一种椭圆滚道球轴承长短半轴结构参数的设计方法及装置制造方法及图纸
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种椭圆滚道球轴承长短半轴结构参数的设计方法及装置，属于转盘轴承设计
技术介绍
转盘轴承作为工程机械和建筑机械的重要基础元件，是既需要作相对回转运动且又同时需要承受轴向力、径向力和倾覆力矩的两个机械部件之间所必需的重要传力元件。转盘轴承按其结构型式可分为：单排球式、三排柱式、交叉滚柱式、双排八点接触球式、球柱联合式等。其中球式转盘轴承市场占用比例最大，达到90％以上，被广泛应用于主机系统等领域。随着各类主机系统紧凑化发展，对球式转盘轴承径向安装空间和承载能力的要求越来越高，为了提高转盘轴承的承载能力，适应市场需求，对球式转盘轴承提出一种新型滚道结构，将传统桃形滚道截面型式改为椭圆形滚道(如图1-a和图1-b所示)，其余参数与桃形滚道转盘轴承相同。研究表明，将桃形滚道改成椭圆形，其滚道形状精度更易控制，且由于椭圆滚道是变曲率滚道，在接触角变化时，接触点的滚道曲率亦发生改变，故其能够改善钢球和滚道的接触应力状态，从而提高轴承的寿命和
【技术保护点】
一种椭圆滚道球轴承长短半轴结构参数的设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)将轴承工作极限负载作为平衡方程外部负载，由内圈的力学非线性平衡方程得到轴承内圈径向位移量δr、轴向位移量δa和转角位移量θ；2)根据得到的轴承内圈径向位移量δr、轴向位移量δa和转角位移量θ计算各个接触位置处法向接触载荷，以确定最大受载滚动体接触载荷Qmax和轴承所承受的最大接触应力σmax；3)判断最大接触应力σmax是否达到轴承的极限承载应力，当最大接触应力σmax达到轴承的极限承载应力时，依据此最大接触应力σmax为指标绘制轴承静承载曲线，由轴承极限负载参数确定圆半径系数t、设计接触角α...
【技术特征摘要】
1.一种椭圆滚道球轴承长短半轴结构参数的设计方法，其特征在于，该方
法包括以下步骤：
1)将轴承工作极限负载作为平衡方程外部负载，由内圈的力学非线性平衡
方程得到轴承内圈径向位移量δr、轴向位移量δa和转角位移量θ；
2)根据得到的轴承内圈径向位移量δr、轴向位移量δa和转角位移量θ计算各
个接触位置处法向接触载荷，以确定最大受载滚动体接触载荷Qmax和轴承所承受
的最大接触应力σmax；
3)判断最大接触应力σmax是否达到轴承的极限承载应力，当最大接触应力σmax达到轴承的极限承载应力时，依据此最大接触应力σmax为指标绘制轴承静承载曲
线，由轴承极限负载参数确定圆半径系数t、设计接触角α；
4)根据得到的设计接触角α、圆半径系数t和钢球半径计算椭圆长半轴和短半
轴。
2.根据权利要求1所述的椭圆滚道球轴承长短半轴结构参数的设计方法，其
特征在于，所述圆半径系数t、设计接触角α的确定过程如下：
A.以最大接触应力σmax为指标绘制不同设计接触角下的静承载曲线，找到横
坐标为轴承轴向极限负载值，纵坐标为轴承倾覆力矩极限值的点P，选择距离点P
最近的外侧曲线对应的设计接触角作为设计值α；
B.绘制设计值为α的接触角下对应不同圆半径系数值下的静承载曲线，找到
横坐标为轴承轴向极限负载值，纵坐标为轴承倾覆力矩极限值的点，选择距离该
点最近的外侧曲线对应的半径系数作为设计值t。
3.根据权利要求1所述的椭圆滚道球轴承长短半轴结构参数的设计方法，其
特征在于，所述步骤1)中所采用的内圈的力学非线性平衡方程：
其中Fr为内圈受到外部径向载荷，Fa为轴向载荷，M为倾覆力矩，为位置角，
dm为轴承节圆半径，和为钢球位置角处的2个接触对形成的接触角；为在位置角接触对一处钢球对内圈椭圆滚道的接触载荷，为在位置角接触
对二处钢球对内圈椭圆滚道的接触载荷。
4.根据权利要求1所述的椭圆滚道球轴承长短半轴结构参数的设计方法，其
特征在于，最大接触应力σmax的计算公式为：
σ max = 1 πn a n b [ 3 2 ( Σ ρ η ) 2 Q m a x ] 1 / 3 ]]>其中σmax为轴承最大接触应力；na、nb为与接触点主曲率差函数F(ρ)有关的
系数，∑ρ为接触点主曲率和，η为两物体的综合弹性常数。
5.根据权利要求2所述的椭圆滚道球轴承长短半轴结构参数的设计方法，其
特征在于，当步骤A中所确定的点P落到接触角α取值范围之外时，需重新设计参
数；当步骤B中所确定的点P落到圆半径系数t取值范围之外时，也需重新设计参数；
圆半径系...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛荣军，李文洒，徐金超，张建虎，邓四二，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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