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)
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)
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)
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
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。