滾動軸承分析計算與應(yīng)用

前言

　　滾動軸承是大批量生產(chǎn)的、高度標準化、系列化的工業(yè)產(chǎn)品。除了特殊用途或是針對特定主機的專用軸承需要特別設(shè)計之外，一般滾動軸承能夠適應(yīng)大多數(shù)工況條件的使用要求，因此它也是應(yīng)用最為廣泛的機械基礎(chǔ)元件之一?！　≡诖蠖鄶?shù)實際應(yīng)用中，滾動軸承能夠正確安裝，潤滑良好，軸承座或支承結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度，軸承的載荷和轉(zhuǎn)速適中。在這些條件下，可以對軸承的分析模型進行適當?shù)暮喕员阕プ≈饕埽鉀Q工程中最為關(guān)注的問題。在經(jīng)典的軸承分析中普遍采用剛性套圈假設(shè)，即假定軸承套圈是一個剛體，滾動體與滾道的接觸只會產(chǎn)生局部的接觸變形而不會改變套圈的整體形狀和尺寸，這就為套圈的位移和接觸變形分析帶來了很大的方便。其次是忽略滾動體與滾道接觸時產(chǎn)生的摩擦力（包括油膜拖動力）以及由于滾動體高速運轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的慣性力（如離心力、陀螺力矩等）。對普通工況下的通用軸承而言，摩擦力和慣性力與滾動體的接觸載荷相比一般要小一個數(shù)量級，因此忽略它們不會對分析結(jié)果產(chǎn)生顯著影響。本書在進行軸承分析時也采用了這些假設(shè)。　　通用軸承的力學(xué)分析主要是求解接觸力學(xué)問題。滾動軸承中的接觸問題可以分為兩類，一類是單個滾動體與滾道的接觸問題，另一類是軸承整體的接觸問題，即確定有多少個滾動體發(fā)生了接觸以及接觸載荷的整體平衡問題。對前一個問題，早在19世紀80年代初期，Hertz就完成了點接觸（1881年）與線接觸（1882年）問題的理論解，它們分別構(gòu)成了球軸承和滾子軸承分析的基礎(chǔ)。實際上，滾子軸承中，不論是圓錐滾子還是圓柱滾子，它們的接觸模型都不完全符合Hertz線接觸理論，因此滾子軸承分析的理論基礎(chǔ)在很長一段時間內(nèi)是不完備的。直到20世紀70年代以后，才提出了一些行之有效的數(shù)值計算方法，比較好地解決了有限長柱體與滾道接觸的問題?！　≡趶?fù)雜受力狀態(tài)下，滾動軸承的整體平衡問題最后歸結(jié)為求解一組非線性方程組。在20世紀60年代之前，受計算工具的限制，求解這些方程組是比較困難的。因此，人們往往要對計算方法進行簡化，例如將離散的滾動體載荷分布簡化為連續(xù)分布載荷，不考慮接觸角變化，忽略滾子端部的應(yīng)力集中，不考慮力矩載荷的影響等。今天，隨著計算機的普及以及數(shù)值計算方法的進展，已經(jīng)完全能夠把這些因素考慮在內(nèi)，因而分析結(jié)果也更加符合工程實際。

內(nèi)容概要

本書詳細介紹了滾動軸承的基礎(chǔ)理論——Hertz點接觸與線接觸理論的推導(dǎo)過程和基本公式，同時介紹了非Hertz接觸問題——有限長線接觸問題的數(shù)值解法。以此為基礎(chǔ)，分別對球軸承和滾子軸承在不同載荷作用下的滾動體載荷分布、滾動體接觸應(yīng)力與變形、軸承位移與剛度以及軸承壽命等進行了分析，提供了計算方法、程序設(shè)計框圖和具體的算例。本書對滾動軸承設(shè)計計算與應(yīng)用分析具有一定的指導(dǎo)意義。    本書可供從事滾動軸承設(shè)計與應(yīng)用的技術(shù)人員參考使用，也可作為機械制造專業(yè)的大學(xué)生和研究生的教學(xué)參考書。

書籍目錄

第1章　Hertz點接觸理論　1.1　Hertz點接觸問題的基本假設(shè)　1.2　分布壓力作用在彈性半空間表面的問題　1.3  點接觸問題的幾何描述　1.4　點接觸問題的基本方程　1.5　Hertz點接觸問題的數(shù)值計算第2章　Hertz線接觸理論　2.1  彈性半平面界面作用有法向載荷的問題　2.2　接觸問題的基本方程　2.3　線接觸問題中的彈性趨近量第3章　有限長線接觸問題　3.1  非Hertz接觸問題求解的一般方法　3.2  圓柱滾子有限長線接觸問題的一維處理　3.3　壓痕試驗　3.4  圓錐滾子有限長線接觸問題的一維處理　3.5  計算實例第4章　球軸承計算　4.1  向心球軸承的幾何關(guān)系　4.2　徑向游隙　4.3　溝道曲率半徑系數(shù)　4.4　球一滾道接觸的載荷位移關(guān)系　4.5  純徑向載荷作用　4.6　純軸向載荷作用　4.7　徑向力、軸向力和力矩載荷作用　4.8　成對雙聯(lián)角接觸球軸承　4.9　雙列調(diào)心球軸承  4.10　推力球軸承  4.11　雙列球面滾子軸承第5章　圓柱滾子軸承計算　5.1  圓柱滾子的彈性趨近量　5.2  圓柱滾子與滾道接觸的載荷位移關(guān)系　5.3  圓柱滾子與內(nèi)、外滾道的接觸應(yīng)力　5.4　滾子傾斜　5.5　徑向力與力矩作用下的圓柱滾子軸承第6章　圓錐滾子軸承計算　6.1  圓錐滾子的平衡　6.2  圓錐滾子與滾道接觸的載荷位移關(guān)系　6.3　純軸向載荷作用　6.4　徑向與軸向載荷作用下的單列圓錐滾子軸承　6.5  徑向、軸向和力矩載荷作用　6.6　成對安裝圓錐滾子軸承第7章　滾動軸承疲勞壽命計算　7.1  點接觸球軸承疲勞壽命　7.2　線接觸滾子軸承疲勞壽命　7.3  滾子接觸應(yīng)力不均勻分布對疲勞壽命的影響　7.4  多列軸承組合的壽命計算第8章　軸承剛度與主軸系統(tǒng)　8.1  單一變量下的軸承剛度　8.2  多變量下的軸承剛度　8.3　軸系分析的有限元法　8.4　考慮軸承支承剛度的主軸系統(tǒng)參考文獻

圖書封面

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