圆锥滚子轴承内圈小挡边直径计算式中Xθ的分析计算.pdf

兰 Z C N 4 1 1 14 8 T H 轴 承2012年 l 0期 B eari ng 20 12 N o 10 16 一l 8 圆锥滚子轴承内圈小挡边直径计算式中 的分析计算 蔡秉华 福建省永安轴承有限责任 公司 福建永安366000 J 径 d3计 算 公 式 中 Xo的 近 似 计 算 式 和 精 确 计 算 式 进 行 J 7J 推 导 并 对 这 两 个 结 果虽 与精 确 计算 式的 计 算结 果 相差 甚 但近 杂 因此 在设计计算中应采用 的精确计算式 关键词 圆锥滚子轴承 内圈小挡边直径 计算 中图分类号 TH 133 33 2 文献标志码 B 文章编号 1000 3762 20I2 l 0 一O016 03 符号说 明 也 内圈小挡边直径 II1m 收稿 日期 2012 04 16 修回 15t期 2012 06 04 i 弧形大挡边内圈滚道最大直径 m m D 圆锥滚子大头直径 m m 圆锥滚 子素 线在 其 轴线 上 的投 影 长 度 m m 3 3 r l 稼 3 2 L 群 I 舞 f 一 一 鲻3 1 一一 斗 l I 3 O L J L L L J 0 60 120 180 240 列车速度 h a 滚子最大接触载荷随列车运行速度的变化 滚子方位角 o b 不同运行速度下滚子与外圈接触载荷 图 8 列车运行速度影响载荷 图 4 结束语 建立 了双列 圆锥滚子轴承的拟动力学分析模 型 求解 了稳态下轴承的载荷分布 分析了外部载 荷和列车运行速度对载荷分布的影响 当轴承承 受混合载荷时 受压列的滚子承受绝大部分载荷 第 2 列承受小部分载荷 滚子方位角越大所受接 触载荷越小 各滚子在旋转过程中承受交变应力 这对于研究其疲劳特性 和寿命有很大帮助 最大 接触载荷随径向力 和轴 向力线性增大 所有 滚子 的接触载荷 与轴 向力基本呈线性关 系 受载 区域 随轴向力的增大而增大 随径 向力的增大而减小 轴承在承受较大载荷 时 列车运行速度对 滚子接 触载荷 的大小和分布影响不大 对 于此类高速铁 路轴承采用静力学分析 即可 参考文献 1 王凤才 王路顺 高速铁路轴承重大产品工程 R 20 11 2 3 4 5 中国机械工程学会 中国机械工程技术路线图fM 北京 中国科学技术出版社 20 1 1 20 9 2 19 K otzal as M N H a rris T A Fati gu e F ai l u re and B al l Beari ng Fri c ti on f J Tri bol ogy Transac ti 0ns 200 0 43 1 137 143 罗继伟 滚动轴承分析计算与应用 M 北京 机械 工业 出版社 2009 67 78 吴 飞科 圆锥滚子轴承接触应力分析与凸度设计 D 洛阳 河南科技大学 200 7 20 26 f编辑 温朝杰 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 蔡秉华 圆锥滚子轴承内圈小挡边直径计算式 中 的分析计算 r 圆锥滚子小头轴向倒角尺寸 m m s 保持架板厚 m m p 内圈弧形大挡边 曲率半径 m m 内 圈滚道 素线 与其 轴线 之 问的夹 角 外圈滚道 素线 与其 轴 线之 间 的夹 角 圆锥滚子 素线 与其 轴线 之 间 的夹 角 卜保持架内角 保持架梁的压坡角 圆锥滚子在保持架窗孔 中的轴 向间 隙 m m 圆锥 滚 子在 保持 架 窗孔 中的径 向 间 隙 m m 1 的 定 义 圆锥滚子轴承设计 中 内圈小挡边直径 d 是 一 个重要尺寸 d 过小会造成 内组件掉套 d 过大 会导致装配困难 现行圆锥滚子轴承 内圈小挡边 直径 d 的计算公式为 1 d3 di 一 2 一 r1 si n 0 c os 2 6 9 2 2tan Js 实践证 明 由此计算公式计 算得到 的内圈小挡边 直径 d 既可保证 内组件不掉套 又能避免装配困 难 原因在于 d 计算公式 中加上 了保证不掉套 的适当富余量 并且装配所用的保持架均经过扩 张工序 靠近小端部位的梁已经适当向外扩大 参数 是在推导d 计算式过程中设定的 其 含义为保持架 内角 0 圆锥 滚子轴承设计 中 将保 持架压坡面中线与轴承轴线之间的夹角确定为保 持架 的 内角 的正 弦 从 d 的计算式 可 以看 出 有了 可使 d 值增大 增大量为 保持 架内角 0 一般在 9 40 26 30 内 故 值一般在 0 167 9 0 446 2 内 值 是根据滚子大头直径 D 的不 同尺 寸 段取 值 的 D 80 m m 时 占 0 3 0 7 m m 从 和 的取值可知 占 大 体可使 d 增大 0 05 0 31 m m d 的取值精度 为 0 1 m m 1 J 实例计算 表明 各 系列 圆锥 滚子轴 承中大多数型号 有的系列是全部型号 的 d 值 受 占 X o 值的影响 因此 参数 在 d 计算公式 中的作用不 可忽视 文中首先对 的近似计算 式进行推导 然后推导 的精确计算 式 最后对 两式进行对 比分析 2 的近似计算式 图 1 为大挡边为弧形 的圆锥滚子轴承内组件 的位置关系图 滚子球基面的曲率半径等 于弧形 大挡边的曲率半径 P 滚子球基面与圆锥面的交 线为一圆 圆的直径 即滚子大头直径 D N N 剖 面重合于该 圆所在的平面 图 2 为图 1 所示的内 组件的 一 剖面图 图中 0 0 分别为滚子轴 线和轴承轴线与 一 剖面的交点 A 点位于保持 架压坡面中线上 曰点位于滚子 D 圆周上 图 1 圆锥 滚 于 轴 承 内组 4q 位 置 关 系 图 由图 2 可知 AD 尝 1 D 等 sin 设 A 点到轴承轴线的空间距离为 h 则有 hA v A D 2 02D c os 一 3 将 1 2 式代人 3 式并化简 得 h D c 0s 0 d D D si n 01 COS Ot一 1 4 图 2 N N 剖 面图 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 18 轴承 2012 No 10 因为 值 很小 值根 据 D 的不 同尺寸段 取 一 值 D 80 mm 时 在0 18 0 50 m m 内 A A0 P 点到保持架压坡面中线与轴承轴线交点的距离近 将 14 式代人 15 式 得 似等于P 所以 A 点到轴承轴线 的空间距离 h 与X 1 n z 0 P的比值 近似等于保持架 内角 的正弦 于是 n p 0 有 si n 01COS 一 寺 D 8 8 z t al l D 6 式即为 的精确计算式 1 4 对比分析 I J V 由图 1 可知 P 6 2 p si n q 0 将 6 式代入 5 式即为 X 的近似计算式 D w D w ea c s 01 t d D w D s si n 01 COS O 一 寺 7 3 的精确计算式 由图 2 可知 B C O w c 0s l 8 d 0 2C E O 2 0 1E C 0 1 譬 s in 9 设 B 点到轴承轴线的空间距离为 h 则有 hB c 0 2Coos OL一 10 将 8 9 式代人 10 式 得 c os Oi di O w 1 i n 0 c os 一 11 由图 1 可 知 d 2p si n a 一 2 12 D 2p si nq 13 将 12 一 13 式代入 11 式 得 n p si n c s 1 曼 s1 n 0 c os 一 14 因为经过 B 点的滚子素线平 行于保持 架压 坡 面中线 B 点 到轴 承 轴 线 上 O 点 滚 子 锥顶 点 的距 离等 于 P 所 以 B 点 到 轴 承轴 线 的空 问距离 h 与 P 的 比值 即为保持架 内角 0 的正 弦 于 是 有 15 16 1 以 31300 系列圆锥滚子轴承中的 31305 31315 为例 将有关参数代人 7 式和 16 式计算 所得结果见表 1 从表 1 可以看出 的近似 值与精确值相差甚微 表 1 X 的计算值 2 将 7 式与 16 式对照可知 7 式 中含 有d D 0 等参数 其中 要根据D 的不同尺寸段 通过查表 才能得到 比较 复杂 计 算 比较麻烦 16 式 中只有 0 3 个 参数 计 算 比较简便 5 结 束语 7 式仅是个 近似计算式 而且 比较复杂 其 计算的 与