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交叉滾子軸承是一種新型軸承，有其特殊結(jié)構(gòu)特點和優(yōu)勢。在軸承的設(shè)計和應(yīng)用中，軸承的承載能力和壽命問題是必須考慮的問題。

因此，研究交叉滾子軸承的機理具有十分重要的學(xué)術(shù)和實用價值。

本文以校橫向課題“非標(biāo)交叉滾子軸承的開發(fā)與研制”項目中的滾子軸承為研究對象，建立受力模型，并且以軸承疲勞壽命為目標(biāo)對軸承結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，為軸承試驗提供一定的理論指導(dǎo)。

首先，通過剛性假設(shè)和經(jīng)典Herz理論，對交叉滾子軸承的滾子與內(nèi)、外圈接觸問題進行了研究，確定了內(nèi)圈與軸，外圈與軸承座之間過盈配合對游隙的影響公式，推導(dǎo)了接觸套圈的應(yīng)力計算公式以及線接觸橢圓柱面應(yīng)力分布的一些重要公式。

其次，基于以上理論，對交叉滾柱軸承載荷分布進行了研究，建立了軸承靜態(tài)徑向載荷和偏心軸向載荷分析模型。以RB8013-A軸承為例，分析了外加徑向和軸向載荷、力矩載荷以及滾子數(shù)目對軸承載荷分布的影響規(guī)律。此外還建立了動態(tài)徑向載荷分析模型，得出了轉(zhuǎn)速、外載荷和徑向游隙變化條件下的載荷分布規(guī)律。

再次，根據(jù)滾動軸承載荷分布理論和經(jīng)典接觸理論，推導(dǎo)了交叉滾柱軸環(huán)的額定動負(fù)荷和額定靜負(fù)荷公式。依據(jù)Lundberg-palmgren疲勞壽命理論，建立了疲勞壽命計算模型，并結(jié)合工程用的交叉滾子軸承壽命計算模型，計算得出了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)和載荷參數(shù)對軸承疲勞壽命的影響規(guī)律。

從而，利用優(yōu)化設(shè)計理論，提出YRT轉(zhuǎn)臺軸承壽命優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)，并且根據(jù)理論和實際使用情況確定邊界條件，結(jié)合Matlab遺傳優(yōu)化算法工具箱編制程序，并利用Matlab中的GUI模塊編寫人機交互界面，從而使普通工程技術(shù)人員不必了解Matlab語言即可使用本文編寫的優(yōu)化程序，方便在實際設(shè)計工作時使用，得出優(yōu)化結(jié)果，提高了軸承壽命。