在工业装备中,轴承作为传动和受载系统的支撑部件,常常不仅要承受径向载荷,而且要承受较大的轴向载荷,角接触球轴承就是能够同时承受径向和轴向载荷的一种重要滚动轴承。角接触球轴承因其高幽值(内经与转速的乘积)、高承载能力和高精度,被广泛应用于工业燃机和精密机床等工业装备,工作环境对轴承的运转精度和可靠性要求很高,通常需要校核装配后轴承在多工况作用下的力学响应并评估其运行状况。本文采用有限元软件ABAQUS,对某燃机主轴承建立精确分析模型,计算了装配应力、温度载荷和高转速对轴承径向游隙的影响,并将这些影响考虑到后续高转速和高轴向外载的分析中,通过顺序耦合和子模型法,较真实和准确地求解了复杂工况下轴承系统的力学响应。基于子模型法,验证得静摩擦对轴承滚道接触面的表层应力影响不大,而滑动摩擦会使表层最大切应力增大并向表面移动,用静载求解的表层最大切应力深度来确定淬火硬化层厚度偏于保守。在不考虑离心力对滚珠的影响时,建立轴对称模型,求解装配应力-温度-离心力对轴承径向游隙的影响。计算结果表明,温度载荷和装配应力对轴承径向游隙的影响很大,其中滚珠的受热膨胀占游隙改变量的50%以上,离心力对轴和轴承内圈的作用、滚珠与滚道的接触变形对轴承径向游隙的改变量影响很小。建立三维模型,考虑各载荷对径向游隙的改变量,求解高转速运转下,轴向外载对轴承结构的影响。求解结果表明,当轴向载荷大于某一值时,轴承内滚道接触位置的应力将高于外滚道,使轴承内圈成为轴承失效破坏的薄弱环节。滚珠对轴承内圈的附加轴向位移,可通过相对较低的轴向预载进行很好的约束。适当的轴向预载,可以降低变转速过程中轴承对传动系统轴向位移的影响,并提高轴承抵抗轴向冲击载荷的能力。增大轴向预载可以改善滚珠的接触状况,降低滚珠在内滚道接触位置的旋滚比,但随着轴向载荷的增大,摩擦功率单调递增,通过增大轴向预载来降低滚珠自旋摩擦功率的方案并不可行,降低摩擦系数和减小接触压强均能有效降低轴承的自旋摩擦功率。