滚动轴承摩擦力矩动态误差的实验研究

滚动轴承摩擦力矩测量技术（轴承研讨会资料）洛阳轴研科技股份有限公司仪器开发部2003年3月21日目 录一、轴承摩擦力矩测量的目的意义二、轴承摩擦力矩的特性三、轴承摩擦力矩的种类及其定义四、轴承摩擦力矩的组成部分五、轴承摩擦力矩的影响因素六、轴承摩擦力矩的计算方法七、轴承摩擦力矩的测量原理和测量方法八、国内外轴承摩擦力矩测量仪简介九、轴承摩擦力矩测量技术的发展趋势一、轴承摩擦力矩测量的目的意义：滚动轴承在旋转过程中，由于其外圈、内圈、保持架、钢球、密封圈五大件之间互相接触，故存在着摩擦阻力。

轴承摩擦阻力的性能一般按两种方法进行评定，一种是灵活性检查：采用徒手检查的方法，检查轴承在旋转时的阻滞现象，以定性的粗略判断其轴承摩擦阻力大小。

另一种是以摩擦力矩来衡量，这也是一种科学的客观的测量方法。

轴承摩擦阻力影响轴承寿命，影响主机制导系统的可靠性和精确性的重要因素。

尤其对于高科技使用的轴承，如：陀螺仪轴承、卫星消旋天线轴承、运载大箭轴承、飞行平台轴承等等，均需要更加严格的摩擦力矩测量。

总之目前世界各国对于精密轴承质量的重点要求，已经由尺寸精度、几何精度、成品的旋转精度等方面转向了轴承的动态性能方面-----摩擦力矩和振动的测量，这也是使用单位最关心的两个重要技术性能指标。

因此，轴承摩擦力矩测量技术的研究目的就是研究如何合理评定，准确测量轴承的摩擦性能，为改进轴承设计参数、改进加工工艺和分析轴承摩擦力矩的影响因素，提供一个可靠的手段。

从而提高轴承质量，提高主机精度，满足使用单位对轴承摩擦性能的技术要求，这对尖端科学技术的发展和国防建设都有着重要意义。

二、轴承摩擦力矩的特性：为了阐明摩擦力矩测量技术首先对轴承摩擦力矩的特性（图1）进行分析。

图1 轴承摩擦力矩特性曲线M max---最大摩擦力矩M mcp---平均摩擦力矩1．摩擦力矩是轴承内外圈角变位的函数M = f (H)，从式中可以看出轴承在旋转过程中每个位置都具有一个摩擦力矩值，即被测量轴承摩擦力矩是个随机变量。

滚动轴承综合性能测试分析 实验报告一、 实验目的（10分）1. 让学生了解在总轴向和径向载荷作用下，滚动轴承径向载荷分布及变化情况，特别是轴向载荷对滚动轴承径向载荷分布的影响；2. 让学生了解滚动轴承元件上的载荷随时间的变化情况，掌握滚动轴承元件上载荷波动特性。

二、 实验台型号名称及主要组成（10分） 1. 圆锥滚子轴承：1对； 2. 可移动的滚动轴承座：1对；3. 滚动轴承轴向加载装置、径向加载装置：各一套；4. 滚动轴承径向载荷传感器：精度等级：0.05；量程：5000N ，16个；5. 总径向载荷传感器：量程：10000N ，1个；6. 轴向载荷传感器：量程：10000N ，3个；7. 微型电机：YYJ90-180W N=180W;8. 计算机：1台9. 操作面板。

三、 实验数据及曲线打印（40分） 1.静态只加径向载荷2.静态既有径向载荷又有轴向载荷3.动态只加径向载荷四、思考题（40分）1、圆锥滚子轴承受径向载荷后，本实验台为什么就可测出它受有轴向力？（10分提示:从书本内容和实验台相关内容两方面来回答）答：书本内容：圆锥滚子轴承受径向载荷后，由于存在接触角，轴承本身会产生一个轴向力实验台：由于实验台已知接触角，并且有轴向和径向载荷的力传感器，即可以通过受的径向载荷，来计算测出它所受的轴向力。

2、本实验台一对正装的圆锥滚子轴承支撑的轴系受外部轴向载荷后，左右圆锥滚子轴承承受的轴向载荷将怎样变化？（20分提示：先通过派生轴向力及外加轴向载荷的计算与分析，判定被“放松”或被“压紧”的轴承；然后确定被“放松”轴承的轴向力仅为其本身派生的轴向力，被“压紧”轴承的轴向力则为除去本身派生的轴向力后其余轴向力的代数和。

）答：（1）画出本实验台轴向力示意图（F S1表示左轴承内部轴向力，F S2表示右轴承内部轴向力，Fa 表示轴向外载荷方向向左）。

（2）F S2+Fa<F S1 ,则左 被放松（被放松，被压紧），右 被压紧（被放松，被压紧）， 则Fa 1= F S1 （用计算式表达） ，则Fa 2= F S1-Fa （用计算式表达） 。

目录第一章绪论 (1)1.1本论文研究的意义 (1)1.2 滚动轴承动力学分析的基本方法 (1)1.3 本论文的主要内容 (2)第二章滚动轴承的动力学理论分析 (3)2.1 概述 (3)2.2 滚动轴承的力学模型 (3)2.2.1 拟静力学模型 (4)2.2.2 动力学模型 (6)2.2.2.1基本理论方程 (6)2.2.2.2 球轴承准动力学分析方法简述 (6)2.3 滚动球轴承的准动力学模型及求解 (7)2.3.1 球轴承内部几何关系 (7)2.3.2 赫兹理论与椭圆接触区 (9)2.3.3钢球动负荷 (11)2.3.4球轴承运动学及准力学约束 (11)第三章弹性流体动力润滑 (16)3.1润滑牵引模型的一般考虑 (16)3.1.1动体/套圈接触区 (16)3.1.2润滑剂流变学 (16)3.1.3典型的牵引—滑动性能 (17)3.2点接触基本参数和无量纲参数 (18)3.2.1基本参数 (18)3.2.2无量纲参数 (19)3.3油膜厚度计算及润滑状态判定 (20)3.3.1点接触全膜弹流的油膜厚度公式 (20)3.3.2热效应 (21)3.3.3阀油效应 (21)3.3.4润滑状态 (22)第四章滚动轴承结构有限元分析 (23)4.1概述 (23)4.2轴对称载荷作用下四节点等参环元的单元刚度矩阵 (23)4.2.1 等参环元的位移函数 (24)4.2.2节点载荷 (25)4.3用ANSYS对滚动轴承进行结构分析 (26)4.3.1概论 (26)4.3.2滚动轴承的实体分析模型 (27)4.3.3滚动轴承的有限元分析模型 (28)4.3.4模型简化与边界条件的设定 (29)4.3.5静态分析 (30)4.3.6模态分析 (31)第五章全文总结 (35)5.1 本课题的主要内容 (35)5.2 今后的展望 (35)参考文献 (36)致谢 (38)攻读学士学位期间发表的学术论文 (39)滚动轴承的动力学分析摘 要在任何旋转的机械系统中，允许静止零件与运动零件作相对运动的轴承都是都是整个系统的关键零件。

汽车行驶中轮毂轴承动态摩擦力矩测量和能耗评估身份证：******************身份证：******************摘要：轮毂轴承作为汽车结构的关键零部件，不仅需要承受车辆的巨大载荷，还需要引导轮毂转动，其服役工况极为苛刻，一直是汽车厂商和研究学者的重点研究对象。

汽车轮毂轴承制造过程易产生各种缺陷，质量难以保障，其中第3代汽车轮毂轴承的相关质量标准更为严格。

目前主要采用荧光磁粉以及机器视觉检测轮毂轴承表面缺陷，对于轮毂轴承原材料的夹杂、裂纹、疏松、折叠和缩孔等内部缺陷，通常采用切样、金相破坏等方式进行抽检。

因此，实现对于内部缺陷的无损检测是汽车轮毂轴承制造企业的现实迫切需求，也是生产高质量轮毂轴承的重要保障环节。

关键词：轮毂轴承；动态摩擦力矩；摩擦能耗；试验评估引言轮毂总成应用范围很广，其广泛应用于工程机械、重型汽车、商用汽车、家用汽车等的车桥上,轮毂总成的可靠性，是决定车桥总成可靠性的关键指标之一。

在设计及装配轮毂总成中，相关技术人员都很关注轮毂轴承的安装预紧力矩。

平地机轮辋轴承要求预紧力矩控制得相当精准，若轮毂轴承安装预紧力矩过小，会造成轴承的轴向游隙过大，导致轴承在车辆行驶过程中轴向窜动，从而引起轴承损坏。

若轮毂轴承安装预紧力矩过大，会造成轴承的轴向游隙减小，导致轴承在转动过程中发热、烧结，从而引起轴承损坏。

本文针对轮毂总成结构所存在装配调整麻烦、困难以及零件加工制造难精准控制的不足，提出相应改进方案，可为类似设备的改进提供参考。

1轮毂轴承动态摩擦力矩测量和能耗评估计算方法试验机驱动电机主轴软连接驱动轮毂轴承旋转，加载装置通过支撑轴承对轮毂轴承施加径向力和轴向力。

轮毂轴承HUB端通过夹具与静压轴承相连，静压轴承尾端安装扭矩传感器，扭矩传感器测量轮毂轴承实时摩擦力矩值。

静压轴承起到支撑及传递扭矩的作用。

试验时，轮毂轴承的初始温度及环境温度有特殊要求，因此轮毂轴承试样及部分夹具包裹在高低温环境箱内。

锥形滚子轴承的摩擦学特性研究摩擦学是研究物体相互接触时力学行为的学科，它在工程领域扮演着重要的角色。

在许多机械系统中，滚动轴承被广泛应用以减小摩擦，并改善机械性能。

而锥形滚子轴承则是常见的一种滚动轴承类型，其特殊的几何结构赋予了其独特的摩擦学特性。

锥形滚子轴承由内圈、外圈和滚动体组成，其中滚动体为圆锥形。

其摩擦学特性的研究对于了解轴承的摩擦力和摩擦热产生机制至关重要。

在本文中，我们将重点研究锥形滚子轴承的摩擦学特性，并探讨影响摩擦力和摩擦热的因素。

首先，我们来探讨锥形滚子轴承的摩擦力产生机制。

在滚动轴承中，摩擦力主要由两个部分组成：滚动摩擦力和滚动摩擦带摩擦力。

滚动摩擦力是由滚子轴承在滚动过程中滚动与内外圈之间的接触造成的。

滚动摩擦带摩擦力是由滚子与内外圈接触区域的滑移和变形引起的。

其次，我们需要考虑影响摩擦力的因素。

第一个因素是轴承设计中的几何参数，例如滚子直径、内外圈半径等。

这些参数直接决定了接触区域的大小和滚动轴承的接触应力分布。

第二个因素是润滑情况，包括摩擦副的润滑方式和润滑油的性质。

良好的润滑可以减小摩擦力和摩擦热的产生。

第三个因素是外部工作条件，例如负载大小、转速等。

这些条件会对轴承接触应力和油膜形成起到影响。

在研究锥形滚子轴承的摩擦学特性时，我们还需要考虑轴承的传热性能。

由于滚动过程中不可避免地会伴随着摩擦热的产生，以及温度的升高。

因此，了解轴承的传热性能是非常重要的。

传热性能的好坏直接影响着轴承的工作温度和寿命。

为了研究锥形滚子轴承的摩擦学特性，研究者们采用了多种方法。

实验方法是最常用的方法之一。

通过实验，可以测量轴承的摩擦力、摩擦热等参数，并对不同工况下的摩擦学特性进行比较。

另外，数值模拟方法也在研究中得到广泛应用。

数值模拟可以通过建立轴承的力学模型和热传导模型，对摩擦力和温度的分布进行预测。

需要指出的是，实际工况下的锥形滚子轴承往往处于多种复杂的力学和热学环境中。

因此，在研究其摩擦学特性时，需要将多因素耦合在一起进行综合考虑。

实验报告三滑动轴承实验1.滑动轴承刚启动时的摩擦力矩与摩擦系数序号转速负载力压力摩擦系数1 92.5 1.2 153 0.00782 94 1.15 154 0.00753 96 1.18 156 0.0076平均摩擦系数0.0076 摩擦系数η=负载力/压力要求: n≤100r/min 压力≤0.5KN2.滑动轴承的ηn/q—f特性曲线油的粘度η=0.037（与ηn/q概念不同）轴的直径d=60mm轴瓦宽度B=110mm q=压力/Bd 摩擦系数f=负载力/压力要求: 压力≤1KN序号要求转速实际转速n负载力压力摩擦系数f比压q×103轴承的特性系数ηn/q1 150 150 1.54 182 0.0085 27.58 5.442 175 175 1.75 185 0.0095 28.03 6.243 200 200 2.02 168 0.0120 25.45 7.864 225 225 2.32 173 0.0134 26.21 8.585 250 250 2.60 167 0.0156 25.30 9.886 275 275 2.82 158 0.0178 23.94 11.497 300 300 2.88 169 0.0170 25.61 11.728 325 325 2.94 186 0.0158 28.18 11.58绘制ηn/q—f特性曲线3.径向油膜压力值和向Y轴投影压力值向Y轴投影压力值=径向油膜压力值×SinΦ(Φ分别等于30°、50°、70°、90°、110°、130°、150°）油压通道1 通道2 通道3 通道4 通道5 通道6 通道7。

太原科技大学滚动轴承微动磨损的影响因素设计名称材料课程设计姓名 __________________________________班级 __________________________________学号 __________________________________指导教师评分等级2017年03 月16 日滚动轴承微动磨损的影响因素[ 摘要] 摩擦力矩是滚动轴承质量性能的一项重要影响系数。

它能够影响轴承的振动和噪声，而且影响轴承内的温度变化。

轴承运转中温度上升过大会引起润滑油变质和轴承因过热而损坏。

摩擦力矩同时还影响着主机的功耗，同时还关系着精密机械仪表动作和信息传递的准确性，例如陀螺仪轴承摩擦力矩的大小及其平稳性是影响惯性导航漂流率的一项重要因素。

一些特殊用途的轴承对摩擦力矩的要求更高。

迄今为止，关于滚动轴承摩擦力矩的研究已经取得了不错的进展，为轴承技术的发展提供了一定的指导和促进作用。

[ 关键词] 滚动轴承摩擦力矩不确定性非线性特征、摩擦力矩（一）摩擦力矩的介绍滚动轴承摩擦力矩是指滚动摩擦、滑动摩擦和润滑剂摩擦的总和产生的阻滞轴承运转的阻力矩。

静态力矩（也称启动力矩）是指滚动轴承两套圈从静止状态到开始相对转动的瞬间所需克服的摩擦阻力矩。

动态力矩是指轴承内外套圈相对转动时所需克服的摩擦阻力矩。

在测量时一般把最大力矩、平均力矩和力矩差作为评定轴承动态摩擦性能参数。

本课题主要研究动态力矩，它测量的是滚动轴承在旋转过程中的摩擦力矩值，表现为一个时间数据序列。

轴承各组件之间相互接触和运动，故滚动轴承在旋转过程中存在着摩擦阻力。

只要有摩擦就会损失能量，并且阻碍运动。

滚动轴承的摩擦主要由滚动体与套圈滚道之间的滚动摩擦与滑动摩擦；保持架与滚动体和套圈引导面之间的滑动摩擦（无保持架时为滚动体之间的滑动摩擦）；滚子端面与套圈档边间的滑动摩擦；润滑剂的粘性阻力；密封装置的滑动摩擦等方面组成，其大小取决于轴承的类型、尺寸、负荷、转速、润滑、密封等多种因素。