个性化角接触球轴承的优化设计方法

韩泽光,廖小萱,郝瑞琴,白晓天

(沈阳建筑大学机械工程学院,辽宁 沈阳 110168)

滚动轴承是机械设备中重要的基础元件,主要用来承受载荷和传递动力,在重型机械和航空航天中广泛应用[1]。如今,高速重载的机械设备对轴承的工作性能和使用寿命有了更高的要求,而轴承内部未标准化的结构参数与其工作表现是息息相关的。张腾等[2]建立以轴承疲劳寿命最长为目标的优化模型来改变轴承的内圈挡边根部厚度、外圈最小内径和公称接触角,得出锥角取28°30′时承载能力最大;王德伦等[3]以双列圆锥滚子轴承为研究对象,建立了体积最小和寿命最长的优化数学模型,求解出轴承内径、外径、座圈宽度等几何结构参数的最优值;D.Eugeniv[4]进行了最大额定寿命的优化设计,开发了相应优化程序,得出优化接触角和节距比可以最大限度地延长额定寿命;吕志鹏等[5]以谐波减速器中的柔轮支承轴承为研究对象,建立了轴承额定动载荷最大和磨损寿命最长目标下的优化模型,利用MATLAB和ISIGHT联合优化求解,结果表明,滚珠直径对目标的影响最大;罗天宇等[6]以滚动体直径、滚动体个数和节圆直径作为设计变量,建立了角接触球轴承刚度最大或额定动载荷最大目标下的优化数学模型并求解,数据表明不同的优化目标导致了结果的差异性;T.Rajiv等[7]以动态承载能力最大、弹性流体动力最小、油膜厚度最大及轴承温度最小为目标对球面滚子轴承进行了优化设……