圆锥滚子轴承内圈小挡边直径计算式中Xθ的分析计算

2012-07-21蔡秉华

轴承 2012年10期

关键词：保持架滚子内圈

蔡秉华

(福建省永安轴承有限责任公司，福建永安 366000)

符号说明

Dw——圆锥滚子大头直径，mm

Ln——圆锥滚子素线在其轴线上的投影长度，mm

r1——圆锥滚子小头轴向倒角尺寸，mm

S——保持架板厚，mm

ρp——内圈弧形大挡边曲率半径，mm

β——内圈滚道素线与其轴线之间的夹角，(°)

α——外圈滚道素线与其轴线之间的夹角，(°)

φ——圆锥滚子素线与其轴线之间的夹角，(°)

θ——保持架内角，(°)

θ1——保持架梁的压坡角，(°)

ε1——圆锥滚子在保持架窗孔中的轴向间隙，mm

εΔ——圆锥滚子在保持架窗孔中的径向间隙，mm

1 Xθ的定义

圆锥滚子轴承设计中，内圈小挡边直径d3是一个重要尺寸，d3过小会造成内组件掉套，d3过大会导致装配困难。现行圆锥滚子轴承内圈小挡边直径d3的计算公式为[1-2]

ε1(Xθ+2.2tanφ)+S。

实践证明，由此计算公式计算得到的内圈小挡边直径d3既可保证内组件不掉套，又能避免装配困难。原因在于：d3计算公式中加上了保证不掉套的适当富余量；并且装配所用的保持架均经过扩张工序，靠近小端部位的梁已经适当向外扩大。

参数Xθ是在推导d3计算式过程中设定的，其含义为保持架内角θ(圆锥滚子轴承设计中，将保持架压坡面中线与轴承轴线之间的夹角确定为保持架的内角)的正弦[3]。从d3的计算式可以看出，有了Xθ可使d3值增大，增大量为ε1Xθ。保持架内角θ一般在9°40′～26°30′内，故Xθ值一般在0.167 9～0.446 2内。ε1值是根据滚子大头直径Dw的不同尺寸段取值的，Dw≤80 mm时，ε1=0.3～0.7 mm[1]。从Xθ和ε1的取值可知，ε1Xθ大体可使d3增大0.05～0.31 mm。d3的取值精度为0.1 mm[1]，实例计算表明，各系列圆锥滚子轴承中大多数型号(有的系列是全部型号)的d3值受ε1Xθ值的影响。因此，参数Xθ在d3计算公式中的作用不可忽视。文中首先对Xθ的近似计算式进行推导，然后推导Xθ的精确计算式，最后对两式进行对比分析。

2 Xθ的近似计算式

图1为大挡边为弧形的圆锥滚子轴承内组件的位置关系图。滚子球基面的曲率半径等于弧形大挡边的曲率半径ρp；滚子球基面与圆锥面的交线为一圆，圆的直径即滚子大头直径Dw；N-N剖面重合于该圆所在的平面。图2为图1所示的内组件的N-N剖面图。图中O1，O2分别为滚子轴线和轴承轴线与N-N剖面的交点；A点位于保持架压坡面中线上，B点位于滚子Dw圆周上。