圆锥滚子轴承产品设计.doc

圆锥滚子轴承产品设计与制造中相关问题 浅 析 （产品设计与应用专业委员会 推荐） 1 圆锥滚子轴承内圈设计中的几个问题 1.1 关于的计算公式 圆锥滚子轴承内圈大挡边的结构有斜挡边和弧挡边两种，现行设计方法推荐采用斜挡边，并给出了大挡边锥面与端面之间夹角的计算公式： （1） 不难看出，（1）式是在滚子球基面半径等于内圈弧挡边曲率半径的条件下建立的。但实际上，滚子球基面半径并不等于，而是的百分之九十五，因此，（1）式是近似计算公式，用（1）式算出的值不是精确值。下面，按滚子球基面半径等于0.95推导计算公式。 图1中，为内滚道锥面与滚子锥面的锥顶点，为滚子球基面与斜挡边的接触点，。为滚子球基面球心，。。推导如下： 设 ∵ ∴ （2） ∵ ∴ （3） （3）式即为的精确计算公式。 式中 为了便于比较，现以30204、30306、32208、32310、31312五个型号为例，分别按（1）、（3）两式计算，然后将有关参数和按（1）式计算的值（简写为①）、按（3）式计算的值（简写为③）列于表1。 表1 不同型号轴承的参数（计算值） 型号 ① ③ 30204 29.569 33.5 95.003 8°57′10″ 6.631 2° 9°33′ 9°29′ 30306 43.051 49.2 157.408 7°51′35″ 10.987 2° 8°26′ 8°21′ 32208 53.085 58.8 152.309 10°2′10″ 10.631 2° 10°35′ 10°30′ 32310 70.035 78.4 225.019 8°57′10″ 15.706 2° 9°30′ 9°25′ 31312 85.692 95.0 124.413 20°8′39″ 18.801 4°20′ 21°17′ 21°7′ 从表1可以看出，①均大于③，最少相差4′，最多相差10′。现行设计方法规定的取值精度是1′，（1）式的误差远超过取值精度。 是斜挡边圆锥内圈产品设计中的一个基本参数，①偏大将导致挡边锥面与内圈滚道之间的夹角偏小，偏小会产生两个问题，一是挡边与滚子的接触点不在挡边中部，而在中部偏外；二是滚子锥面锥顶与内滚道锥面锥顶在理论上不共点（证明从略）。因此，笔者认为，计算不宜采用（1）式，宜采用（3）式。 1.2 关于的计算公式 现行设计方法给出的斜挡边内圈的滚道最大直径的计算公式为： （4） （4）式也是在滚子球基面半径等于弧挡边曲率半径的条件下建立的。因此，也需要按图1的几何关系推导出的精确计算公式。 在图1中建立xoy和x1o1y1两个坐标系，坐标原点分别为锥顶点和接触点，ox轴重合于内圈轴线，o1x1轴平行于内圈轴线。两坐标系的换算公式为： （5） 内滚道素线在xoy坐标系中的方程为： （6） 挡边素线在x1o1y1坐标系中的方程为： （7） 将（5）代入（7），得 （8） 将（6）改写为 再代入（8），然后解之，得 y为滚道素线与挡边素线的交点A在xoy坐标系中纵标。 ∵ ∴ （9） （9）式即为斜挡边内圈的滚道最大直径的精确计算公式。 式中 1.3 关于的允差 现行设计方法给出的挡边锥面与内滚道之间夹角的计算公式为： （10） 的允差规定为：+10′ 从挡边与滚子的接触点位于挡边中部考虑，的允差不宜取为+10′，宜取为±5′。 以上各式中 ---内圈大挡边锥面与端面之间的夹角 ---斜挡边内圈滚道最大直径 ---内圈大挡边锥面与滚道之间的夹角 ---弧挡边内圈滚道最大直径 ---内圈大挡边直径 ---内圈弧形大挡边曲率半径 ---内圈滚道素线与其轴线之间的夹角 ---滚子大头直径 ---滚子素线与其轴线之间的夹角 2 圆锥内圈车工图的大挡边油沟的设计计算 圆锥滚子轴承内圈成品图中，大挡边油沟部位只给出mmax、m1max、m2ma