旋转支撑系统设计要求概要.doc

4.4 滚动轴承式回转支承 4.4.1 构造、类型和特点 滚动轴承式回转支承由内外座圈、滚动体、隔离体、密封装置、润滑装置和连接螺栓等组成。它是在普通滚动轴承基础上发展起来的，但又有其特点。普通轴承主要起支承作用而它还要传递运动；普通轴承内外座圈的宽度与径向尺寸之比远大于回转支承，其刚度靠轴承座装配来保证，而回转支承则靠支承它的转台与底架来保证，设计时必须注意转台与底架的刚度；普通轴承转速高，滚动体与滚道接触的变化次数也多，失效形式主要是疲劳点蚀，回转支承转速低，载荷大，失效形式主要是塑性变形，故一般进行静容量计算即可。 回转支承按滚动体型式有滚球和滚柱；按滚动体排数有单排、双排和多排；按滚道型式有圆弧曲面、平面和钢丝滚道等。常用的有单排滚球式、双排滚球式、单排交叉滚柱式和组合滚柱式等四种。 4.4.2 回转支承的确定 结合设计题目，采用单排四点接触球式回转支承便可以满足设计要求，具体的内部结构形式如图4-7所示。查表4-4确定型号为013，014型0安装型孔（图4-8），初步设计选用013.25.400型号尺寸，具体的参数如表4-5所示。 图4-7 单排球内齿式回转支承 1-连接螺栓 2-外座圈 3-密封装置 4-滚动体 5-内座圈 6-润滑装置 7-隔离体 8-插销 9堵塞 表4-4 单排球式回转轴承 Q系列（JG/T66） 外齿式 QWA QWB QWC QWD 内齿式 QNA QNB QNC QND 无齿式 QUA QUB QUC QUD HS系列（JG/T66） HSW HSN 01系列（JB/T2300） 010型 0型孔 1型孔 2型孔 3型孔 011，012型 0型孔 1型孔 2型孔 3型孔 013，014型 0型孔 1型孔 2型孔 3型孔 HS系列（JB/T2300） HSW HSN HSB 图4-8 013，014，0型安装孔 表4-5 回转支承基本参数 基本型号 外形尺寸 安装孔尺寸 结构尺寸 齿轮参数 内齿参数 4.4.3 回转支承的受力分析 研究滚动轴承式回转支承的受力状态在于找出受力最大的滚动体上的负荷，验算滚动体与滚道的接触强度。 回转支承的座圈是一个以滚动体为支点的多支点环形梁，承受着轴向载荷、倾覆力矩和径向力。设内座圈与转台固定，外座圈与底架固定，力的传递路线是转台经内座圈、滚动体、外座圈到底架，如图4-9所示。由于内力分布与内外座圈的刚度、滚动体和滚道加工有关，为简化计算，假定： （1）内外座圈为绝对刚体，受力后变形只发生在滚动体与滚道接触处。 （2）滚动体与滚道接触良好，无加工误差，无轴向间隙和径向间隙。 内力计算有变形叠加法和载荷叠加法，后者仅适用于作用力和变形是线性关系的情况。考虑到载荷叠加法比较简单，计算结果能满足要求，因此仍采用载荷叠加法计算内力，即上述三种载荷在滚道上引起的正压力分别计算后再叠加。 4.4.3.1 单排球式回转支承受力分析 1.计算 在作用下，根据上述假定每一个滚动体对滚道的正压力为 （4-7） 式中 —滚动体总数； 带隔离块时 （4-8） 不带隔离块时 （4-9） 式中为滚道中心直径（），为隔离块有效宽度（），当 时=，当时=。算出的值对交叉滚柱式应圆整到最接近的较小偶数；对四点接触式应圆整到最接近的较小数。 由上述可知，本设计采用隔离块，且，所以取=，按式3-8计算可得： 46.52 取=46，即滚动体个数为46个。 ——滚动体与滚道的接触角。 图 4-9单排球式回转支承受力分析 2.计算（图4-10） 在倾复力矩作用下，按照上述假定滚动体与滚道之间的弹性接触变形与横坐标成比例。令受载最大的滚动体其变形量为，则有 （4-10） 为简化计算，暂时忽略接触角的影响。按照弹性接触理论，正压力与变形的关系为 （4-11） 式中—比例常数，与滚动体和滚道的几何尺寸，材料和接触情况有关。 于是 （4-12） 由于滚动体数量很多，可认为其变形式连续的，令表示滚动体的角节距，则单位弧长上的负荷为 （4-13）在一段微小弧长上的正压力对坐标的力矩为