【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种滚动轴承动态建模方法，尤其是涉及一种基于滚珠-滚道分离状态的角接触球轴承准动态建模方法。
技术介绍
1、角接触球轴承(acbbs)是常见的机械零部件之一，由于其价格相对较低，操作方便，广泛应用于精密仪器、船舶、航空航天等领域的发动机中，同时球与内外滚道间接触特性的变化将会直接影响轴承的使用性能。
2、旋转机械的机动完全依赖于滚动轴承的健康状态，在这些机械设备故障中占了近45-55％。随着对轴承性能需求的提高，接触载荷和接触角的分析对于轴承在恶劣条件下的性能分析愈加重要。为了找出接触载荷，需要求出每个接触位置的接触变形与轴承内外圈相对位移间的关系。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于滚珠-滚道分离状态的角接触球轴承准动态建模方法，本专利技术利用三角形矢量法，在滚珠滚道接触状态分析的基础上，提出了一种准动态动力学模型来研究轴承在不同工况下的接触特性，使之提高轴承稳定性与寿命。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种基于滚珠-滚道分离状态的角接触球轴承准动态建模方法，所述方法包括以下步骤：
4、步骤1：首先明确关于滚珠-滚道分离状态的基本理论以及影响它本身分类效果的设计参数；
5、步骤2：三角形矢量法的基本理论描述和建模参数设置；
6、步骤3：基于滚珠-滚道分离状态，并利用三角形矢量法，得到滚珠与内滚道的求解平衡方程；
7、步骤4：用所提模型所获得的仿真
8、步骤5：根据所提模型得到的仿真数据验证轴向载荷下不同动态特性的变化。
9、所述的一种基于滚珠-滚道分离状态的角接触球轴承准动态建模方法，所述步骤1滚珠滚道分离的条件为：
10、
11、处于滚道分离时，内滚道接触载荷和内滚道摩檫力将会消失，此时，外滚道接触载荷就等于离心力，即：
12、qok＝fck (9)
13、当不处于滚道分离状态时，这时lfc要大于lec之间的距离，即：
14、
15、所述的一种基于滚珠-滚道分离状态的角接触球轴承准动态建模方法，所述步骤2三角形矢量法把接触力化简为接触角的函数，矢量关系得：
16、
17、根据图中的几何关系可得：
18、
19、如图中的绿色三角形所示，利用三角形矢量定理可得：
20、
21、联立上面四个公式就可以把求解接触力转变为求解接触角的函数，内圈接触载荷可写成
22、
23、所述的一种基于滚珠-滚道分离状态的角接触球轴承准动态建模方法，所述步骤3根据滚珠和内滚道的受力平衡方程，可以分别得到滚珠和内滚道的受力平衡方程；
24、此时滚珠受力其平衡方程表示为：
25、
26、此外，内圈的总力矩应保持平衡，写成：
27、
28、根据数学平面几何向量的合成思想，利用三角形矢量法，建立了一种基于滚珠-滚道分离状态的角接触球轴承准动态模型，根据不等式(8)来判断轴承内滚道的接触状态，如果滚珠与内滚道分离，则内滚道的摩檫力和接触力都为零，这时离心力与外接触力相等；如果滚珠与内圈保持接触，则采用牛顿迭代法求解中间变量和球的平衡方程；这样，对于给定的初始化内圈位移迭代变量，求解滚珠在任意位置角处的受力平衡方程，从中可以获得接触力、摩擦力和轴承疲劳寿命结果。
29、所述的一种基于滚珠-滚道分离状态的角接触球轴承准动态建模方法，所述步骤4对比验证：根据所提出的模型仿真结果，与jones的滚道控制模型作对比，来验证所提模型的有效性。
30、所述的一种基于滚珠-滚道分离状态的角接触球轴承准动态建模方法，所述步骤5验证轴向载荷下不同动态特性的变化：利用数值计算机工具计算角接触球轴承在任意条件下动态参数的变化情况。
31、本专利技术的优点与效果是：
32、本专利技术解决了求解滚珠受力平衡方程由于未知参数过多计算量复杂性问题，有效地利用了三角形矢量法通过向量替代思想简化计算；同时该模型同时考虑了惯性力和摩擦力，为jones模型的光滑假设状态作出了延申；最后探讨了轴向载荷对不同动态特性的影响，发现转速过高或轴向载荷过大都会缩减轴承寿命，应控制在一个合理的范围内，且适当地增加轴向载荷可以减小内外滚道接触角之间的差异和滚珠在滚道上的旋转打滑，增加内外滚道之间的法向接触载荷，提高轴承稳定性。
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1.一种基于滚珠-滚道分离状态的角接触球轴承准动态建模方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于滚珠-滚道分离状态的角接触球轴承准动态建模方法，其特征在于，所述步骤1滚珠滚道分离的条件为：
3.根据权利要求1所述的一种基于滚珠-滚道分离状态的角接触球轴承准动态建模方法，其特征在于，所述步骤2三角形矢量法把接触力化简为接触角的函数，矢量关系得：
4.根据权利要求1所述的一种基于滚珠-滚道分离状态的角接触球轴承准动态建模方法，其特征在于，所述步骤3根据滚珠和内滚道的受力平衡方程，可以分别得到滚珠和内滚道的受力平衡方程；
5.根据权利要求1所述的一种基于滚珠-滚道分离状态的角接触球轴承准动态建模方法，其特征在于，所述步骤4对比验证：根据所提出的模型仿真结果，与Jones的滚道控制模型作对比，来验证所提模型的有效性。
6.根据权利要求1所述的一种基于滚珠-滚道分离状态的角接触球轴承准动态建模方法，其特征在于，所述步骤5验证轴向载荷下不同动态特性的变化：利用数值计算机工具计算角接触球轴承在任意条件下
...【技术特征摘要】
1.一种基于滚珠-滚道分离状态的角接触球轴承准动态建模方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于滚珠-滚道分离状态的角接触球轴承准动态建模方法，其特征在于，所述步骤1滚珠滚道分离的条件为：
3.根据权利要求1所述的一种基于滚珠-滚道分离状态的角接触球轴承准动态建模方法，其特征在于，所述步骤2三角形矢量法把接触力化简为接触角的函数，矢量关系得：
4.根据权利要求1所述的一种基于滚珠-滚道分离状态的角接触球轴承准动态建模方法，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：高淑芝，王雪点，张义民，郭明利，李志忠，孟令驰，
申请(专利权)人：沈阳化工大学，
类型：发明
国别省市：
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