一种双排异径球转盘轴承静载荷承载曲线的计算方法技术

本发明专利技术公开一种双排异径球转盘轴承静载荷承载曲线的计算方法，具体方法为：若限定的主滚道的最大滚动体负荷和辅滚道的最大滚动体负荷的值为轴承的额定静载荷所对应的许用滚动体负荷，在平衡方程中，当参数主滚道和辅滚道的负荷分布范围系数分别在0～1范围内连续取值时，将分别得到主滚道的静载荷承载曲线和辅滚道的静载荷承载曲线；双排异径球转盘轴承的静载荷承载曲线就是由辅滚道静载荷承载曲线的AB段和主滚道静载荷承载曲线的BC段组成。本发明专利技术的双排异径球转盘轴承静载荷承载曲线的计算方法无需复杂的数学建模和数值求解，便于静载荷承载曲线的数学实现。便于静载荷承载曲线的数学实现。便于静载荷承载曲线的数学实现。

【技术实现步骤摘要】
一种双排异径球转盘轴承静载荷承载曲线的计算方法


[0001]本专利技术属于转盘轴承应用选型计算领域，尤其涉及到一种双排异径球转盘轴承静载荷承载曲线的计算方法。

技术介绍

[0002]转盘轴承是许多机械系统回转机构的关键部件，被广泛应用于起重机、挖掘机、堆料机等重型机械装备，正确选型是保证该类轴承安全可靠应用的前提条件，承载能力是其选型的一个重要指标。
[0003]转盘轴承在工作中承受轴向载荷和倾覆力矩载荷的联合作用，因此，转盘轴承的承载能力指标应能够表示出同时承受轴向载荷和倾覆力矩载荷联合作用的能力；二维坐标空间中的一个点的位置可以表示轴向载荷和倾覆力矩载荷两个量，因此，利用二维坐标系中的曲线来表示转盘轴承的承载能力是一种可行的方法。
[0004]滚动轴承的静载荷承载能力由滚道抗塑性变形的额定静载荷决定，由轴承的额定静载荷对应的系列轴向载荷和倾覆力矩的组合在二维坐标系中构成转盘轴承的静载荷承载曲线。目前，对于双排异径球转盘轴承承载曲线的计算方法，在国内外尚未见到相关报道。

技术实现思路

[0005]本专利技术为解决上述问题，提供了一种双排异径球转盘轴承静载荷承载曲线的计算方法，通过该方法实现该类转盘轴承依据静载荷的正确应用选型。
[0006]本专利技术通过以下技术方案来实现：一种双排异径球转盘轴承静载荷承载曲线的计算方法，双排异径球转盘轴承在外部轴向载荷F
a
和倾覆力矩载荷M作用下的平衡方程为：
[0007]F
a
＝Z1·
Q
max1
·
J
a
(ε1)
·
sinα1‑
Z2·
Q
max2
·
J
a
(ε2)
·
sinα2ꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0008][0009]其中：Q
max1
是主滚道的最大滚动体负荷；Q
max2
是辅滚道的最大滚动体负荷； Z1是主滚道的滚动体数量；Z2是辅滚道的滚动体数量；α1是主滚道的接触角；α2是辅滚道的接触角；d
m1
是主滚道的节圆直径；d
m2
是辅滚道的节圆直径；J
a
(ε) 是轴向静载荷积分系数；J
m
(ε)是倾覆力矩静载荷积分系数；ε1是主滚道的负荷分布范围系数；ε2是辅滚道的负荷分布范围系数；
[0010]主滚道的负荷分布范围系数ε1和辅滚道的负荷分布范围系数ε2满足下式：
[0011][0012]若限定的Q
max1
和Q
max2
的值为轴承的额定静载荷所对应的许用滚动体负荷，在平衡方程中，当参数ε1和ε2分别在0～1范围内连续取值时，将分别得到主滚道的静载荷承载曲线和辅滚道的静载荷承载曲线；
[0013]双排异径球转盘轴承的静载荷承载曲线就是由辅滚道静载荷承载曲线的 AB段和主滚道静载荷承载曲线的BC段组成，其具体方法为：
[0014]步骤一：计算许用滚动体负荷[Q
max1
]和[Q
max2
]；
[0015]分别计算主滚道的许用滚动体负荷[Q
max1
]和辅滚道的许用滚动体负荷 [Q
max2
]，许用滚动体负荷[Q
max
]为：
[0016][0017]其中：n
a
，n
b
是与接触点主曲率差函数有关的系数，∑ρ是滚动体和滚道接触点的主曲率和函数，η是滚动体和滚道的综合弹性常数，[σ
max
]是滚道材料的许用接触应力；
[0018]步骤二：计算辅滚道的承载曲线与坐标系纵轴的交点A；
[0019]根据Q
max1
和Q
max2
满足关系，当辅滚道受载最大的滚动体负荷Q
max2
等于的许用滚动体负荷[Q
max2
]时，所对应的主滚道最大滚动体负荷：
[0020][0021]令Q
max2
＝[Q
max2
]，将式(3)(5)代入式(1)(2)，得到：
[0022][0023][0024]令F
a
＝0，通过数值求解可以由(6)式得到辅滚道承载曲线与坐标系纵轴的交点A所对应的ε1的值ε
1A
，将该ε
1A
值代入到(7)式得到的M值即为辅滚道承载曲线与纵轴的交点A的纵坐标；
[0025]步骤三：计算辅滚道承载曲线与主滚道承载曲线的交点B；
[0026]根据Q
max1
和Q
max2
满足关系，当主滚道受载最大的滚动体负荷Q
max1
等于的许用负荷[Q
max1
]时所对应的辅滚道最大滚动体负荷：
[0027][0028]令Q
max1
＝[Q
max1
]，将式(3)(8)代入(1)(2)式，得到：
[0029][0030][0031]令(6)式与(9)式的右端相等，通过数值求解可以得到辅滚道承载曲线与主滚道承
载曲线的交点B所对应的ε1的值ε
1B
，将该值代入到(9)和 (10)式得到的F
a
和M值即为辅滚道承载曲线与主滚道承载曲线的交点B 的坐标；
[0032]步骤四：计算主滚道承载曲线与坐标系横轴的交点C；
[0033]令M＝0，通过数值求解可以得到主滚道承载曲线与横轴的交点C所对应的ε1的值ε
1C
，将该值代入到(9)式得到的F
a
值即为主滚道承载曲线与坐标系横轴的交点C的横坐标；
[0034]步骤五：以辅滚道的承载能力为依据计算辅滚道的承载曲线；
[0035]当ε1在集合[ε
1A
,ε
1B
]内连续取值，且ε2按照(3)式随ε1取值时，由式(6)(7) 得到相应的F
a
、M系列值，这些值组成辅滚道的承载曲线；
[0036]步骤六：以主滚道的承载能力为依据计算主滚道的承载曲线；
[0037]当ε1在集合[ε
1B
,ε
1C
]内依次取值，且ε2按照(3)式随ε1取值时，由式(9)(10) 得到相应的F
a
、M系列值，这些值组成主滚道的承载曲线；
[0038]在完成AB和BC两段承载曲线的计算后，再对交点B处进行光滑处理，得到双排异径球转盘轴承的静承载曲线。
[0039]进一步的，所述的平衡方程中，轴向静载荷积分系数J
a
(ε)为：
[0040][0041]是倾覆力矩静载荷积分系数J
m
(ε)为：
[0042][0043]进一步的，步骤二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双排异径球转盘轴承静载荷承载曲线的计算方法，其特征在于：双排异径球转盘轴承在外部轴向载荷F
a
和倾覆力矩载荷M作用下的平衡方程为：F
a
＝Z1·
Q
max1
·
J
a
(ε1)
·
sinα1‑
Z2·
Q
max2
·
J
a
(ε2)
·
sinα2ꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)其中：Q
max1
是主滚道的最大滚动体负荷；Q
max2
是辅滚道的最大滚动体负荷；Z1是主滚道的滚动体数量；Z2是辅滚道的滚动体数量；α1是主滚道的接触角；α2是辅滚道的接触角；d
m1
是主滚道的节圆直径；d
m2
是辅滚道的节圆直径；J
a
(ε)是轴向静载荷积分系数；J
m
(ε)是倾覆力矩静载荷积分系数；ε1是主滚道的负荷分布范围系数；ε2是辅滚道的负荷分布范围系数；主滚道的负荷分布范围系数ε1和辅滚道的负荷分布范围系数ε2满足下式：若限定的Q
max1
和Q
max2
的值为轴承的额定静载荷所对应的许用滚动体负荷，在平衡方程中，当参数ε1和ε2分别在0～1范围内连续取值时，将分别得到主滚道的静载荷承载曲线和辅滚道的静载荷承载曲线；双排异径球转盘轴承的静载荷承载曲线就是由辅滚道静载荷承载曲线的AB段和主滚道静载荷承载曲线的BC段组成，其具体方法为：步骤一：计算许用滚动体负荷[Q
max1
]和[Q
max2
]；分别计算主滚道的许用滚动体负荷[Q
max1
]和辅滚道的许用滚动体负荷[Q
max2
]，许用滚动体负荷[Q
max
]为：其中：n
a
，n
b
是与接触点主曲率差函数有关的系数，∑ρ是滚动体和滚道接触点的主曲率和函数，η是滚动体和滚道的综合弹性常数，[σ
max
]是滚道材料的许用接触应力；步骤二：计算辅滚道的承载曲线与坐标系纵轴的交点A；根据Q
max1
和Q
max2
关系，当辅滚道受载最大的滚动体负荷Q
max2
等于的许用滚动体负荷[Q
max2
]时，所对应的主滚道最大滚动体负荷：令Q
max2
＝[Q
max2
]，将式(3)(5)代入式(1)(2)，得到：]，将式(3)(5)代入式(1)(2)，得到：令F
a
＝0，通过数值求解可以由(6)式得到辅滚道承载曲线与坐标系纵轴的交点A所对应
的ε1的值ε
1A...

【专利技术属性】
技术研发人员：李云峰，高广荣，李金成，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：