轴承的摩擦力矩是多少 力矩载荷？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-11-06 08:20 标签： 轴承的摩擦力矩是多少

吴云鹏1，2　张文平2　孙立红1 （1.黑龙江科技学院数力系，哈尔滨　150027；2.哈尔滨工程大学动力与核能工程学院，哈尔滨　150001）

　　摘　要：简述滚动轴承力学模型研究的基础理论，介绍了滚动轴承从静力学模型分析到动力学模型分析的原因和各阶段主要成果，回顾了国内外轴承仿真技术的现状，讨论了滚动轴承力学模型研究的最新动向和发展趋势。
　　关键词：滚动轴承；力学模型；Hertz理论；弹流理论；多体系统
　　滚动轴承是各种机械中传递运动和承受载荷的重要支撑转动部件，具有摩擦力小，起动容易、润滑简单和便于更换的优点，广泛应用于汽车工业、纺织机械、机床、精密仪器、航空航天、机器人等领域。对它的理论研究也一直在深入开展着。
　　1　滚动轴承力学模型分析的基础理论
　　滚动轴承静力学受力分析首先涉及滚动体与滚道间的弹性接触问题和轴承整体变形与平衡问题。对前者，Hertz于1881年通过假设滚动体与内、外圈接触区域为椭圆，接触区应力呈半椭球体分布，用半逆解法并通过积分变换，对点接触与线接触问题给出了理论解。对于后者，也需要用Hertz理论对轴承中的每个滚动体依次计算，然后综合，建立起一组非线性方程组再求解。可以说Hertz理论奠定了滚动轴承静力分析的基础。
　　1.2 套圈控制理论
　　滚动轴承虽然结构简单，但各元件间的运动学关系的确十分复杂，Jones在50年代建立了高 速球轴承的套圈控制理论。在该套圈控制理论中，假设钢球在某一滚道上只有纯滚动，该滚道称为“控制滚道”，而在另一滚道上，既有滚动又有滑动，为“非控制滚道”。此外，还假设钢球自转轴线在过轴承轴线的平面内，陀螺力矩由控制滚道上的摩擦力平衡。该理论后来被Harris等人加以完善，成功地应用于许多重要的场合。
　　1.3 弹性流体动力润滑理论
　　弹性流体动力润滑是20世纪摩擦学领域的一大进步，是润滑力学最显著的成就之一。它揭示了一种前所未有的润滑状态，弹性理论研究相互滚动或滚动伴有滑动的条件下，两弹性体间流体动力润滑的力性质，与经典润滑理论不同，这种既考虑变粘性流体动压力的作用，又考虑接触表面弹性变形效应的润滑问题称为弹性流体动力润滑（EHL）。正是由于弹流理论的发展，使人们不仅了解导致许多高副零件（如齿轮和滚动轴承）获得有效润滑的非凡物理作用，而且还搞清楚了从边界润滑状态到流体动力润滑状态的整个过程，随着这一理论的日趋完善，弹流理论在工程实际中获得了越来越广泛的应用。
　　2　滚动轴承力学模型的研究及进展
　　国外对滚动轴承力学模型的研究经历了很长时间。早期，人们只是根据简单的力学关系，理想的运动状态来分析确定轴承的受载和运动情况，这显然是很粗糙的。Stribeck首先应用Hertz理论建立了球轴承的静力分析模型，并于1901年推 导出钢球的最大载荷Qmax与径向载荷F之间的关系。Palmgren等人对轴承在径向、轴向和力矩载荷作用下的变形与滚动体载荷分布进行了分析。
　　在传统静力学分析方法的基础上，Jones A B首先于1959年提出了拟动力学分析方法，他用套圈控制理论建立的拟动力学分析模型考虑了钢球的离心力和陀螺力矩，并把其与外载荷一起计入到每个轴承元件的力和力矩平衡方程中，然后对这一组非线性方程采用Newton-Raphson迭代法进行求解，可得到钢球上的真实载荷分布、可接受的疲劳寿命预测及轴承刚度。但滚道控制理论的不足之处是未考虑润滑剂的作用，因此不能正确地预测轴承内部的滑动。随着弹流理论（EHL）的发展，人们发现轴承中钢球与滚道接触处存在有弹流油膜，可避免金属直接接触，并能较精确地推算出弹流油膜的形状、厚度及压力分布。Harris在此 基础上建立了球轴承的新分析模型，Poplawski于1972年对Harris的方法做了改进，考虑的因素更为全面。Rumbarger又提出了分析理论，使拟动力学分析理论更日趋完善。
　　在高速状态下，球轴承各元件的动力学特性对轴承性能的影响不容忽视。WaltersCT在1971 年首先提出了动力学分析模型，考虑了钢球的四个自由度运动方程和保持架六自由度运动方程，利用4阶龙格-库塔法进行积分，可计算出轴承在任意时刻钢球及保持架的位移、转速以及轴承内部的滑动等。1977年，Harris T A等进一步发展了他的分析模型，考虑了钢球受力与力矩不平衡时产生的惯性力和惯性力矩，从而构成了轴承的动力学分析模型。1984年，GuptaPK出版了Advanced Dynamicof Rolling Elements一书，系统地分析了轴承各零件间的相互作用，考虑轴承从开始起动的整个动力学过程，建立了轴承系统的运动微分方程。1991年，Harris T A编著的Rolling Bearing Analysis已出第三版，内容包括滚动轴承理论分析的各主要方面和最新发展的主要成果，被公认为滚动轴承理论和技术方面的权威著作。1996年，Meeks C R建立了保持架六自由度动力学分析模型，并实现了各元件间的不同设计和不同复杂程

　　在选择角接触球轴承时会看到很多不同的型号，需要根据实际情况选择合适的型号。一般轴承位数字或者字母表示轴承类型，后两位表示轴承内径，中间数字表示直径系列或者宽度系列，下面就由小编为您介绍一下角接触球轴承70和72的区别。

　　一、角接触球轴承70系

　　接触球轴承极限转速较高，可以同时承受径向载荷和轴向载荷，也可以承受纯轴向载荷，其轴向载荷能力由接触角决定，并随接触角的增大而增大。角接触球轴承有：7000C型(∝=15°)、7000AC型(∝=25°)和7000B(∝=40°)几种类型。该种轴承的锁口在外圈上，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，接触角越大，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。

　　二、角接触球轴承72系

　　单列角接触球轴承只能承受一个方向的轴向载荷，在承受径向载荷时，会引起附加轴向力，必须施向相应的反向载荷，因此，该种轴承一般都成对使用。双列角接触球轴承能承受较大的以径向载荷为主的径向、轴向双向联合载荷和力矩载荷，它能限制轴或外壳双向轴向位移，接触角为30度。角接触球轴承代号7，2表示为直径系列。

　　三、角接触球轴承数字型号含义

　　0表示双列角接触球轴承
　　2表示调心滚子轴承和推力调心滚子轴承
　　3表示圆锥滚子轴承
　　4表示双列深沟球轴承
　　8表示推力圆柱滚子轴承
　　N表示圆柱滚子轴承和双列圆柱滚子轴承NN
　　QJ表示四点接触球轴承

　　如果是径向轴承尺寸系列依次为8、0、1、2、3、4、5、6、7，轴承的尺寸包括径向尺寸和宽度就随着系列依次增大；如果是推力轴承尺寸系列依次为7、9、1，轴承的高度就随着系列依次增加。个数字代表轴承承担什么力，那么第二个就是告诉我们轴承可以承担多少力。

　　轴承的后缀一般代表游隙、角度、保持架材质、细微的不同结构等。对于7系列角接触球轴承会有C、AC、B，代表角度越来越大分别为15°、25°、40°，可以承担越来越多的轴向作用力。
　　以上就是对于角接触球轴承70和72的区别介绍，根据角度大小的不同，承担的轴向作用力也有所不同。洛阳薄壁精密轴承公司可以根据客户需求定制高规格非标角接触球轴承，如果您有任何关于角接触球轴承型号的问题，欢迎留言或致电咨询，我们将会有相关技术人员为您解答。

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