[發明專利]一種滾子母線優化方法

在審

• 申請號: 201610969367.3
• 申請日: 2016-10-27
• 公開（公告）號: CN106649980A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 王彥偉;秦襄培;何毅斌
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06F17/11
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所11302
• 代理人: 房德權

技術領域

本發明涉及滾子軸承技術領域，更具體的說，本發明涉及一種滾子母線優化方法。

背景技術

滾子軸承是一種應用及其廣泛的機械基礎件，它的性能直接影響主機設備的性能和質量，滾子軸承通常由內圈、外圈、滾動體和保持架構成。滾子軸承既可以傳遞載荷，又可以通過滾動體和內外圈的相互運動傳遞運動，而隨著各類主機向高速、高符合、高精度發展，對配套滾子軸承的強度、剛度、壽命等技術指標提出了越來越高的要求。

對于滾子軸承中的滾子與滾道接觸而言，滾子的長度都是有限的，對于這種有限長圓柱的接觸問題，現有技術中采用Herz接觸理論解決了無限長圓柱體的接觸問題，Herz接觸理論雖然準確預計了圓柱大部分長度上的應用分布，然而在緊靠圓柱兩端處出現明顯偏差，因此，需要對滾子母線進行優化才可以得到在滾子上的均布壓力，以準確獲得滾子的凸度值。

發明內容

鑒于上述問題，本發明實施例提供了一種部分或全部解決上述問題的滾子母線優化方法，以準確獲得滾子的凸度值。

為了解決上述技術問題，本申請采用如下技術方案：

根據本發明實施例的一種滾子母線優化方法，其包括如下步驟：

步驟1：對滾子施加外力并根據零游隙向心滾子軸承的最大滾子負荷公式確定受力最大滾子的負荷初始值Q_max；

步驟2：獲取對數母線方程；

步驟3：根據對數母線方程確定受力最大滾子的負荷實際值Q_max'；

步驟4：根據上述受力最大滾子的負荷理論值和實際值的差值，如果||Q_max-Q_max'||在誤差范圍內，則讀取對應的對數母線方程數據并保存，結束處理流程，否則，令Q_max＝Q_max'，并返回步驟2繼續進行優化。

可選地，所述步驟1中，所述受力最大滾子的負荷初始值Q_max根據下述公式確定，即：

其中，F_r為滾子所受徑向力，Z為滾子數目，α為外圈母線與軸承軸線夾角。

可選地，所述步驟2中獲取的對數母線方程根據下述公式確定，即：

其中，Q_max為受力最大滾子的負荷初始值，L_we為滾子的有效長度，v為材料泊松比，E為材料的彈性模量，x代表曲線的橫坐標，y代表曲線的縱坐標。

可選地，所述步驟3具體包括：

步驟31：根據Palmgren的經驗公式即滾子整體徑向位移δ＝3.84×10^-5Q^0.9/l^0.8計算鋼制滾子和滾道接觸時的彈性趨近量δ_r、δ_{k_o}、δ_{k_i}，并初始化δ_a＝0，θ＝0；

其中，Q為滾子承受的徑向力；l為滾子的有效接觸長度，δ_r為滾子整體徑向位移，δ_{k_i}、δ_{k_o}分別代表第k個滾子與內、外圈的彈性位移，θ為傾斜角，δ_a為內圈相對外圈將產生整體軸向位移；

步驟32：根據剛性套圈假定調整第k個滾子與內、外圈的彈性位移δ_{k_o}和δ_{k_i}；

步驟33：判斷外圈與滾子的接觸應力合力Q_o與內圈與滾子的接觸應力合力Q_i是否相等；如果是則進入步驟34，否則進入步驟32；

Q_o與Q_i按照下述計算公式確定，即：

其中，p_{k_i_mj}，p_{k_o_mj}為第k個滾子與內、外圈接觸區域第j個條形單元的最大接觸應力，b_{k_o_j}、b_{k_i_j}分別為第k個滾子與內、外圈接觸區域第j個條形單元沿水平接觸線方向接觸區寬度，R_{k_i_j}、R_{k_o_j}分別代表第k個滾子與內、外圈接觸處第j條形單元處的綜合曲率半徑；