[发明专利]圆柱滚子多圆弧变曲率凸型工程模拟方法

权利要求书

1.一种圆柱滚子多圆弧变曲率凸型的工程模拟方法，首先将圆柱滚子沿着轴心线方向划分为若干个相互连接的圆弧切片，然后根据给定的特殊对数曲线计算出各切片分界线的交点坐标值，再利用相邻圆弧段及两圆弧段连心线方程求解出各段圆弧圆心坐标和圆弧半径值；基于接触力学理论，计算分析不同数目变曲率圆弧凸型下，沿着滚子轴心线方向的接触应力分布，然后将其与理论对数凸型的接触应力分布进行对比，从而优选出合适的变曲率圆弧数目。

2.根据权利要求1所述的圆柱滚子多圆弧变曲率凸型工程模拟方法，其特征在于：具体步骤如下，

（1）将滚子母线沿着轴心线方向划分为N个相互连接的圆弧切片，设Y轴沿着滚子轴线方向，Z轴通过滚子轴线中点；

（2）各圆弧交点Z坐标应满足对数曲线方程，计算出各圆弧切片分界线的交点坐标值(y_i, z_i)；

（3）通过以下条件确定各段圆弧圆心坐标(y_oi, z_oi)和圆弧半径r_i值：①相邻两圆弧在对应切片的边界线上相互接触；②各段圆弧与对应切片分界线的交点(亦即该圆弧段的两端点)(y_i, z_i)都位于Lundberg理论对数凸型曲线上；③相邻两圆弧所在的圆在对应切片的边界线处相切，即两圆弧在边界线处切线相同，且两圆弧连心线过切点；

（4）结合上一步骤，根据各段圆弧的表达式和相邻圆弧段及两圆弧段连心线方程为确定出各段圆弧圆心坐标(y_oi,z_oi)，以及圆弧半径                                                值；

（5）利用接触力学理论和有限元法，计算分析不同数目变曲率圆弧的凸型与理论对数凸型的应力分布，优化变曲率圆弧的数目。

3.根据权利要求2所述的圆柱滚子多圆弧变曲率凸型工程模拟方法，其特征在于：当N为偶数时，z轴位于第和第个圆弧段的交界线；而当N为奇数时，z轴位于第个圆弧段的中间。

4.根据权利要求2所述的圆柱滚子多圆弧变曲率凸型工程模拟方法，其特征在于：采用Lundberg理论对数凸型，Z坐标可由下式计算：

其中：Q为滚动体所承受的外载荷；E₁、E₂分别为滚子和内圈的杨氏弹性模量， 为滚子有效长度。

5.根据权利要求2所述的圆柱滚子多圆弧变曲率凸型工程模拟方法，其特征在于：各段圆弧的表达式和相邻圆弧段及两圆弧段连心线方程为

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