錐形擋邊圓錐滾子軸承寬度的簡易計算

王玉敏，王振英，周曉俠

(公主嶺軸承有限責任公司，吉林 公主嶺 136100)

符號說明

a0—— 內圈錐形擋邊寬度，mm

a′0——內圈弧形擋邊寬度，mm

di——錐形擋邊內圈滾道最大公稱直徑，mm

d′i——弧形擋邊內圈滾道最大公稱直徑，mm

Dw—— 滾子大端公稱直徑，mm

E—— 外圈滾道最小公稱直徑，mm

SR—— 滾子球基面半徑,mm

T——軸承公稱寬度，mm

α—— 外圈滾道素線與軸線的夾角，(°)

β—— 內圈滾道素線與軸線的夾角，(°)

λ—— 內圈大擋邊錐面與端面的夾角，(°)

γ—— 滾子球基面所受反力與內圈滾道素線的夾角，(°)

φ—— 滾子半錐角，(°)

20世紀80年代,為了改善圓錐滾子軸承的潤滑，提高其使用壽命，文獻[1]將內圈大擋邊由凹球弧形改為錐形。目前，這一結構已得到了普遍應用。對于此結構軸承寬度的計算,各企業采用的方法有所不同，但有的計算偏差過大，有的計算過于繁瑣。為此，下文根據軸承的幾何關系推導了軸承寬度的簡易精確計算公式。

1 寬度計算方法

1.1 弧形擋邊軸承的寬度計算式[1]

(1)

1.2 錐形擋邊軸承的寬度計算式

1.2.1 文獻[2]的計算式

文獻[2]在文獻[1]的基礎上給出了錐形擋邊軸承寬度計算式

(2)

但(2)式過于復雜，不便于記憶和運用。

1.2.2 演繹的計算式

為了便于計算和指導生產，直接用a0和di代替(1)式中的a′0和d′i，于是演繹出

(3)

此式雖然簡單，但存在一定的計算偏差，若滾子的錐角越大，直徑越大，則偏差越大，所以不宜采用。

1.2.3 新推導的計算式

如圖1所示，內圈大擋邊的延長線與外圈滾道的交點為A，大擋邊與內圈滾道的交點為C，O′C與軸承軸線OG平行，AB⊥O′C,O′L⊥OG，CQ⊥OA。

圖1 錐形擋邊圓錐滾子軸承結構簡圖

由圖中幾何關系得

T=CF+BC+MB，

CF=a0，

BC=AB·tanλ，

MB=O′B-O′M,

O′B=AB/tanα，

O′M=ON-OL，

ON=E/(2tanα)，

OL=di/(2tanα)，

AB=AC·cosλ，

AC=CQ/cos(2φ-γ)，

CQ=OC·sin(2φ)，

OC=OD/cosγ，

OD=SR=Dw/(2sinφ)。

由上述幾何關系式得

(4)

將γ=λ-β代入(4)式得

(5)

2 實例

以32318，31318軸承為例，其參數與計算結果分別見表1、表2。

表1 軸承參數[2]

表2 軸承寬度計算結果對比 mm

3 結束語

通過實例計算可知，(2)式和(5)式的計算結果均比較準確，但 (5)式更為簡單，便于記憶，是一種較為簡潔的圓錐滾子軸承寬度計算式。