[发明专利]一种W2R型轴连轴承及其载荷分布分析方法

说明书

本发明涉及一种W2R型轴连轴承及其载荷分布分析方法，提出了W2R（两柱一球）型的轴连轴承，其特点是在两端安装圆柱滚子，中间安装钢球，钢球与内、外滚道间为三点或四点接触；本发明充分考虑轴连轴承长转轴在外部载荷作用下挠曲变形（柔性轴）对轴承内部接触变形量和载荷分布的影响，采用将柔性转轴刚度矩阵和轴承刚度矩阵相复合的方法，建立了比传统分析方法更加精确的W2R型轴连轴承力学分析模型，并通过实例计算对比柔性轴分析结果、刚性轴分析结果和仿真实验结果，证明了本发明中柔性轴分析方法相比传统的刚性轴分析方法更加接近实际工况，分析结果更加精确。

技术领域

本发明涉及汽车水泵轴承技术领域，具体的说是一种W2R型轴连轴承及其载荷分布分析方法。

背景技术

轴连轴承因其结构紧凑、节省空间、旋转好、装拆方便、承载能力好，而在汽车水泵、纺织机械、航空航天等众多行业广泛应用。近年来随着机械领域的发展，尤其是汽车行业的不断更新换代，对轴连轴承的性能要求也随之提高，以往常用的WR（一球一柱）型或WB（两球）型轴连轴承渐渐难以满足新的需求，为此，提出了W2R（两柱一球）型的轴连轴承，其特点是在两端安装圆柱滚子，中间安装钢球，钢球与内、外滚道间为三点或四点接触。

轴连轴承受载时的内部载荷分布是轴承力学性能、刚度和寿命分析的基础。因此，轴连轴承力学模型建立和精确的内部载荷分布获取对此类轴承的性能分析至关重要。对于汽车水泵轴连轴承，其外部载荷通过转轴（替代轴承内圈作用）传递，而传统的轴承内部载荷计算方法（刚性轴分析方法）是将整个转轴看作刚性轴，这样的简化处理可以使对轴承的分析计算难度大大降低，但因为忽略了转轴的挠曲变形对轴承力学性能的影响，使得计算结果与实际存在较大的误差。目前，还没有W2R型轴连轴承内部载荷分布计算的相关研究报道。

发明内容

针对上述现有技术还没有W2R型汽车水泵轴承寿命方面的相关研究报道的问题，本发明提供一种W2R型轴连轴承及其载荷分布分析方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种W2R型轴连轴承的载荷分布分析方法，该轴连轴承含有三列滚动体，两端为圆柱滚子，中间为钢球；轴连轴承外圈过盈安装在泵壳上的轴承孔内，转轴加工有滚道，具有内圈的功能，发动机曲轴通过转轴水泵皮带轮带动转轴工作；转轴的一端与水泵叶轮直接相连，另一端与水泵皮带轮相连，冷却风扇通过联接螺栓与水泵皮带轮端面相连，包括以下步骤：

步骤一：建立W2R型汽车水泵轴连轴承力学模型：