[发明专利]一种螺栓轴悬臂安装的滚轮滚针轴承额定动负荷确定方法

说明书

一种螺栓轴悬臂安装的滚轮滚针轴承额定动负荷确定方法，本发明在赫兹接触理论的基础上，考虑套圈的柔性变形和滚针修型对载荷分布的影响，同时考虑由于螺栓轴的挠曲变形导致滚针倾斜对载荷分布的影响，建立安装到悬臂螺栓轴上的局部柔性支撑滚轮滚针轴承数学模型。采用数值分析方法对力平衡方程进行准确迭代求解，得到滚轮滚针轴承在外加动负荷作用下的载荷分布，进而根据滚动轴承疲劳寿命计算理论得到轴承寿命。并在此基础上，绘制出疲劳寿命与外加动负荷的关系曲线图，然后根据滚动轴承额定动负荷的定义，通过曲线图快速获取滚轮滚针轴承额定动负荷。

技术领域

本发明涉及一种轴承设计领域，尤其是涉及一种螺栓轴悬臂安装的滚轮滚针轴承额定动负荷确定方法。

背景技术

额定动负荷定义为轴承在内圈旋转、外圈静止的条件下，额定寿命为一百万转时轴承所能承受的单一方向的恒定载荷。对于一般套圈刚性支撑的轴承，通过变形协调条件考虑赫兹接触变形即可以得到载荷分布情况，再通过疲劳寿命理论计算进而确定轴承的额定动负荷，在这一计算过程中并没有考虑套圈的弹性变形因素的影响。然而，对于安装在悬臂螺栓轴上的局部柔性支撑滚轮滚针轴承，仅考虑滚动体与内外圈之间局部接触变形是不够的，因为套圈的弹性变形会影响轴承的载荷分布，螺栓轴的挠度变形也会影响轴承的载荷分布，而且滚针的修型同样会对载荷分布产生明显影响。所以，在计算该类轴承承载性能和疲劳寿命时，传统的轴承额定动负荷确定方法并不适用。目前，国内外学者并没有给出安装在悬臂螺栓轴上的柔性支撑滚轮滚针轴承额定动负荷具体求解方法。但是在实际工程应用中，额定动负荷是计算轴承疲劳寿命的重要参数之一，其数值的准确性对轴承应用选型至关重要。因此对滚轮滚针轴承额定动负荷进行准确求解有重要意义。本文给出了安装到悬臂螺栓轴上的局部柔性支撑滚轮滚针轴承额定动负荷计算方法，为精确评估该类轴承的寿命以及实际选型应用提供理论依据。

发明内容

本发明的目的是为现有技术中并没有安装在悬臂螺栓轴上的柔性支撑滚轮滚针轴承额定动负荷具体求解方法的问题，提供一种螺栓轴悬臂安装的滚轮滚针轴承额定动负荷确定方法。

本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：

一种螺栓轴悬臂安装的滚轮滚针轴承额定动负荷确定方法，包括如下步骤：

步骤一、计算滚轮滚针轴承的总的接触变形量：

滚针与内圈滚道接触时，滚针与滚道的弹性趋近量为：

其中Q为轴承受载最大的滚动体负荷；

对滚针进行切片处理，切片数为n，根据公式计算滚针凸度，

Δc＝δ   (2)

滚针与滚道之间间隙的计算如下：

采用弧坡修缘方法对滚针母线进行处理，圆心在中线上：

l_c＝0.15l   (3)

l₁＝l-2l_c   (5)

弧坡修缘，圆心在两侧：

Δc＝δ   (8)

l_c＝0.15l   (9)

全凸滚针母线修形方法：

Δc＝δ   (12)