为了揭示表面粗糙度对圆柱滚子轴承线接触稳态弹流润滑性能的影响,本文建立了具有表面粗糙度的圆柱滚子轴承弹流润滑模型,并推导出了摩擦系数方程;采用有限差分法求解了圆柱滚子轴承的弹流润滑性能,并分析了余弦粗糙度幅值、波长和纹理角度对圆柱滚子轴承弹流润滑性能的影响。数值结果表明随着粗糙度幅值的增大,油膜厚度和油膜压力在粗糙度波峰波谷处的波动增大;随着粗糙度波长的增大,油膜厚度逐渐减小,油膜压力的波动逐渐减小;横向粗糙度更有利于提高承载能力,降低摩擦系数。因此,在合理的范围内增加粗糙度的幅度和波长,采用交叉纹理,有利于提高圆柱滚子轴承的弹流润滑性能。

为研究圆柱滚子轴承摩擦生热特性,构建了一种考虑了主轴-轴承装配过盈量、离心力以及配合表面粗糙度的拟静力学分析模型。应用局部法计算得到轴承各部件间的摩擦生热量,通过实例分析了不同工况条件以及润滑参数对摩擦生热的影响。结果表明,轴承转速及外载荷对摩擦生热量有较大影响,转速越高,摩擦生热量增长越明显;润滑油动力黏度或油气比例系数的增大,均使得轴承摩擦生热量出现增长的趋势。

为研究存在局部损伤下轴承系统的振动响应特征,基于多体动力学方法建立了可预测轴承局部缺陷尺寸、位置和形状的动力学模型,分析了缺陷参数对轴承振动的影响机理。研究结果表明,轴承的振动响应随着缺陷尺寸的增加而逐渐增大;随着缺陷位置远离最大承载区而逐渐减小;矩形缺陷的振动响应最大,三角形缺陷次之,圆形缺陷振动响应最小。通过台架试验得到圆柱滚子轴承振动响应与局部缺陷尺寸及位置的关系,并与仿真结果进行比较,验证动力学分析的合理性,为探寻轴承早期故障机理提供理论参考。

针对窄挡边负背角的批量、快速测量需求,设计了一种利用量块、平板、正弦尺、磁力表架、千分表的测量方案,并进行了不确定度分析及实例验证,该测定方法检测准确、简便、快速。

基于某炼钢厂CSP生产线摆剪减速器轴承使用寿命短这一事实,分析得出轴承结构形式可能是使轴承失效的主要原因。采用有限元仿真技术,分析得出三种结构形式圆柱滚子轴承在剪切带钢时的接触应力以及轴承自身温度载荷作用下产生的接触应力。结果表明,该摆剪减速器轴承内圈与滚柱之间最大接触应力与其材料屈服极限相近,验证了轴承结构是使轴承产生破坏的主要原因,同时对比发现滚柱数目对接触应力有较大影响。该炼钢厂将轴承更换为具有相同安装尺寸的不同结构形式轴承后,失效事故不再发生。在轴承选型时不仅应当考虑外载荷和工作温度对轴承套圈接触应力作用,而且应考虑滚子数量不同对轴承套圈接触应力的影响。

针对中低速圆柱滚子轴承在负载作用下内圈的倾斜，运用拟静力学方法对轴承承裁性能进行研究。根据圆柱滚子轴承元件几何关系，分别建立滚子和内圈五自由度几何关系模型，计算滚子综合变形，运用切片技术计算轴承接触力，分析了倾斜状态下，轴承承载性能和滚子与套圈接触力及接触力波动的变化规律。结果表明：随着倾斜角增大，滚子与内外圈接触力先减小后增加，滚子最大变形缓慢增大并趋于稳定；不同径向力下的最大接触力缓慢增大，且径向力越大，最大接触力波动率越小。

为了准确分析加速过程中圆柱滚子轴承的运动特性，建立圆柱滚子轴承动力学模型，模型中考虑加速度、运行工况、结构参数以及润滑剂流变特性等参数，对轴承运动特性进行瞬态以及时变分析。研究结果表明：考虑润滑剂的黏弹性可以提高动力学模型的预测精度。加速度对轴承打滑影响较大，尤其对非承载区滚子的转速影响较大；加速度越大，轴承滚子和保持架打滑越严重；轴承在加速过程中，滚子转速随时间呈阶梯上升，而保持架转速呈线性增大；滚子由承载区进入非承载区时，滚子转速先略微减小，由非承载区进入承载区时，滚子转速骤然增大；滚子与内滚道间相对滑动速度vij大于滚子与外滚道间的相对滑动速度voj，由于加速度的影响，相对滑动速度voj的方向在最大承载区附近发生变化；在非承载区，滚子与内滚道相对滑动速度较大，大载...

针对圆柱滚子轴承早期故障难以检测的问题,提出了一种基于HVD（hilbert vibration decomposition）分解降噪、多频段局部最优频带叠加的滚动轴承故障诊断方法。该方法首先对振动信号HVD分解提取含丰富故障信息的分量,然后对不同频域范围频谱的分析提取多个局部最优频段,并计算局部最优频段经过包络解调后的频谱,最后将子带频谱叠加凸出其中微弱故障信息。将该方法应用于圆柱滚子轴承故障检测中,并与快速峭度图分析结果进行了对比,验证了该方法的有效性。

以NU1006圆柱滚子轴承为例,在Pro E中建立轴和轴承过盈配合模型,将过盈模型导入到ANSYS中进行分析。最后通过MATLAB对数据进行分析处理,得到轴承内径面形状误差、内圈与轴误差相对位置转角、轴承与轴过盈配合量对轴承内圈滚道径向变形的影响。分析结果表明：随轴承内径面误差值的增大,内圈滚道变形量幅值呈增大趋势;随轴承内径面误差形状的变化,内圈滚道变形量幅值及位置均发生变化;随内圈与轴误差相对位置转角的增大,内圈滚道变形量幅值及位置均发生变化;随轴与轴承配合过盈量的增大,轴承内圈滚道变形幅值增大。

鉴于圆柱滚子轴承运转过程中承载区存在热力相互耦合作用,结合轴承动力学分析方法和热分析、温度场分析方法建立了滚动轴承热力耦合分析计算模型并进行了求解。基于建立的计算模型分析了热力耦合效应对轴承温度场分析和承载性能计算以及疲劳寿命预测的影响,并探讨了轴承结构参数以及工况条件对热力耦合效应计算效果的影响。结果显示,考虑热力耦合效应与不考虑热力耦合效应两种计算方法在温度场分布、承载性能以及疲劳寿命等计算结果上存在较明显的差异,且该差异受轴承结构参数和工况条件的影响。