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在高速机床中，角接触球轴承扮演着关键的角色，但在实际工程中，我们常常面临着轴承套圈的弹性变形引发的问题，这会改变轴承系统内部的载荷分布，从而降低了机床的动态性能。同时，保持架作为轴承系统的一部分，其运动也会显著影响球轴承的动态行为。
因此，为了深入了解这一问题，我们着手建立了一个非线性动力学模型，考虑了弹性套圈和保持架涡动的影响，以研究轴承各部件的动态行为。首先，我们建立了包含弹性套圈和保持架涡动的轴承动力学模型，通过实验验证了该模型的有效性，随后，我们重点研究了轴承套圈壁厚对球轴承动态行为的影响。
在轴承设计中，精确模拟轴承的动态行为至关重要，因此，我们将球的动力学模型、保持架的动力学模型、轴承套圈的动力学模型以及弹性流体力学润滑模型整合到了轴承的非线性动力学模型中。这一模型充分考虑了各个轴承部件之间的相互作用，特别是弹性套圈的影响。
在实验中，我们以弹性套圈取代了刚性套圈，这使得内环在高速旋转时会受到离心力的作用而发生膨胀。同时，外环与轴承座之间存在间隙，这导致了非均匀的变形分布。这些变形会影响轴承的动态行为，并且我们发现，轴承外圈和轴承座孔的形状连续，变形也是连续分布的，这在轴承接触区域内会产生一些特殊的现象。
为了更好地研究这些现象，我们建立了不同坐标系，其中一个是固定在轴承中心的全局坐标系，另一个位于刚球中心，还有一个位于保持架中心，最后一个坐标系则主要用于描述外环和轴承座之间的相互作用。这些坐标系的使用有助于我们更好地理解轴承各部件之间的动态关系。
保持架在轴承稳定旋转时与引导面的相互作用近似于流体力学压力，而在不稳定旋转时，我们采用了赫兹线接触理论来评估保持架与引导环之间的冲击力。这些力的计算有助于我们理解轴承在不同工况下的动态行为。
另外，我们还考虑了弹性套圈对球的平衡位置的影响，因为弹性套圈的弹性变形会改变球、保持架和轴承套圈之间的相互作用。这方面的分析使我们更好地理解了轴承内各个部件之间的关系，并且我们将这些影响整合到了动力学模型中。
通过对模型进行求解和验证，我们发现了一些有趣的现象。当外圈的壁厚减小时，轴承的动态稳定性会降低，而高频振动会增加，而低频振动则减小。这表明弹性外圈对轴承的动态性能产生了显著的影响。
最后，我们总结了研究结果，强调了保持架、球和引导环之间的相互作用对轴承动态性能的重要性。这些研究结果对于改进轴承设计和优化机床性能具有一定的指导意义，有助于提高高速机床的工作效率和精度。这也再次强调了在机械系统设计中细节的重要性，特别是在高速旋转的轴承系统中。
综上所述，我们的研究不仅深入探讨了球轴承的动态行为，还为轴承设计和机床性能优化提供了有益的参考和指导。我们相信这些发现将在未来的工程应用中发挥重要作用，并有助于提高高速机床的性能和可靠性。
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