牛振华，邱明，杜辉，庞晓旭，牛青波

（1.河南科技大学 机电工程学院，河南 洛阳 471003；2.洛阳轴承研究所有限公司，河南 洛阳 471039）

轴承滚子没有修形（直素线）的情况下，产生边缘应力集中效应，滚子端部会出现过早疲劳及磨损甚至破坏［1］。研究表明，轴承寿命约与应力的7次方成反比［2］，滚子端部应力的急剧增加会降低轴承寿命，故有必要对滚子进行修形，对数曲线修形是最为理想的修形方式［3］，在一定载荷范围内，合理的凸度量和对应的凸度方程可改善滚子边缘效应。直素线滚子的轴承进行设计时必须根据实际运行工况对滚子素线进行对数修形，从而确定合理的凸度量和对应的凸度方程。

要得到合理的凸度量与对应的凸度方程，需对滚子轴承进行应力分析，传统的弹性力学和Hertz接触理论无法对滚子修形后的应力进行分析。鉴于此，基于RomaxCLOUD对某轴系两端圆柱滚子轴承进行应力分析，并确定对数修形滚子的最优凸度量。

1 轴系模型

1.1 圆柱滚子轴承结构参数

以某轴系两端的圆柱滚子轴承为例进行分析，套圈及滚子材料为GCr15，其主要参数见表1。

表1 NU2215轴承主要参数Tab.1 Main structural parameters of bearing NU2215

1.2 轴系模型的建立

以RomaxCLOUD为平台建立轴系模型，如图1所示，在轴的中点施加径向载荷Fr，左端的试验轴承内圈采用右端轴肩定位，右端的试验轴承内圈采用左端轴肩定位，约束两轴承外圈的6个自由度。轴承内圈旋转，转速为1000 r/min，径向游隙为10μm，轴承无预紧力，该轴系初始温度设置为20℃，轴承内圈与轴采用过盈配合。……