针对柔性角接触球轴承的振动,建立计入波纹度的柔性角接触球轴承动力学模型,该模型考虑了润滑和轴承内外圈表面波纹度对轴承动力学的影响。在此基础上研究了轴承内外圈波纹度幅值对角接触球轴承振动的影响,仿真结果表明:角接触球轴承的振动随内外圈波纹度幅值的增加而增强,柔性环的振动比刚性圈体的振动大,波纹度阶数也会影响加速度的特征频率,且在旋转过程中产生的柔性变形加剧了内外圈波纹度对振动的影响。搭建轴承振动实验台,验证了动

建立角接触球轴承套圈磨削模型,对影响内圈锁口高度的沟道磨削和斜坡磨削工序进行分析,结果表明：锁口高度的形成与沟道磨削参数和斜坡磨削参数密切相关,沟道磨削工序中的砂轮轴向进给量、径向进给量、沟曲率半径以及斜坡角都会对锁口高度产生影响;斜坡磨削工序中的砂轮径向进给量和斜坡角会对锁口高度的变化产生影响。

为分析角接触球轴承的非线性动力学特性,建立考虑球数、轴向预紧和动载荷的非线性动力学模型,求解球与内、外圈接触点处的相对位移。给出轴承系统非线性动力学微分方程组,对微分方程组进行坐标变换,进行量纲一化处理,利用数值分析软件求解量纲一化的非线性微分方程组。通过改变轴向预紧量可获得轴承的相图和Poincane图,分析轴向预紧量对轴承非线性动态特性的影响。结果表明：随轴向预紧量减小,轴承由单周期运动经倍周期分叉进入多周期运动,然后经准周期运动进入混沌运动;在满足机构运行稳定性的条件下,降低轴向预紧量能够提高轴承的使用寿命;随接触角增加,轴承由单周期运动经倍周期分叉进入多周期运动,然后经过不稳定吸引子最终进入混沌运动状态。

以某型号机床主轴轴承7014C/P4为例,基于RomaxCLOUD建立轴-轴承系统模型,以轴承的刚度、疲劳寿命、最小油膜厚度和套圈次表层最大剪切应力、球最大旋滚比作为目标函数,对内外圈沟曲率半径系数、球径和球数进行优化设计,优化结果为：内圈沟曲率半径系数为0.54,外圈沟曲率半径系数为0.525,球径为12.7mm,球数为19。并对优化设计的7014 C/P4轴承进行了强化寿命试验,优化设计的7014 C/P4主轴轴承振动、温升平稳,未出现疲劳剥落,满足要求。

在传统的角接触球轴承刚度计算中,基于经验公式估算的轴承刚度未考虑载荷引起的接触角变化。为评估经验公式的计算精度,基于Romax CLOUD得到不同接触角下角接触球轴承的设计参数,并根据该设计参数分析对比了不同接触角条件下经验与拟静力学轴承刚度计算方法的差异。结果表明：在接触角为40°时2种方法的计算结果比较接近;在其他接触角下,两者计算结果偏差随着载荷增大而逐渐增大。通过对比计算,得到经验公式的适用范围。

基于RomaxCLOUD轴承设计与分析平台,对HMC80高速电主轴所用非标角接触球轴承进行参数优化设计。通过正交试验法设计试验和运用多目标函数的功效系数法对角接触球轴承的内沟曲率半径系数fi、外沟曲率半径系数fe、球数Z、球径Dw进行优化设计,得到优化结果为：Z=26,Dw=12.6 mm,fi=0.525,fe=0.520。并对优化后的轴承刚度性能进行了仿真分析,满足要求。

推导出了角接触球轴承轴向刚度的表达式,建立了以轴承刚度为优化目标的目标函数,对角接触球轴承进行优化设计,并以7Q1QC角接触球轴承为例进行实例分析,得出结论高速精密角接触球轴承优化设计时应更多地考虑刚度,在满足轴承寿命的前提下,应适当减小球径,增加球数.