[發明專利]一種獲取交叉圓錐滾子軸承載荷分布的方法

有效

• 申請號: 201710166616.X
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN107066699B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 牛榮軍;徐金超;倪艷光;鄧四二
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 宋晨煒

一種獲取交叉圓錐滾子軸承載荷分布的方法，本發明首先基于Hertz接觸理論和滾動軸承設計方法建立交叉圓錐滾子軸承的精確數學模型，分出第一列圓錐滾子和第二列圓錐滾子進行單獨計算，采用切片單獨計算載荷計算法向接觸載荷的方法，利用法向接觸載荷得到軸向分力、徑向分力，軸向分力產生的轉矩、徑向分力產生的轉矩得出三元力平衡方程，并采用數值方法對力學平衡方程進行求解，進而獲取交叉圓錐滾子軸承載荷分布。本文給出的獲取交叉圓錐滾子軸承載荷分布的方法，解決了目前鮮有研究的交叉圓錐滾子載荷分布的問題。為交叉圓錐滾子軸承各參數的合理設計提供依據，提高了設計的準確性與效率。

技術領域

本發明涉及交叉圓錐滾子軸承領域，具體說的是一種獲取交叉圓錐滾子軸承載荷分布的方法。

背景技術

交叉滾子軸承具有高旋轉精度、高剛性、高轉速、低轉動慣量、低扭矩、低摩擦、復合承載(軸向載荷、徑向載荷、傾覆力矩組合)、設計緊湊、節省空間、操作安裝簡化等優點，廣泛應用在精密旋轉工作臺、立式車床、臥式車床、立式磨床、大型滾齒機、旋轉轉向架、加工中心轉臺、工業機器人、醫療設備、測量裝置、IC卡制造設備和紡織機械等領域。由此可見，交叉滾子軸承具有很好的市場和前景。交叉滾子軸承分為兩大類，一類是圓柱交叉滾子軸承，另一類是圓錐交叉滾子軸承。目前，國內外學者對交叉圓柱滾子軸承有所研究，但對交叉圓錐滾子軸承鮮有研究，對交叉圓錐滾子軸承的載荷分布也沒有給出具體的研究方法。因此開展交叉圓錐滾子軸承載荷分布的研究具有重要的理論研究意義。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種獲取交叉圓錐滾子軸承載荷分布的方法，能夠得到交叉圓錐滾子軸承載荷精確分布。

為實現上述技術目的，所采用的技術方案是：一種獲取交叉圓錐滾子軸承載荷分布的方法，該方法包括以下步驟：

步驟一、建立交叉圓錐滾子軸承的力學模型，設置位置角為零度且與其方向相同的滾子為第一列圓錐滾子，與第一列圓錐滾子交叉垂直的滾子為第二列圓錐滾子；

步驟二、將第一列圓錐滾子和第二列圓錐滾子沿其中心線方向切分成n片，以第一列圓錐滾子每個切片上的軸向變型量δ_a1(j)和每個切片上的徑向變形量δ_r1(j)，得到第一列圓錐滾子每個切片上的法向變形量δ_n1(j)與內圈相對外圈在軸向力F_a作用下產生軸向位移δ_a、在徑向力F_r作用下產生徑向位移δ_r、在傾覆力矩M作用下產生傾角位移θ的關系式，以第二列圓錐滾子每個切片上的軸向變型量δ_a2(j)和每個切片上的徑向變形量δ_r2(j)，得到第二列圓錐滾子每個切片上的法向變形量δ_n2(j)與內圈相對外圈在軸向力F_a作用下產生軸向位移δ_a、在徑向力F_r作用下產生徑向位移δ_r、在傾覆力矩M作用下產生傾角位移θ的關系式；

步驟三、根據Hertz線接觸理論，由圓錐滾子每個切片上的法向變形量δ_n(j)和圓錐滾子每個切片上法向接觸載荷q_i(j)關系式，得到圓錐滾子的法向接觸載荷為所有切片法向接觸載荷q_i(j)的和，根據第一列圓錐滾子的法向接觸載荷得到在第一列圓錐滾子位置角處的軸向分力徑向分力軸向分力產生的轉矩徑向分力產生的轉矩同理，得到第二列圓錐滾子的法向接觸載荷在第二列圓錐滾子位置角處的軸向分力徑向分力軸向分力產生的轉矩徑向分力產生的轉矩