研究。参考文献：
［1］ 2-34 #%15 !&&1，滚动轴承振动（加速度）测量方法［6］7
文献标识码：+
文章编号：!%%% , $&(（" "%%$）%- , %%$. , %’
实践表明，使用状态下，过小或过大的径向和轴向载荷都将使轴承的振动和噪声升高，严重时产生啸叫声。本文基于微机的数字化滚动轴承振动测量和分析系统，对轴向载荷、轴向与径向联合载荷对全钢的、混合的和全陶瓷的深沟球轴承振动特性的影响进行了试验研究，结果有助于以减振、降噪为目的的滚动轴承设计、安装和使用。
（如载荷从 )$ * 到 +$ *，增大 &$ *，频率升高 &#$ ’(；载荷从 ,$ * 到 !!# *，增大 +# *，频率升高也才 &#$ ’(）。
图 ! -)$, . !/0 特制轴承接触谐振频率随载荷的变化
研究表明，滚动轴承振动的基本振型是弹性
接触振动引起的，球轴承弹性接触振动的固有频
赵联春等：载荷对球轴承振动特性的影响
· #? ·
表 ! 标准规定的测量载荷和转速
荷。
轴承代号
"#$% & ’() "’$"*+,
"’$-./
由表 ’ 列出的结果可以看出，在试验的轴向
轴向载荷加
速
01 心轴转速
度 2 3·456 & !
轴向载荷
速
01
度心轴转速
2 3·456 & !
%$ ! 7$$
由表 # 列出的结果可以看出，不管是全钢轴
定［!，’］。
承、陶瓷球混合轴承或全陶瓷轴承，总体看来，随
取分别为同批的 "#$% & ’()、"’$"*+,、 "’$-./ 轴承各 # 套进行测量，每一套测正反两面，每一面测量 # 点，这样，对应同一种载荷状态和被测振动物理量（速度或加速度），每一套轴承
! 4 !!)5!
（&）
决定于接触副材料和几何特性的系
数
（&）式给出的接触载荷与变形的关系是非线性的，当变载荷的幅值 !! 与平均载荷 !$ 相比不大时，载荷 !$ 处的接触刚度 " 可线性化近似地表示为
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这时，接触振动固有频率为
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由试验结果还可看出，材料对轴承振动有明显的影响。混合轴承的尺寸虽然比全钢轴承小，振动值却相对较高。尺寸最小的全陶瓷轴承的振动值是三种轴承中最高的。
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