整體式套圈四點(diǎn)接觸球軸承幾何設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種整體式套圈四點(diǎn)接觸球軸承幾何設(shè)計(jì)方法。根據(jù)常規(guī)角接觸球軸承幾何關(guān)系與整體式套圈四點(diǎn)接觸球軸承幾何關(guān)系之間的聯(lián)系，通過對(duì)消除了軸向游隙的常規(guī)角接觸球軸承軸截面幾何圖形的對(duì)稱映射，獲得了消除了徑向游隙的整體式套圈四點(diǎn)接觸球軸承軸截面幾何圖形，并考慮滾動(dòng)軸承工作原理對(duì)間隙要求，設(shè)計(jì)整體式套圈四點(diǎn)接觸球軸承，并給出了本設(shè)計(jì)方法所應(yīng)用的有關(guān)設(shè)計(jì)公式。
【專利說明】整體式套圈四點(diǎn)接觸球軸承幾何設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于軸承【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及整體式套圈四點(diǎn)接觸球軸承幾何設(shè)計(jì)方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]目前普遍使用的標(biāo)準(zhǔn)(中國(guó)國(guó)家準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)等)中，球軸承都包括軸承內(nèi)圈、滾珠、外圈和保持架，滾珠放置在保持架中，被保持架均勻隔開，并設(shè)置在軸承內(nèi)圈和外圈之間，在軸承內(nèi)圈和外圈上均設(shè)有環(huán)形滾道，環(huán)形滾道截面輪廓為一圓弧(標(biāo)準(zhǔn)中的深溝球軸承、推力球軸承)，或?yàn)橐粓A弧和一直線(標(biāo)準(zhǔn)中的角接觸球軸承)，且環(huán)形滾道截面輪廓圓弧半徑大于滾珠半徑，受載時(shí)滾珠與內(nèi)圈和外圈分別是一點(diǎn)接觸。這些標(biāo)準(zhǔn)球軸承的不足是滾珠在接觸點(diǎn)所受的徑向載荷大。
[0003]為減小標(biāo)準(zhǔn)球軸承滾珠在接觸點(diǎn)徑向載荷大的問題，中華人民共和國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公布的發(fā)明專利《整體式套圈四點(diǎn)接觸球軸承》(專利號(hào):201310535747.2)公開了一種整體式套圈四點(diǎn)接觸球軸承，此軸承改變現(xiàn)有整體式套圈球軸承內(nèi)圈和外圈環(huán)形滾道的截面輪廓形狀，優(yōu)化滾珠與內(nèi)圈和外圈之間的受力狀態(tài)和接觸狀態(tài)，同時(shí)改善滾珠與內(nèi)圈和外圈之間的潤(rùn)滑條件，在同等規(guī)格尺寸、同等運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，使球軸承能夠承受的徑向極限載荷比現(xiàn)有球軸承的大，而且能夠大大降低軸承的最大接觸應(yīng)力，而大大提高同等規(guī)格尺寸、同等運(yùn)轉(zhuǎn)條件下球軸承的疲勞壽命。該專利技術(shù)的不足之處是沒有與之對(duì)應(yīng)的幾何設(shè)計(jì)方法，阻礙了該技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了促進(jìn)整體式套圈四點(diǎn)接觸球軸承的應(yīng)用，提供一種實(shí)際設(shè)計(jì)中可用的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)公式，從而促進(jìn)整體式套圈四點(diǎn)接觸球軸承的廣泛應(yīng)用。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是；整體式套圈四點(diǎn)接觸球軸承幾何設(shè)計(jì)方法，包括建立整體式套圈四點(diǎn)接觸球軸承幾何模型和整體式套圈四點(diǎn)接觸球軸承設(shè)計(jì)參數(shù)確定，其特征在于:所述建立整體式套圈四點(diǎn)接觸球軸承幾何模型包括以下步驟:
[0006]I)根據(jù)常規(guī)的兩點(diǎn)接觸角接觸球軸承幾何關(guān)系，在常規(guī)的兩點(diǎn)接觸角接觸球軸承軸截面幾何圖上將自由接觸角為α的角接觸球軸承的內(nèi)、外套圈相對(duì)滾珠軸向移動(dòng)，消除軸向游隙，得到軸向游隙消除后的軸截面幾何圖；
[0007]2)再將消除了軸向游隙常規(guī)的兩點(diǎn)接觸角接觸球軸承軸截面幾何圖進(jìn)行對(duì)稱映射，即將兩點(diǎn)接觸角接觸球軸承的內(nèi)、外圈相對(duì)滾珠徑向軸線CtjOCi對(duì)稱映射，得到四點(diǎn)接觸球軸承消除徑向間隙時(shí)的軸截面幾何圖；
[0008]3)根據(jù)球軸承工作時(shí)對(duì)間隙的要求，滾珠與內(nèi)、外圈之間滿足Sdj = Pdj-Yj,式中Sdj為滾珠與內(nèi)、外圈之間徑向游隙，其中j = ο或i，Sdi表示滾珠與內(nèi)圈之間徑向游隙，Sd。表示滾珠與外圈之間徑向游隙，Pdj為滾珠與內(nèi)、外圈之間的設(shè)計(jì)徑向間隙，其中j = O或i，Pdi為滾珠與內(nèi)圈徑向設(shè)計(jì)間隙，Pd。為滾珠與外圈徑向設(shè)計(jì)間隙，Y」為滾珠與內(nèi)、外圈徑向封閉間隙，其中j = O或i，Yi為滾珠與內(nèi)圈徑向封閉間隙，Y。為滾珠與外圈徑向封閉間隙，使內(nèi)、外圈滾道溝曲率中心由C^_點(diǎn)徑向移動(dòng)到Om點(diǎn)，其中j = ο或i，Oi為內(nèi)圈滾道溝曲率中心徑向移動(dòng)后的位置，O。為外圈滾道溝曲率中心徑向移動(dòng)后的位置，此為整體式套圈四點(diǎn)接觸球軸承帶徑向間隙的幾何模型；
[0009]所述整體式套圈四點(diǎn)接觸球軸承設(shè)計(jì)參數(shù)確定包括以下步驟:
[0010]4)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選定的整體式套圈四點(diǎn)接觸球軸承的徑向自由接觸角α、外圈滾道曲率半徑r。、內(nèi)圈滾道曲率半徑&、滾珠直徑D和軸承節(jié)圓直徑dm，整體式套圈四點(diǎn)接觸球軸根據(jù)以下幾何關(guān)系確定各項(xiàng)徑向設(shè)計(jì)參數(shù):
[0011]
【權(quán)利要求】
1.整體式套圈四點(diǎn)接觸球軸承幾何設(shè)計(jì)方法，包括建立整體式套圈四點(diǎn)接觸球軸承幾何模型和整體式套圈四點(diǎn)接觸球軸承設(shè)計(jì)參數(shù)確定，其特征在于:所述建立整體式套圈四點(diǎn)接觸球軸承幾何模型包括以下步驟: 1)根據(jù)常規(guī)的兩點(diǎn)接觸角接觸球軸承幾何關(guān)系，在常規(guī)的兩點(diǎn)接觸角接觸球軸承軸截面幾何圖上將自由接觸角為α的角接觸球軸承的內(nèi)、外套圈相對(duì)滾珠軸向移動(dòng)，消除軸向游隙，得到軸向游隙消除后的軸截面幾何圖； 2)再將消除了軸向游隙常規(guī)的兩點(diǎn)接觸角接觸球軸承軸截面幾何圖進(jìn)行對(duì)稱映射，即將兩點(diǎn)接觸角接觸球軸承的內(nèi)、外圈相對(duì)滾珠徑向軸線CtjOCi對(duì)稱映射，得到四點(diǎn)接觸球軸承消除徑向間隙時(shí)的軸截面幾何圖； 3)根據(jù)球軸承工作時(shí)對(duì)間隙的要求，滾珠與內(nèi)、外圈之間滿足Stu= Pdj-Yj,式中Stu為滾珠與內(nèi)、外圈之間徑向游隙，其中j = ο或i，Sdi表示滾珠與內(nèi)圈之間徑向游隙，Sd。表示滾珠與外圈之間徑向游隙，Pdj為滾珠與內(nèi)、外圈之間的設(shè)計(jì)徑向間隙，其中j = ο或i，Pdi為滾珠與內(nèi)圈徑向設(shè)計(jì)間隙，Pd。為滾珠與外圈徑向設(shè)計(jì)間隙，Y」為滾珠與內(nèi)、外圈徑向封閉間隙，其中j = ο或i，Yi為滾珠與內(nèi)圈徑向封閉間隙，Y0為滾珠與外圈徑向封閉間隙，使內(nèi)、外圈滾道溝曲率中心由點(diǎn)徑向移動(dòng)到Om點(diǎn)，其中j = ο或i，Oi為內(nèi)圈滾道溝曲率中心徑向移動(dòng)后的位置，O。為外圈滾道溝曲率中心徑向移動(dòng)后的位置，此為整體式套圈四點(diǎn)接觸球軸承帶徑向間隙的幾何模型； 所述整體式套圈四點(diǎn)接觸球軸承設(shè)計(jì)參數(shù)確定包括以下步驟: 4)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選定的整體式套圈四點(diǎn)接觸球軸承的徑向自由接觸角α、外圈滾道曲率半徑r。、內(nèi)圈滾道曲率半徑η、滾珠直徑D和軸承節(jié)圓直徑dm，整體式套圈四點(diǎn)接觸球軸根據(jù)以下幾何關(guān)系確定各項(xiàng)徑向設(shè)計(jì)參數(shù): 滾珠與外圈徑向設(shè)計(jì)間隙pd。:pd0 = (r0-D/2) (1-COS α ) (1) 滾珠與外圈徑向封閉間隙 Y。:
【文檔編號(hào)】F16C19/02GK103807287SQ201410088331
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月11日
【發(fā)明者】魏延剛, 趙靜 申請(qǐng)人:大連交通大學(xué)