1.一种基于当量弹性模量和载荷分布的圆柱滚子轴承参数优化方法:其特征在于包括以下步骤:S1:根据工况要求初步计算空心圆柱滚子轴承的内外圈尺寸、滚动体数目、滚动体空心度及轴承径向游隙的设计参数;
S2:计算空心圆柱滚子轴承载荷分布:
S21:根据滚子的接触变形理论提出空心度与空心圆柱滚子接触变形量δc的关系;建立空心圆柱滚子接触变形量的有限元模型,采用有限元分析软件对空心圆柱滚子的接触变形量进行物理仿真,验证空心圆柱滚子的空心度hr与空心圆柱滚子的接触变形量的关系;
S22:结合滚子的接触变形理论,计算空心圆柱滚子接触变形量δc;
空心圆柱滚子的空心度hr与空心圆柱滚子的接触变形量δc的关系为:δc=f(λ,q,r,hr)
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式中,λ=2(1-μ)/πE,μ为空心圆柱滚子材料的泊松比,E为空心圆柱滚子材料的弹性模量,q为作用在空心圆柱滚子上的线载荷,r为空心圆柱滚子的外圆半径,hr为空心圆柱滚子的空心度,hr=ri/r,ri为空心圆柱滚子的内孔圆半径;
空心圆柱滚子接触变形量δc采用如下方式计算:
式中,系数k的大小根据有限元计算结果进行确定;
S23:计算空心圆柱滚子弯曲变形量δb;
空心圆柱滚子弯曲变形量δb采用如下方式计算:
式中,q为作用在空心圆柱滚子上的线载荷,E为空心圆柱滚子材料的弹性模量,hr为空心圆柱滚子的空心度,hr=ri/r,r为空心圆柱滚子的外圆半径,ri为空心圆柱滚子的内孔圆半径,系数a、b、c、m及n的大小,需要根据有限元计算结果进行确定;
S24:根据计算出的空心圆柱滚子接触变形量δc和空心圆柱滚子弯曲变形量δb计算空心圆柱滚子的弹性趋近量δhr;
空心圆柱滚子的弹性趋近量δhr计算方式为:
将上式中获得的空心圆柱滚子的δhr与q关系带入实心圆柱滚子的弹性趋近量计算公式,实心圆柱滚子的弹性趋近量公式具体为:式中λ=2(1-μ2)/πE,以空心圆柱滚子材料的弹性模量E为未知量,求解超越方程,即可得到不同空心度时,空心圆柱滚子的当量弹性模量Eeq;
S25:计算空心圆柱滚子的当量弹性模量Eeq;
S26:根据空心圆柱滚子的当量弹性模量Eeq推算空心圆柱滚子与轴承内外圈的载荷变形关系,进而根据变形协调条件求解空心圆柱滚子轴承的载荷分布;
S3:将通过S1和S2计算出的空心圆柱滚子轴承载荷分布计算结果与滚动体载荷的许用值进行对比分析,对不符合规定的轴承进行参数优化。