圓錐滾子軸承內圈小擋邊直徑計算式中Xθ的分析計算

2012-07-21 01:43:38蔡秉華

軸承 2012年10期

蔡秉華

(福建省永安軸承有限責任公司，福建永安 366000)

符號說明

Dw——圓錐滾子大頭直徑，mm

Ln——圓錐滾子素線在其軸線上的投影長度，mm

r1——圓錐滾子小頭軸向倒角尺寸，mm

S——保持架板厚，mm

ρp——內圈弧形大擋邊曲率半徑，mm

β——內圈滾道素線與其軸線之間的夾角，(°)

α——外圈滾道素線與其軸線之間的夾角，(°)

φ——圓錐滾子素線與其軸線之間的夾角，(°)

θ——保持架內角，(°)

θ1——保持架梁的壓坡角，(°)

ε1——圓錐滾子在保持架窗孔中的軸向間隙，mm

εΔ——圓錐滾子在保持架窗孔中的徑向間隙，mm

1 Xθ的定義

圓錐滾子軸承設計中，內圈小擋邊直徑d3是一個重要尺寸，d3過小會造成內組件掉套，d3過大會導致裝配困難。現行圓錐滾子軸承內圈小擋邊直徑d3的計算公式為[1-2]

ε1(Xθ+2.2tanφ)+S。

實踐證明，由此計算公式計算得到的內圈小擋邊直徑d3既可保證內組件不掉套，又能避免裝配困難。原因在于：d3計算公式中加上了保證不掉套的適當富余量；并且裝配所用的保持架均經過擴張工序，靠近小端部位的梁已經適當向外擴大。

參數Xθ是在推導d3計算式過程中設定的，其含義為保持架內角θ(圓錐滾子軸承設計中，將保持架壓坡面中線與軸承軸線之間的夾角確定為保持架的內角)的正弦[3]。從d3的計算式可以看出，有了Xθ可使d3值增大，增大量為ε1Xθ。保持架內角θ一般在9°40′～26°30′內，故Xθ值一般在0.167 9～0.446 2內。ε1值是根據滾子大頭直徑Dw的不同尺寸段取值的，Dw≤80 mm時，ε1=0.3～0.7 mm[1]。從Xθ和ε1的取值可知，ε1Xθ大體可使d3增大0.05～0.31 mm。d3的取值精度為0.1 mm[1]，實例計算表明，各系列圓錐滾子軸承中大多數型號(有的系列是全部型號)的d3值受ε1Xθ值的影響。因此，參數Xθ在d3計算公式中的作用不可忽視。文中首先對Xθ的近似計算式進行推導，然后推導Xθ的精確計算式，最后對兩式進行對比分析。

2 Xθ的近似計算式

圖1為大擋邊為弧形的圓錐滾子軸承內組件的位置關系圖。滾子球基面的曲率半徑等于弧形大擋邊的曲率半徑ρp；滾子球基面與圓錐面的交線為一圓，圓的直徑即滾子大頭直徑Dw；N-N剖面重合于該圓所在的平面。圖2為圖1所示的內組件的N-N剖面圖。圖中O1，O2分別為滾子軸線和軸承軸線與N-N剖面的交點；A點位于保持架壓坡面中線上，B點位于滾子Dw圓周上。