组配角接触球轴承的预紧力及刚度

李红涛，张振强，张伟，宁晋，张晓杨

(1.空军装备部驻洛阳地区第二军事代表室，河南 洛阳 471009；2．洛阳轴承研究所有限公司，河南 洛阳 471039；3．河南省高性能轴承技术重点实验室，河南 洛阳 471039；4．高性能轴承数字化设计国家国际科技合作基地，河南 洛阳 471039；5．洛阳LYC 轴承有限公司，河南 洛阳 471039)

单套角接触球轴承的承载能力和刚度有限，在实际应用中往往多联组配使用。文献[1-2]提出了相同接触角轴承组配预紧力和刚度的计算方法，但参与组配的轴承也可能具有不同的接触角[3-5]，组配方式不同，组配轴承所需的预紧力及刚度也不同。文献[3]虽对不同接触角轴承组配的预紧力有所研究，但未涉及组配后的轴承刚度，且文献[1-3]均只针对具有15°或25°接触角的轴承进行分析，不具有通用性。鉴于此，基于文献[6-8]的经验，对组配轴承所需预紧力及刚度的计算通式进行分析。

1 单列角接触球轴承轴向刚度

在轴向载荷Fa作用下，单列角接触球轴承的轴向位移如图1所示，Fa与轴向位移δa的关系为[1]

(1)

图1 角接触球轴承轴向位移示意图

式中：Z为球数；Qn为单个球的法向接触载荷；α为轴承实际接触角；kn为载荷-位移系数，与轴承的材料和几何尺寸有关。

由(1)式可得轴向位移δa为

(2)

将轴向载荷对轴向位移求导可得轴向刚度Ka，即

(3)

将(2)式代入(3)式可得

(4)

2 组配角接触球轴承轴向刚度

DB组配型轴承预紧及位移如图2所示，在预紧力F0作用下，1#轴承产生轴向位移δ0A，此时其实际接触角为αA、轴向刚度为K0A，2#轴承产生轴向位移δ0B，此时其实际接触角为αB、轴向刚度为K0B。……