[发明专利]圆锥滚子轴承及球形端面曲率半径的计算方法

说明书

本发明公开了一种圆锥滚子轴承，其特征在于：包括内圈、滚子和外圈，R为圆锥滚子球形端面曲率半径，本发明的圆锥滚子轴承滚子，通过理论分析，结合Hertz接触公式，通过应力分析，有效实现了曲率半径的较佳取值范围，给予有效理论支持，保证轴承持续有效工作。

技术领域

本发明属于机械装备技术领域，具体涉及一种圆锥滚子轴承及滚子的球形端面曲率半径的计算方法。

背景技术

圆锥滚子轴承是保证风力发电机正常运转的重要零部件之一。圆锥滚子轴承主要由内圈、外圈、保持架、滚子等零件构成。每个零件加工完成后均需要对其关键尺寸进行校核，其中轴承内圈挡边与滚子球端面直接接触，两者间的触点位置主要取决于球端面的曲率半径。圆锥滚子轴承的装配精度会影响其承载能力以及运转的平稳性，尤其是轴承内圈挡边与滚子球形端面触点的位置，如果滚子的球形端面的曲率半径选取不合适，则可能导致触点椭圆截断超出挡边端点从而引起应力集中，导致轴承失效。目前圆锥滚子轴承球端面的曲率半径大多由技术人员凭借经验设计，从而导致在轴承的运行过程中存在应力集中等隐患。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种圆锥滚子轴承及滚子的球形端面曲率半径的计算方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

在上述技术方案中，

一种圆锥滚子轴承，其特征在于： 包括内圈、外圈、滚子，R为圆锥滚子球形端面曲率半径，则，

；

为内圈锥形大挡边下缘点回转直径；为内圈锥形大挡边上缘点回转直径，为内圈锥形大挡边倾斜角；为滚子节圆直径；为滚子长度; 和为滚子与内圈和外圈的初始接触角，为挡边的有效长度。

一种滚子的球形端面曲率半径的计算方法， （1）获取内圈锥形大挡边下缘点回转直径；内圈锥形大挡边上缘点回转直径，内圈锥形大挡边倾斜角； 滚子节圆直径；滚子长度;滚子与内圈和外圈的初始接触角和，挡边的有效长度；

（2）R为球形端面曲率半径，则，

。

本发明的优点和有益效果为：

本发明的圆锥滚子轴承滚子，通过理论分析，结合Hertz接触公式，通过应力分析，有效实现了曲率半径的较佳取值范围，给予有效理论支持，保证轴承持续有效工作。

附图说明

图1是圆锥滚子轴承挡边-滚子端面接触几何模型。

O是轴承节圆圆心，O₁为滚子球端面球心，O₂是轴承内外圈锥面顶点， P点为滚子端面与挡边理论接触中心，C为挡边锥面顶点，M、N分别为椭圆接触区域上、下端点，A点为挡边下边缘点，B为挡边上边缘点，为内圈锥形大挡边倾斜角，为内圈锥形大挡边下缘点回转直径，为内圈锥形大挡边上缘点回转直径，为内圈直径。为轴承节圆直径，挡边的有效长度，为滚子长度，和为滚子与内圈和外圈的初始接触角。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

圆锥滚子轴承包括内圈1、外圈3、滚子2，R为圆锥滚子简称滚子的球形端面曲率半径首先根据几何模型图1确定挡板与滚子2的球端面的触点P的位置公式，如下

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