非对称双排四点接触球轴承非对称角的设置方法以及装置制造方法及图纸

非对称双排四点接触球轴承非对称角的设置方法以及装置，步骤一、设置非对称双排四点接触球轴承的4个初始接触角，步骤二、由静力学平衡方程得到轴承内圈径向位移量δr、轴向位移量δa、以及转角位移量θ，步骤三、得到最大受载滚动体负载值

Asymmetric double four point contact ball bearing asymmetric angle setting method and device

The setting method of non symmetric double row four point contact ball bearing non symmetric angle and initial contact device, 4 steps one, set the asymmetric double row four point contact ball bearing angle, step two, static equilibrium equations obtained by bearing inner ring radial displacement axial displacement of the delta delta R, a, and the displacement angle theta, step three, get the maximum load of rolling load value

【技术实现步骤摘要】
非对称双排四点接触球轴承非对称角的设置方法以及装置
本专利技术涉及非对称双排四点接触球转盘轴承，具体说的是非对称双排四点接触球转盘轴承非对称接触角的设置方法以及设置装置。
技术介绍
变桨轴承是风力发电机中重要的支撑部件之一，一般安装在40～60米的空中，工作环境恶劣，受力情况复杂，不易安装更换。四点接触球转盘轴承具有结构紧凑、引导旋转灵活、安装简便和容易维护等特点，所以变桨轴承一般采用此类转盘轴承。四点接触转盘轴承初始接触角结构关系设置会直接影响轴承的载荷分布、刚度、承载能力和寿命等性能。转盘轴承在空间尺寸限制情况下，要求其具有更高的承载能力和刚性。目前，四点接触转盘轴承接触角普遍采用对称结构，两个接触对初始接触角都为45°，非对称接触角转盘轴承在相同的尺寸下有更高的承载能力和刚性，因此开展非对称接触角设计分析对于认识其对轴承承载性能的影响，并通过优化选择满足轴承性能提升要求具有重要理论研究意义和工程应用价值。目前单排对称四点接触球轴承和双排对称四点接触球研究比较多，而关于四点非对称接触球轴承的研究比较少，特别是本文开展研究的非对称双排四点接触球轴承还没有相关文献发表，关于非对称接触角的选取也没有相关的研究。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种非对称双排四点接触球轴承非对称角的设置方法以及装置，解决对非对称接触角的选取问题。为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：非对称双排四点接触球轴承非对称角的设置方法，该方法包括以下步骤：步骤一、设置非对称双排四点接触球轴承的4个初始接触角，α01为第一排第一个接触对的初始接触角，α02为第一排第二个接触对的初始接触角，α03为第二排第三个接触对的初始接触角，α04为第二排第四个接触对的初始接触角，其中，α01+α02＝90°，α03+α04＝90°，α01≠α02，α03≠α04；步骤二、将轴承轴向载荷、径向载荷、倾覆力矩作为静力学平衡方程的外部负载，由静力学平衡方程得到轴承内圈径向位移量δr、轴向位移量δa、以及转角位移量θ；步骤三、根据轴承内圈径向位移量δr、轴向位移量δa、以及转角位移量θ、以及初始接触对在任意位置角处的法向接触载荷得到最大受载滚动体负载值Qmax以及轴承所承受的最大接触应力σmax；步骤四、对轴向载荷Fa和倾覆力矩M连续取值，将轴向载荷Fa作为横坐标，倾覆力矩M作为竖坐标，判断轴承所承受的最大接触应力σmax是否达到轴承的许用应力[σmax]，当轴承所承受的最大接触应力σmax达到轴承的许用应力[σmax]时，记录此时的Fa和M，得到点(Fa，M)，连接此判断过程中所有记录的点(Fa，M)，得到轴承的静承载能力曲线；步骤五、将各种工况外部力与原点连接成线，各线均与轴承的静承载能力曲线没有交点时，该没有交点的静承载能力曲线对应的初始接触角即为非对称双排四点接触球轴承的最佳非对称角。本专利技术步骤一所述的第一排第一个接触对的初始接触角α01，取α01＝α03。本专利技术所述的步骤二中所采用的静力学平衡方程为：其中，Fa为轴承受到的外部轴向载荷，Fr为轴承受到的外部径向载荷，M为轴承受到的外部倾覆力矩，为位置角，dm为轴承节圆直径，dc为双排钢球中心距，为第一排第一个接触对在位置角处的法向接触载荷，为第一排第二个接触对在位置角处的法向接触载荷，为第二排第三个接触对在位置角处的法向接触载荷，为第二排第四个接触对在位置角处的法向接触载荷，为第一排第一个接触对α01在受到负载后在位置角处变化后的接触角，为第一排第二个接触对α02在受到负载后在位置角处变化后的接触角，为第二排第三个接触对α03在受到负载后在位置角处变化后的接触角，为第二排第四个接触对α04在受到负载后在位置角处变化后的接触角。本专利技术所述步骤五中的各种工况包括包括一般工况P1(Fa，M)，极限转矩工况P2(Fa1,Mmax)，Mmax为极限倾覆力矩，极限轴向力工况P3(Famax,M1)，Famax为极限轴向力。本专利技术所述的最大接触应力计算公式为：式中，Σρ表示钢球与滚道接触点的主曲率和函数；na、nb为与接触点主曲率差函数有关的系数；E′为两个弹性接触体的综合弹性常数；Qmax为钢球与内外滚道间的最大法向载荷。本专利技术所述的轴承的许用应力[σmax]的计算公式为[σmax]＝σcr/(fs)(1/3))，其中，σcr为轴承点接触极限应力，fs为轴承安全的系数。非对称双排四点接触球轴承非对称角的设置装置，包括初始接触角设置模块、位移计算模块、最大接触应力计算模块、静承载能力曲线绘制模块以及对比判断模块；所述的初始接触角设置模块用于设置非对称双排四点接触球轴承的4个初始接触角，α01为第一排第一个接触对的初始接触角，α02为第一排第二个接触对的初始接触角，α03为第二排第三个接触对的初始接触角，α04为第二排第四个接触对的初始接触角，其中，α01+α02＝90°，α03+α04＝90°，α01≠α02，α03≠α04；所述的位移计算模块将将轴承轴向载荷、径向载荷、倾覆力矩作为静力学平衡方程的外部负载，由静力学平衡方程得到轴承内圈径向位移量δr、轴向位移量δa、以及转角位移量θ；所述的最大接触应力计算模块用于根据轴承内圈径向位移量δr、轴向位移量δa、以及转角位移量θ、以及初始接触对在任意位置角处的法向接触载荷得到最大受载滚动体负载值Qmax以及轴承所承受的最大接触应力σmax；所述的静承载能力曲线绘制模块用于对轴向载荷Fa和倾覆力矩M连续取值，将轴向载荷Fa作为横坐标，倾覆力矩M作为竖坐标，判断轴承所承受的最大接触应力σmax是否达到轴承的许用应力[σmax]，当轴承所承受的最大接触应力σmax达到轴承的许用应力[σmax]时，记录此时的Fa和M，得到点(Fa，M)，连接此判断过程中所有记录的点(Fa，M)，得到轴承的静承载能力曲线；所述的对比判断模块用于将各种工况与原点连接成线，各线均与轴承的静承载能力曲线没有交点时，该没有交点的静承载能力曲线对应的初始接触角即为非对称双排四点接触球轴承非对称角。本专利技术所述的第一排第一个接触对的初始接触角α01，取α01＝α03。本专利技术所述的静力学平衡方程为：其中，Fa为轴承受到的外部轴向载荷，Fr为轴承受到的外部径向载荷，M为轴承受到的外部倾覆力矩，为位置角，dm为轴承节圆直径，dc为双排钢球中心距，为第一排第一个接触对在位置角处的法向接触载荷，为第一排第二个接触对在位置角处的法向接触载荷，为第二排第三个接触对在位置角处的法向接触载荷，为第二排第四个接触对在位置角处的法向接触载荷，为第一排第一个接触对α01在受到负载后在位置角处变化后的接触角，为第一排第二个接触对α02在受到负载后在位置角处变化后的接触角，为第二排第三个接触对α03在受到负载后在位置角处变化后的接触角，为第二排第四个接触对α04在受到负载后在位置角处变化后的接触角。本专利技术所述的各种工况包括一般工况P1(Fa，M)，极限转矩工况P2(Fa1,Mmax)，Mmax为极限倾覆力矩，极限轴向力工况P3(Famax,M1)，Famax为极限轴向力。本专利技术的有益效果是：本文首先基于Hertz接触理论和滚动轴承设计方法建立非对称双排四点接触球轴承的精确数学模型，并采用数值方法对力学平衡方程本文档来自技高网...

【技术保护点】
非对称双排四点接触球轴承非对称角的设置方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一、设置非对称双排四点接触球轴承的4个初始非对称接触角，α

【技术特征摘要】
1.非对称双排四点接触球轴承非对称角的设置方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一、设置非对称双排四点接触球轴承的4个初始非对称接触角，α01为第一排第一个接触对的初始接触角，α02为第一排第二个接触对的初始接触角，α03为第二排第三个接触对的初始接触角，α04为第二排第四个接触对的初始接触角，其中，α01+α02＝90°，α03+α04＝90°，α01≠α02，α03≠α04；步骤二、将轴承轴向载荷、径向载荷、倾覆力矩作为静力学平衡方程的外部负载，由静力学平衡方程得到轴承内圈径向位移量δr、轴向位移量δa、以及转角位移量θ；步骤三、根据轴承内圈径向位移量δr、轴向位移量δa、以及转角位移量θ、以及初始接触对在任意位置角处的法向接触载荷得到最大受载滚动体负载值Qmax以及轴承所承受的最大接触应力σmax；步骤四、对轴向载荷Fa和倾覆力矩M连续取值，将轴向载荷Fa作为横坐标，倾覆力矩M作为竖坐标，判断轴承所承受的最大接触应力σmax是否达到轴承的许用应力[σmax]，当轴承所承受的最大接触应力σmax达到轴承的许用应力[σmax]时，记录此时的Fa和M，得到点(Fa，M)，连接此判断过程中所有记录的点(Fa，M)，得到轴承的静承载能力曲线；步骤五、将各种工况外部力与原点连接成线，各线均与轴承的静承载能力曲线没有交点时，该没有交点的静承载能力曲线对应的初始接触角即为非对称双排四点接触球轴承非对称角。2.如权利要求1所述的非对称双排四点接触球轴承非对称角的设置方法，其特征在于：步骤一所述的第一排第一个接触对的初始接触角α01，取α01＝α03。3.如权利要求1所述的非对称双排四点接触球轴承非对称角的设置方法，其特征在于：所述的步骤二中所采用的静力学平衡方程为：其中，Fa为轴承受到的外部轴向载荷，Fr为轴承受到的外部径向载荷，M为轴承受到的外部倾覆力矩，为位置角，dm为轴承节圆直径，dc为双排钢球中心距，为第一排第一个接触对在位置角处的法向接触载荷，为第一排第二个接触对在位置角处的法向接触载荷，为第二排第三个接触对在位置角处的法向接触载荷，为第二排第四个接触对在位置角处的法向接触载荷，为第一排第一个接触对α01在受到负载后在位置角处变化后的接触角，为第一排第二个接触对α02在受到负载后在位置角处变化后的接触角，为第二排第三个接触对α03在受到负载后在位置角处变化后的接触角，为第二排第四个接触对α04在受到负载后在位置角处变化后的接触角。4.如权利要求1所述的非对称双排四点接触球轴承非对称角的设置方法，其特征在于：所述步骤五中的各种工况包括一般工况P1(Fa，M)，极限转矩工况P2(Fa1,Mmax)，Mmax为极限倾覆力矩，极限轴向力工况P3(Famax,M1)，Famax为极限轴向力。5.如权利要求1所述的非对称双排四点接触球轴承非对称角的设置方法，其特征在于：所述的最大接触应力计算公式为：式中，∑ρ表示钢球与滚道接触点的主曲率和函数；na、nb为与接触点主曲率差函数有关的系数；E′为两个弹性接触体的综合弹性常数；Qmax为...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛荣军，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