一种螺栓轴悬臂安装的滚轮滚针轴承额定动负荷确定方法技术

一种螺栓轴悬臂安装的滚轮滚针轴承额定动负荷确定方法，本发明专利技术在赫兹接触理论的基础上，考虑套圈的柔性变形和滚针修型对载荷分布的影响，同时考虑由于螺栓轴的挠曲变形导致滚针倾斜对载荷分布的影响，建立安装到悬臂螺栓轴上的局部柔性支撑滚轮滚针轴承数学模型。采用数值分析方法对力平衡方程进行准确迭代求解，得到滚轮滚针轴承在外加动负荷作用下的载荷分布，进而根据滚动轴承疲劳寿命计算理论得到轴承寿命。并在此基础上，绘制出疲劳寿命与外加动负荷的关系曲线图，然后根据滚动轴承额定动负荷的定义，通过曲线图快速获取滚轮滚针轴承额定动负荷。

【技术实现步骤摘要】
一种螺栓轴悬臂安装的滚轮滚针轴承额定动负荷确定方法
本专利技术涉及一种轴承设计领域，尤其是涉及一种螺栓轴悬臂安装的滚轮滚针轴承额定动负荷确定方法。
技术介绍
额定动负荷定义为轴承在内圈旋转、外圈静止的条件下，额定寿命为一百万转时轴承所能承受的单一方向的恒定载荷。对于一般套圈刚性支撑的轴承，通过变形协调条件考虑赫兹接触变形即可以得到载荷分布情况，再通过疲劳寿命理论计算进而确定轴承的额定动负荷，在这一计算过程中并没有考虑套圈的弹性变形因素的影响。然而，对于安装在悬臂螺栓轴上的局部柔性支撑滚轮滚针轴承，仅考虑滚动体与内外圈之间局部接触变形是不够的，因为套圈的弹性变形会影响轴承的载荷分布，螺栓轴的挠度变形也会影响轴承的载荷分布，而且滚针的修型同样会对载荷分布产生明显影响。所以，在计算该类轴承承载性能和疲劳寿命时，传统的轴承额定动负荷确定方法并不适用。目前，国内外学者并没有给出安装在悬臂螺栓轴上的柔性支撑滚轮滚针轴承额定动负荷具体求解方法。但是在实际工程应用中，额定动负荷是计算轴承疲劳寿命的重要参数之一，其数值的准确性对轴承应用选型至关重要。因此对滚轮滚针轴承额定动负荷进行准确求解有重要意义。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种螺栓轴悬臂安装的滚轮滚针轴承额定动负荷确定方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、计算滚轮滚针轴承的总的接触变形量：滚针与内圈滚道接触时，滚针与滚道的弹性趋近量为：

【技术特征摘要】
1.一种螺栓轴悬臂安装的滚轮滚针轴承额定动负荷确定方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、计算滚轮滚针轴承的总的接触变形量：滚针与内圈滚道接触时，滚针与滚道的弹性趋近量为：其中Q为轴承受载最大的滚动体负荷；对滚针进行切片处理，切片数为n，根据公式计算滚针凸度，Δc＝δ(2)滚针与滚道之间间隙的计算如下：采用弧坡修缘方法对滚针母线进行处理，圆心在中线上：lc＝0.15l(3)l1＝l-2lc(5)弧坡修缘，圆心在两侧：Δc＝δ(8)lc＝0.15l(9)全凸滚针母线修形方法：Δc＝δ(12)其中，Δc为凸度，δ为滚针与一个滚道之间的弹性趋近量，lc为母线修缘长度，Rc为圆弧半径，l为滚针的有效长度，l1为滚针中部直母线部分的长度，lj为第j片滚针中心距滚针端部的长度，gj为第j片滚针与滚道之间的间隙；轴承内圈安装到悬臂螺栓轴上，在外加载荷的作用下，悬臂螺栓轴会发生挠曲变形，轴的挠曲变形会导致滚针发生倾斜，从而使得轴承各零部件的位置发生变化，进而影响轴承的载荷分布，悬臂螺栓轴受到外力和外力矩的作用，其挠度和转角的计算公式如下：其中，yshaft为螺栓悬臂螺栓轴的挠度，θshaft为螺栓悬臂螺栓轴的转角，Fr为径向载荷，b为螺栓轴作用距离，Iz为螺栓轴横截面惯性矩，dshaft为螺栓轴的直径；将外圈视为挠曲的薄壁圆环，根据弹性力学理论可知，在外加动负荷以及滚动体载荷的作用下，套圈的变形计算公式为：φz＝θm-φi(18)wz＝wz0+wz1(22)其中，θm是第m个载荷的位置角，φi外圈上考察柔性变形点位置角，Fr为外加的径向载荷，Qi为第i个滚动体载荷，nz为滚动体个数，wz0为套圈在φi处产生在额定动负荷Fr作用下产生的弹性变形，wz1为套圈在φi处在滚动体载荷作用下产生的弹性变形，wz为套圈在φi处总的弹性变形，为第m个载荷作用位置与外圈上考察柔性变形点的位置之间的位置角差；计算得到总的接触变形为：其中，δnj为第j片滚针的总的接触变形量，其中j为1-n中的任意自然数，δr为轴承径向位移，φi为每个滚动体的位置角，ur为轴承初始游隙，dm为节圆直径；步骤二、计算滚轮滚针轴承的接触载荷：根据赫兹接触理论，接触负荷与接触变形之间的关系为：Q＝Kδn(25)由此可以计算出每一片滚针与滚道之间的接触载荷...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛荣军，汪静静，汪永刚，邓四二，张文虎，倪艳光，张占立，王恒迪，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：河南,41