李鸿亮，夏旎，邓四二，李建华，刘良勇

(1.洛阳轴研科技股份有限公司，河南 洛阳 471039；2.河南科技大学，河南 洛阳 471003; 3.北京控制工程研究所，北京 100190)

高温高速工况下，定位预紧角接触球轴承的工作预紧力对轴系动态特性有重要影响，工作预紧力过大，轴承温升较高，限制轴系高速化；工作预紧力过小，轴系抗振动能力较弱，轴承内球易出现陀螺旋转，这是角接触球轴承正常工作下不允许的[1]。该类轴承在高温高速下要有出色的工作性能，必须有恰当的最小工作预紧力，而工作预紧力受离心膨胀、工作温度及有效配合过盈量等因素的影响[2]，已与初始预紧力值截然不同，因此，这就需要找到工作预紧力与初始预紧力间的计算关系，通过最小工作预紧力找到最佳的初始预紧力。

1 最小工作预紧力

1.1 防止陀螺旋转的条件

为便于分析，根据角接触球轴承高速旋转时球的运转情况，作以下假设和简化：(1)球稳态运动，忽略加速度项；(2)接触应力和接触变形之间服从Hertz接触关系；(3)内、外圈在外载荷作用下只产生刚性位移。

高速球轴承中球受的各种力和力矩如图1所示。图中Qi,Qe分别为球与内、外沟道间的法向接触载荷；Fi,Fe分别为与陀螺力矩平衡的切向摩擦力；Fc为离心力；Mg为球二维自转时沿y向的陀螺力矩。由图1可以看出，当球在陀螺力矩Mg作用下有转动趋势时，球和沟道之间便产生摩擦力矩阻止这种运动。如果产生的最小摩擦力矩MF≥Mg时，球就不会发生陀螺旋转。因此，为了避免球陀螺旋转，必须满足