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目录 1

第一章 滚动轴承发展史 1

1.1 原始社会的滚子和车轮 2

1.1.1 滚子 3

1.1.2 车轮 3

1.2 古代社会（大约公元前900年～公元400年）对早期型式的滚动轴承的研制 5

1.2.1 希腊人 5

1.2.2 罗马人 5

1.2.3 塞尔特人 9

1.2.4 中国人 9

1.4 文艺复兴时期（大约公元1450～1600年） 10

1.3 中世纪（大约公元400～1450年） 10

1.5 17世纪和18世纪前期（公元1600～1750年）轴承的发展与滚动摩擦的早期概念 16

1.5.1 滚子轴承的应用 16

1.5.2 滚动摩擦的早期概念 20

1.6 工业革命（大约公元1750～1850年） 23

1.6.1 车辆轴承 23

1.6.2 风向标和起重机 25

1.6.3 彼得大帝塑像——圣彼得堡（大约公元1769年） 27

1.6.4 斯普罗斯顿风车（大约公元1780年） 29

1.6.5 库伦、莫林和杜普伊的滚动摩擦研究 30

1.7 精密球轴承的出现（大约公元850～1925年） 31

1.7.1 自行车轴承 31

1.7.2 钢球的材料和制造 32

1.7.3 精密球轴承公司的诞生 33

1.8 接触力学、球轴承和滚动摩擦的科学研究（大约公元1870～1925年） 36

1.8.1 接触力学 36

1.8.2 球轴承的研究 36

1.8.3 滚动摩擦 38

1.9 过去的50年 38

1.10 小结 40

第二章 球轴承概述 42

2.1 球轴承的型式 46

2.1.1 向心轴承 47

2.1.2 向心推力轴承 49

2.1.3 推力轴承 52

2.2 球轴承的几何学 53

2.2.1 吻合表面和不吻合表面 53

2.2.2 节径、间隙和滚道吻合度 54

2.2.3 接触角、端隙和肩高 56

2.2.4 曲率和与曲率差 60

2.2.5 两个椭球体的几何间距 63

2.3 运动学 64

2.4 材料和制造工艺 68

2.4.1 熔炼技术 70

2.4.2 材料的硬度 72

2.4.3 纤维的位向 72

2.4.4 粉末冶金 73

2.4.5 形变热处理 75

2.5 隔离罩 75

2.6 小结 77

第三章 球轴承力学 78

3.1 椭圆接触变形 79

3.1.1 表面应力和变形 80

3.1.2 次表面应力 84

3.2 椭圆接触变形的简化解 86

3.3 静载荷分布 90

3.3.1 径向载荷 91

3.3.2 轴向载荷 95

3.3.3 联合载荷 97

3.4 高速轴承上的载荷 102

3.5 疲劳寿命 111

3.5.1 载荷因数 111

3.5.2 润滑因数 118

3.5.3 材料因数 119

3.5.4 制造因数 120

3.6 轴承的润滑 121

3.6.1 润滑剂 122

3.6.2 润滑系统 125

3.7 小结 127

第四章 润滑基础知识 129

4.1 表面形貌 130

4.2 润滑状态 134

4.2.1 流体动力润滑或流体膜润滑 135

4.2.2 弹性流体动力润滑 135

4.2.3 边界润滑 136

4.2.4 混合润滑 136

4.2.5 各种状态之间的转化 136

4.3 弹性流体动力润滑简史 138

4.3.1 50年代前——马丁到格鲁宾 138

4.3.2 50年代——布洛克到道森和希金森 139

4.3.3 60年代——克鲁克到阿查德和考金 141

4.3.4 70年代——郑绪云到哈姆罗克和道森 144

4.4 小结 148

第五章 基本润滑方程 150

5.1 纳维亚－斯托克斯方程 151

5.1.1 表面力 151

5.1.2 体积力 153

5.1.3 惯性力 153

5.1.4 平衡 154

5.2 连续性方程 158

5.3 雷诺方程 159

5.3.1 根据纳维亚－斯托克斯方程和连续性方程推导雷诺方程 159

5.3.2 根据粘滞流动定律和质量守恒原理直接推导雷诺方程 164

5.3.3 标准简化形式 166

5.4 粘度 168

5.4.1 压力对粘度的影响 170

5.4.2 压力和温度对粘度的影响 171

5.5 密度 172

5.6 能量方程 173

5.7 弹性方程 175

5.8 小结 184

第六章 刚性椭球体的润滑 185

6.1 压力分布方程 186

6.2 边界条件 188

6.3 承载能力 189

6.4 膜厚公式 190

6.5 各种刚性椭球体润滑理论的比较 191

6.6 两个椭球体之间的压力分布 194

6.7 小结 196

第七章 弹性流体动力润滑理论 198

7.1 雷诺方程 198

7.2 润滑膜形状 200

7.3 φ*解 202

7.4 边界条件和初始条件 205

7.5 松弛法 206

7.6 法向作用载荷和流率 207

7.7 框图 209

7.8 小结 210

第八章 溢油流体动力润滑椭圆接触区的理论结果 212

8.1 无量纲参数群 213

8.2 椭圆率参数的影响 215

8.3 速度的影响 222

8.4 载荷的影响 228

8.5 材料性能的影响 233

8.6 最小膜厚公式 235

8.7 线接触情况下的弹性流体动力润滑最小膜厚公式在椭圆接触情况下的应用 236

8.7.1 为使矩形接触区所产生的最大压力与椭圆接触区所产生的最大压力相同而需要确定其有效长度 237

8.7.2 为使矩形接触区所产生的平均接触压力与椭圆接触区所产生的平均接触压力相同而需要确定其有效长度 238

8.8 中央膜厚公式 240

8.9 球轴承中球－滚道接触区的弹性流体动力润滑 240

8.1 0小结 247

第九章 缺油椭圆接触区的理论结果 249

9.1 溢油－缺油边界 250

9.2 缺油弹性流体动力润滑椭圆连接点的膜厚方程 253

9.3 计算结果的等值线图 256

9.4 入口边界条件 267

9.5 小结 269

第十章 实验研究 270

10.1 测试设备 270

10.1.1 圆盘试验机 271

10.1.2 四球试验机 272

10.1.3 双球试验机 273

10.1.4 交叉圆柱试验机 274

10.1.5 交叉轴滚动圆盘试验机 275

10.2 膜厚的测量 276

10.2.1 电测技术 276

10.2.2 X射线技术 278

10.2.3 光测技术 280

10.2.4 机械测量技术 283

10.3 理论膜厚与实验膜厚的比较 284

10.4 压力测量 296

10.5 温度测量 300

10.6 牵引力测量 307

10.7 小结 314

第十一章 低弹性模量材料的椭圆接触区的弹性流体动力学 316

11.1 理论公式 317

11.2 最小膜厚和中央膜厚公式 319

11.3 各个研究人员研究结果的比较 321

11.4 结果的等值线图 324

11.5 缺油的影响 331

11.6 小结 339

第十二章 各种流体膜润滑状态下的膜厚 341

12.1 无量纲参数群 342

12.2 等粘性－刚性状态 344

12.3 压粘性－刚性状态 344

12.4 等粘性－弹性状态 345

12.5 压粘性－弹性状态 346

12.6 绘制不同润滑状态布局图的顺序 347

12.7 等值线图 349

12.8 小结 352

第十三章 应用实例 354

13.1 钢球与钢质平面、凹面和凸面的接触和润滑 355

13.1.1 直径10mm的钢球与半无限钢块平面之间的干接触 356

13.1.2 直径10mm的钢球与半无限钢块上半径10mm的凹槽之间的干接触 357

13.1.3 直径10mm的钢球与半径10mm的钢圆柱之间的干接触 359

13.1.4 直径10mm的钢球在半无限钢块平面上滚动时的润滑 360

13.1.5 直径10mm的钢球在半无限钢块上半径10mm的凹槽内滚动时的润滑 364

13.1.6 直径10mm的钢球在半径10mm的钢圆柱上滚动时的润滑 367

13.2.1 圆柱滚子轴承问题 369

13.2 滚动轴承 369

13.1.7 小结 369

13.2.2 向心球轴承问题 374

13.3 传动装置 384

13.3.1 渐开线齿轮传动 385

13.3.2 无级变速器 388

13.4 在潮湿或油污钢轨上滚动的机车车轮 390

13.4.1 车轮和钢轨之间的赫兹接触区 395

13.4.2 车轮和钢轨之间的最小膜厚 402

13.5 滑膜关节的润滑 405

13.6 小结 408

计量单位对照表 410

参考文献 411