【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及滚动轴承，具体涉及一种五自由度角接触轴承动态刚度计算方法。
技术介绍
1、角接触轴承在诸如燃气轮机、压缩机和航空发动机等工业装备上得到广泛使用。由于轴承接触结构的复杂性，并且经常工作在高温高压和变速变载的环境中，因此轴承界面的润滑状态和接触行为在时刻改变，影响轴承的支撑刚度。轴承刚度是影响机械系统的稳定性和精度，决定机械设备的性能和评估轴承使用寿命的重要指标。
2、现有方法计算获得的轴承的刚度大多数都将滚珠和内外圈的接触简化为赫兹接触模型，只是单纯分析滚珠和轴承圈之间的弹性变形，而忽略了滚珠和轴承圈之间油膜刚度的影响，计算出的结果不够准确；少部分研究考虑了油膜的作用，通过拟合模型获得油膜的刚度，但是这样的计算方法忽略了轴承中的载荷分布和接触状态，对系统的动态影像考虑不够充分。
3、因此，需要综合考虑角接触轴承滚珠-滚道的润滑状态和接触特性，提出一种五自由度角接触轴承的动态刚度计算方法。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决以上问题，提出了一种五自由度角接触轴承动态刚度计算方法。
2、本专利技术的技术方案是：一种五自由度角接触轴承动态刚度计算方法包括以下步骤：
3、s1、采集滚珠接触表面的接触形貌、滚道接触表面的接触形貌、轴承的基本参数以及润滑油基本参数；
4、s2、根据滚珠接触表面的接触形貌、滚道接触表面的接触形貌、轴承的基本参数以及润滑油基本参数，确定动态刚度系数；
5、s3、确定滚珠与内滚道之
6、s4、根据动态刚度系数、滚珠与内滚道之间的相对接触变形以及滚珠与外滚道之间的相对接触变形，确定最终刚度。
7、进一步地，s1中，轴承的基本参数包括滚珠直径、内滚道直径、外滚道直径、接触曲率和滚珠个数；
8、s1中，润滑油基本参数包括润滑剂粘度、润滑剂密度以及润滑油粘度指数。
9、进一步地，s2包括以下子步骤：
10、s21、根据滚珠接触表面的接触形貌、滚道接触表面的接触形貌、轴承的基本参数以及润滑油基本参数，计算油膜厚度；
11、s22、基于油膜厚度，构建滚珠与滚道之间的方程，并对滚珠与滚道之间的方程进行曲线拟合，生成动态刚度系数。
12、进一步地，s21中，油膜厚度h的计算公式为：
13、
14、其中，h0(t)表示中心油膜厚度，rx表示接触表面x方向的当量主曲率半径，ry表示接触表面y方向的当量主曲率半径，δ1(x,y,t)表示滚珠接触表面的接触形貌，δ2(x,y,t)表示滚道接触表面的接触形貌，v(x,y,t)表示弹性变形，t表示时刻。
15、进一步地，s22中，滚珠与滚道之间的方程的表达式为：
16、
17、式中，kehl(t)表示动态刚度系数，h0(t)表示中心油膜厚度，δfehl(t)表示油膜升力，fc(t)表示每个滚珠与滚道之间的接触力，n表示接触刚度非线性指数。
18、进一步地，s3包括以下子步骤：
19、s31、计算滚珠与内外滚道的接触力的比值；
20、s32、根据滚珠与内外滚道的接触力的比值，计算滚珠与内滚道之间的相对接触变形以及滚珠与外滚道之间的相对接触变形。
21、进一步地，s31中，滚珠与内外滚道的接触力的比值的计算公式为：
22、
23、式中，qok表示滚珠与内滚道的接触力，qik表示滚珠与外滚道的接触力，θik表示滚珠与内滚道的接触角，θok表示滚珠与外滚道的接触角。
24、进一步地，s32中，滚珠与内滚道之间的相对接触变形δik的计算公式为：
25、
26、式中，ki表示润滑状态下滚珠与内滚道接触刚度系数，ko表示润滑状态下滚珠与外滚道接触刚度系数，θik表示滚珠与内滚道的接触角，θok表示滚珠与外滚道的接触角，ni/o表示滚珠与滚道接触的非线性指数，nfj表示轴承内各个滚珠角位置和接触角的特征矩阵，δ'b表示轴承内外滚道的相对位移；
27、s32中，滚珠与外滚道之间的相对接触变形δok的计算公式为：
28、
29、进一步地，s4包括以下子步骤：
30、s41、根据动态刚度系数、滚珠与内滚道之间的相对接触变形以及滚珠与外滚道之间的相对接触变形，确定轴承内支撑刚度矩阵和轴承外支撑刚度矩阵；
31、s42、根据轴承内支撑刚度矩阵和轴承外支撑刚度矩阵，确定最终刚度支撑矩阵，得到最终刚度。
32、进一步地，s41中，轴承内支撑刚度矩阵kfbi的计算公式为：
33、
34、式中，nb表示滚珠的数量，kj0表示动态刚度系数的线性化刚度，ki表示润滑状态下滚珠与内滚道接触刚度系数，ko表示润滑状态下滚珠与外滚道接触刚度系数，θik表示滚珠与内滚道的接触角，θok表示滚珠与外滚道的接触角，ni/o表示滚珠与滚道接触的非线性指数，nfj表示轴承内各个滚珠角位置和接触角的特征矩阵；
35、s41中，轴承外支撑刚度矩阵kfbo的计算公式为：
36、
37、s42中，最终刚度支撑矩阵kb的计算公式为：
38、
39、本专利技术的有益效果是：
40、(1)本专利技术在进行角轴承支撑刚度计算时，考虑了滚珠-滚道间润滑的变形，计算出的刚度更加准确；
41、(2)本专利技术通过考虑滚珠与内外滚道的接触状态求解出滚珠与内外滚道不同的接触刚度，组成最终的刚度矩阵更加符合实际；
42、(3)本专利技术的适用性更强，同样适用于时变高速、时变重载和极端工况等。
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1.一种五自由度角接触轴承动态刚度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的五自由度角接触轴承动态刚度计算方法，其特征在于，所述S1中，轴承的基本参数包括滚珠直径、内滚道直径、外滚道直径、接触曲率和滚珠个数；
3.根据权利要求1所述的五自由度角接触轴承动态刚度计算方法，其特征在于，所述S2包括以下子步骤：
4.根据权利要求3所述的五自由度角接触轴承动态刚度计算方法，其特征在于，所述S21中，油膜厚度h的计算公式为：
5.根据权利要求3所述的五自由度角接触轴承动态刚度计算方法，其特征在于，所述S22中，滚珠与滚道之间的方程的表达式为：
6.根据权利要求1所述的五自由度角接触轴承动态刚度计算方法，其特征在于，所述S3包括以下子步骤：
7.根据权利要求6所述的五自由度角接触轴承动态刚度计算方法，其特征在于，所述S31中，滚珠与内外滚道的接触力的比值的计算公式为：
8.根据权利要求6所述的五自由度角接触轴承动态刚度计算方法，其特征在于，所述S32中，滚珠与内滚道之间的相对接触变形δik
9.根据权利要求1所述的五自由度角接触轴承动态刚度计算方法，其特征在于，所述S4包括以下子步骤：
10.根据权利要求9所述的五自由度角接触轴承动态刚度计算方法，其特征在于，所述S41中，轴承内支撑刚度矩阵Kfbi的计算公式为：
...【技术特征摘要】
1.一种五自由度角接触轴承动态刚度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的五自由度角接触轴承动态刚度计算方法，其特征在于，所述s1中，轴承的基本参数包括滚珠直径、内滚道直径、外滚道直径、接触曲率和滚珠个数；
3.根据权利要求1所述的五自由度角接触轴承动态刚度计算方法，其特征在于，所述s2包括以下子步骤：
4.根据权利要求3所述的五自由度角接触轴承动态刚度计算方法，其特征在于，所述s21中，油膜厚度h的计算公式为：
5.根据权利要求3所述的五自由度角接触轴承动态刚度计算方法，其特征在于，所述s22中，滚珠与滚道之间的方程的表达式为：
6.根据权...
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