大锥角圆锥滚子轴承内圈大挡边越程槽尺寸的设计

陈德富

(福建省永安轴承有限责任公司，福建 永安 366000)

圆锥滚子轴承内圈大挡边越程槽的M2max尺寸是指内圈滚道素线与越程槽的交点至大挡边素线的距离。M2max尺寸的现行设计方法是取M2max尺寸等于滚子大头倒角轴向坐标的最大极限尺寸rmax,即M2max=rmax，但这种设计方法不宜用在大锥角圆锥滚子轴承的设计上。因为现有内圈滚道磨床上所用砂轮的直径均较大，磨削大锥角圆锥滚子轴承内圈滚道时，由于砂轮与内圈大挡边的干涉，砂轮磨削面不能磨到滚道大端的端部，出现留边现象，严重影响产品质量。现介绍一种磨削大锥角圆锥滚子轴承内圈滚道时，不产生留边的M2max尺寸设计方法。

1 设计方法

图1为内圈与砂轮之间的几何关系。A点和E点分别为大挡边和砂轮的边缘点，A点所在的大挡边边缘圆周与E点所在的砂轮边缘圆周相交，交点有两个(图1中未能示出)，F点为两个交点在剖面上的投影点。

设AB=h,AD=a,由图1可知：

a=AC×cos ∠CAD

建立Oxyz和O1x1y1z1两个空间直角坐标系如图1所示(Oy和O1y1轴未能示出)。大挡边边缘圆周在Oxyz坐标系中的方程为：

图1 圆锥滚子轴承内圈和砂轮的几何关系图

(1)

砂轮边缘圆周在O1x1y1z1坐标系中的方程为：

(2)

式中：Ds为圆锥滚子轴承内滚道磨床新砂轮直径，mm。

大挡边边缘圆周与砂轮边缘圆周的两个交点在Oxyz坐标系中的z值和在O1x1y1z1坐标系中的x1值分别为：

(3)

x1=-[Ds/2-(a-h/tanβ)]

(4)

将(3)式代入(1)式求得两个交点在Oxyz坐标系中的y值为：

(5)

将(4)式代入(2)式求得两个交点在O1x1y1z1坐标系中的y1值为：

y1=±{(Ds/2)2-[Ds/2-(a-h/

(6)

因为平面xOy与平面x1O1y1共面，所以y=y1，则可求解得：

(7)

由图1可知：

L=CG=(CD+DE)cos (λ-β)。

由于，CD=atan (λ-β)，DE=h，则：

L=[atan (λ-β)+h]cos (λ-β)

(8)

将(7)式代入(8)式，得：

cos (λ-β)

(9)

由图1可知，不产生留边的条件是：M2max≥L。因此，将有关参数代入(9)式计算出L值，再按照M2max≥L的原则和0.1 mm的取值精度，依据L的计算值对M2max进行取值，即可避免留边现象的产生。

2 实例计算

以31305～31330大锥角圆锥滚子轴承为例，介绍M2max的取值，如表1所示。

表1 31305～31330轴承M2max尺寸值的选取 mm

3 结束语

根据磨削圆锥滚子轴承内圈滚道时内圈与砂轮之间的几何关系，得出了不产生留边的M2max尺寸的设计方法，借助计算机能够快速得出M2max的计算结果。