[实用新型]一种非圆接触点轨迹滚动轴承

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种滚动轴承，尤其是涉及了一种非圆接触点轨迹滚动轴承。

背景技术

在滚动轴承中，滚动体与轴承内、外圈的滚道相接触。现有技术中的滚动轴承内外圈的内外侧都是圆形，滚子与滚道接触的综合曲率半径较小，接触应力大，轴承工作寿命短。

实用新型内容

为了解决背景技术中一般圆形内外圈滚动轴承滚子与滚道之间接触应力大、接触疲劳寿命短的问题，本实用新型的目的在于提供了一种非圆接触点轨迹滚动轴承，能减小滚动体与滚道之间的接触应力和增大疲劳接触寿命。

本实用新型采用的技术方案是：

一、一种3-4型非圆接触点轨迹滚动轴承：

包括轴承外圈、轴承内圈、柔性保持架、滚动体和润滑剂，所述轴承外圈内侧曲线形状是四阶椭圆，外侧曲线形状是圆形；所述轴承内圈外侧曲线形状是三阶椭圆，内侧曲线形状是圆形；所述保持架为柔性保持架。

所述的滚动体为圆柱滚动体，数目为7个，圆柱滚动体通过柔性保持架定在轴承外圈和轴承内圈之间，均布布置安装。

所述的柔性保持架材料为40CrNiMoA、30CrMnSi、42CrMo4、碳纤维增强环氧树脂基复合材料(CF/EP)和玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料(GF/EP)其中一种。

二、一种4-6型非圆接触点轨迹滚动轴承：

包括轴承外圈、轴承内圈、柔性保持架、滚动体和润滑剂，所述轴承外圈内侧曲线形状是六阶椭圆，外侧曲线形状是圆形；所述轴承内圈外侧曲线形状是四阶椭圆，内侧曲线形状是圆形；所述保持架为柔性保持架。

所述的滚动体为圆柱滚动体，数目为10个，圆柱滚动体通过柔性保持架定在轴承外圈和轴承内圈之间，均布布置安装。

所述的柔性保持架材料为40CrNiMoA、30CrMnSi、42CrMo4、碳纤维增强环氧树脂基复合材料(CF/EP)和玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料(GF/EP)其中一种。

所述的轴承外圈内侧曲线和轴承内圈外侧曲线均采用以下公式的表达式：

式中：A是椭圆演变前的长半轴，k是椭圆的离心率；

其中，轴承外圈内侧曲线和轴承内圈外侧曲线之间满足以下公式的关系：

在图4所示的极坐标系下，式中，r₁是轴承内圈外侧曲线的向径，θ₁是轴承内圈外侧曲线的极角，r₂是圆柱滚子的半径，r₃是轴承外圈内侧曲线的向径，θ₃是轴承外圈内侧曲线的极角，u₁是过滚子与内圈接触点m的公切线与内圈向径 r₁之间的夹角，u₂是过滚子与外圈接触点n的公切线与外圈向径r₃之间的夹角。

所述的椭圆的离心率k的范围为0.04～0.14。

本实用新型通过将轴承外圈内侧和轴承内圈外侧的形状设计成高阶椭圆形状，使滚动轴承在工作的大多数时间段内，滚子与轴承内外圈接触的综合曲率半径变大。具体可详见以下两个零件之间接触的正应力σ_H的计算公式。

式中：F—作用于接触面上的总压力；B—初始接触线长度；μ₁和μ₂—分别为零件1和零件2材料的泊松比；E₁和E₂—分别为零件1和零件2材料的弹性模量。ρ₁和ρ₂—分别为第一个零件和第二个零件初始接触处的曲率半径。

通常，令称为综合曲率，而称为综合曲率半径，其中正号用于外接触，负号用于内接触。本实用新型中滚子与轴承内外圈滚道的接触情况会因为椭圆离心率取值不同而得到不同的接触情况，所以具体是内接触还是外接触需要根据曲线方程的二阶导数为0找到曲线拐点才能确定。

以上公式是弹性力学给出的两个零件相互接触时接触应力的计算公式。由以上公式可以看出相互接触的两个零件之间的接触应力和两个零件在初始接触线处的综合曲率半径有关。综合曲率半径越大，接触应力就越小。本实用新型的滚动体直径保持不变，提高与滚动体接触处的轴承内圈和外圈曲率半径，从而提高综合曲率半径，因此能减小接触应力，提高提高滚动轴承的承载能力和使用寿命。

本实用新型具有的有益效果是：