Page 229 - 《振动工程学报》2025年第11期

−0.08
时间
内 外圈相对位移
滚子个数
时间
接触量下刚度变化
滚子个数
时间
接触量下滚子个数变化
刚度 −1 −1 · · 刚度 相对位移 −0.04 时间 接触量下滚子个数变化
时间
接触量下刚度变化
第 11 期 李学军，等：电动汽车驱动电机轴承碰撞动力学建模及其油膜支承力分析 2687

0.08 0.016sin(5t)
0.026sin(5t)
相对位移 / mm −0.04 0 7 6000 r/min
0.036sin(5t)
0.04
−0.08 滚子个数 3000 r/min
0 0.64 1.28 1.92 2.56 3.20 0 r/min
0
时间 / s 0 1 2 3
(a) 内/外圈相对位移 时间 / s
(a) Relative displacement of inner ring and outer ring (f) 0.036sin(5t)接触量下滚子个数变化
(f) Variation of rollers number at 0.036sin(5t)

7 3×10 5
6000 r/min
滚子个数 3000 r/min 6000 r/min

0 r/min 刚度 / (N·mm −1 ) 3000 r/min
0
0 1 2 3 0 r/min
时间 / s 0
0 1 2 3
(b) 0.016sin(5t)接触量下滚子个数变化 时间 / s
(b) Variation of rollers number at 0.016sin(5t) (g) 0.036sin(5t)接触量下刚度变化
(g) Variation of stiffness at 0.036sin(5t)

图 7 不同转速下滚子个数及刚度变化
Fig. 7 Variation of rollers number and stiffness at different
2×10 5 speeds
刚度 / (N·mm −1 ) 3000 r/min 更加复杂，高频振荡现象加剧。高速转动相较于零
6000 r/min

所示。
转速条件，动刚度均值下降幅度如表
2
0 0 r/min
0 1 2 3 表 2 不同转速下动刚度均值下降幅度
时间 / s Tab. 2 Decline rate of average dynamic stiffness at different
(c) 0.016sin(5t)接触量下刚度变化
(c) Variation of stiffness at 0.016sin(5t) speeds
内/外圈相对 转速/ 动刚度均值/ 动刚度均值
−1
−1
位移/mm (r·min ) (N·mm ) 下降幅度/%
0 1.1496×10 4
7 0.016sin(5t) 3000 8.8147×10 4 ≈23
6000 8.8096×10 4
6000 r/min
滚子个数 3000 r/min 0.026sin(5t) 3000 1.6534×10 5 5 ≈20.5
0
1.3143×10
0 r/min 6000 1.3137×10 5
0
0 1 2 3 0 2.0474×10 5
时间 / s 1.6578×10 5
(d) 0.026sin(5t)接触量下滚子个数变化 0.036sin(5t) 3000 ≈19
(d) Variation of rollers number at 0.026sin(5t) 6000 1.6577×10 5

3000 和 6000 r/min 转速下刚度均值较静止工况
下降 20% 左右，而两组转速之间相差不足千分之一，
这说明随着转速的升高，刚度先快速降低，后趋于稳
5
3×10
刚度 / (N·mm −1 ) 3000 r/min 定 [18] 。为了降低仿真计算量、提高仿真效率，将高速
6000 r/min
转速下动刚度值。
倍
状态运动学动刚度值取
0.8
0
0 0 r/min 由于 3000~6000 r/min 转速刚度下降幅度极小，因此
设置静止与高转速两组工况进行仿真计算。由于动
0 1 2 3
时间 / s 力学方程中具有非线性项导致无解析解，因此采用
(e) 0.026sin(5t)接触量下刚度变化 阶 Runge-Kutta 法对其进行数值求解。给外圈施加
(e) Variation of stiffness at 0.026sin(5t) 4
一个 sint 的外部激励，得静止状态下的内/外圈位移

滚子个数

时间
接触量下滚子个数变化

−1
·

刚度

时间
接触量下刚度变化