洛阳轴承研究所有限公司 铁晓艳 张振潮 王虎强 郑志功

1 引言

圆锥滚子轴承可以承受径向和轴向的联合负荷，广泛应用于汽车车轮、轴箱及减速器等关键部位的回转机械，是决定整个系统性能的关键元件之一，因此对其可靠性有着严格要求。

众所周知，影响滚动轴承疲劳寿命的主要因素即滚子与内外圈的接触应力变化规律和最大应力值，而其最大应力和应力变化规律不仅与轴承的结构和几何尺寸有关，还与滚子所承受的载荷大小和载荷分布有关。因此，研究圆锥滚子轴承的载荷分布，确定受载最大的滚动体所受的最大载荷和最大应力值，对于分析圆锥滚子轴承的内部载荷分布与接触应力，从而提高轴承的疲劳寿命具有一定的指导意义[1]。

2 研究对象及工况

根据圆锥滚子轴承既可以承受径向载荷，也可以承受轴向载荷的特性，本文以施加联合载荷（同时施加径向载荷和轴向载荷）来研究分析圆锥滚子轴承的内部载荷分布，如最大法向载荷、最大接触应力、最大变形量。

选取某客户汽车用圆锥滚子轴承30311为分析对象，根据用户工况条件的要求，已知轴承工作温度为60～80℃，转速为2000r/min，同时施加径向载荷Fr=45000N和轴向载荷的联合载荷。如表1所示为30311圆锥滚子轴承结构参数[2]。其中，

又知：

比较式（1）、（2）可知（1）＞（2），则径向动载荷系数X=0.4，轴向动载荷系数当量动载荷为：

表1圆锥滚子轴承30311结构参数

3 联合载荷下30311轴承理论计算

对于满足弹性接触赫兹理论……