李其宸，赵礼辉，付道琪

（200093 上海市 上海理工大学 机械工程学院）

0 引言

向心球轴承广泛用于各类机械设备中，能够承受径向载荷和一定的轴向载荷，具有结构简单、制造精度高和摩擦系数小等优点[1]。在大多数应用场合中，可以仅考虑部分主要载荷，如径向载荷、轴向载荷或轴向载荷与径向载荷共同作用下联合的负荷，而当有很重的载荷作用时，安装在轴承上的轴就会发生弯曲，从而在轴承上产生一个不可忽视的弯矩载荷。在联合载荷作用下，轴承中滚动体的载荷分布将发生显著变化，它们将引起轴承位移、接触应力和疲劳寿命的显著改变。

作用在轴承上的负荷由滚动体通过一个套圈传递到另一个套圈，大多数情况下，轴承内部各滚动体所受到的负荷是不同的，负荷的大小、滚动体与套圈之间的接触应力和循环次数都会直接影响轴承的性能和寿命[2-3]。

针对轴承接触载荷的计算求解主要有3 类方法，包括有限元、数值仿真以及试验3 类方法。本文考虑轴承接触角的变化，基于拟静力法建立向心球轴承在承受径向、轴向以及较小弯矩联合载荷作用下的力学平衡方程，研究了不同载荷对载荷分布的影响，并以此为基础结合轴承额定寿命理论研究了不同载荷疲劳寿命的影响。

1 建立数学模型

1.1 变形与负荷关系

球轴承的滚动体与套圈接触处的变形量与负荷关系为

式中：v1，v2——轴承滚珠和套圈材料的泊松比；E1，E2——轴承滚珠和套圈材料的弹性模型；……