南京航空航天大学学报

作者：马辰飞，侯祥颖，杨凯，张红，李政民卿

单位：1南京航空航天大学直升机动力学全国重点实验室，南京 210016;2南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室，南京 210016;3南京航空航天大学机电学院，南京 210016；,1南京航空航天大学直升机动力学全国重点实验室，南京 210016;2南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室，南京 210016;3南京航空航天大学机电学院，南京 210016；,1南京航空航天大学直升机动力学全国重点实验室，南京 210016;2南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室，南京 210016;3南京航空航天大学机电学院，南京 210016；,1南京航空航天大学直升机动力学全国重点实验室，南京 210016;2南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室，南京 210016;3南京航空航天大学机电学院，南京 210016；,1南京航空航天大学直升机动力学全国重点实验室，南京 210016;2南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室，南京 210016;3南京航空航天大学机电学院，南京 210016；

关键词：圆柱滚子轴承;滚子偏摆;偏摆角度;显式动力学;有限元仿真;兜孔间隙

基金：国家自然科学基金青年项目（52105060）。

圆柱滚子轴承高速运转过程中，滚子与滚道的接触线和轴承旋转轴线之间存在一定的偏摆角度，这种滚子偏摆现象会使滚子与内外圈的接触线出现承载应力分布不均匀的问题，从而加剧滚子的局部磨损。本文针对目前滚子轴承滚子偏摆规律研究不足、滚子偏摆表征方法不明确等问题，以某航空圆柱滚子轴承为研究对象，基于显式动力学理论，采用LS-PREPOST建立仿真网格模型，通过ANSYS/LS-DYNA进行求解计算。在考虑轴承转速、载荷和保持架兜孔间隙下，开展了圆柱滚子轴承显式动力学有限元仿真分析。提出了一种滚子偏摆数据跟踪提取的方法，并通过试验测试验证了仿真的可行性。仿真结果表明：圆柱滚子偏摆角受径向载荷和轴承转速影响较大。随着载荷和转速的增加，滚子偏摆角度平均值和最大值均减小并且波动幅值呈现降低趋势。载荷由2 446 N增加到5 118 N时，滚子偏摆平均值减小了25.7%，最大值减小了18.3%。转速由5 225 r/min增加到20 900 r/min时，滚子偏摆平均值减小了21.06%，最大值减小了19.1%。相比于载荷和转速，保持架兜孔间隙对滚子偏摆具有显著影响。当兜孔间隙小于0.12 mm时，滚子运动空间受限导致滚子和保持架之间的碰撞变得剧烈，滚子出现剧烈偏摆波动；当兜孔间隙大于0.12 mm时，圆柱滚子偏摆最大值和平均值均增大，这种情况下会增大滚动轴承的振动。针对本文研究对象，选取轴承兜孔间隙在0.12 mm左右有利于降低滚子偏摆角度均值、最大值和波动幅值。

来源：2026年第2期

《南京航空航天大学学报》期刊编辑部

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