锥形挡边圆锥滚子轴承宽度的简易计算

王玉敏，王振英，周晓侠

(公主岭轴承有限责任公司，吉林 公主岭 136100)

符号说明

a0—— 内圈锥形挡边宽度，mm

a′0——内圈弧形挡边宽度，mm

di——锥形挡边内圈滚道最大公称直径，mm

d′i——弧形挡边内圈滚道最大公称直径，mm

Dw—— 滚子大端公称直径，mm

E—— 外圈滚道最小公称直径，mm

SR—— 滚子球基面半径,mm

T——轴承公称宽度，mm

α—— 外圈滚道素线与轴线的夹角，(°)

β—— 内圈滚道素线与轴线的夹角，(°)

λ—— 内圈大挡边锥面与端面的夹角，(°)

γ—— 滚子球基面所受反力与内圈滚道素线的夹角，(°)

φ—— 滚子半锥角，(°)

20世纪80年代,为了改善圆锥滚子轴承的润滑，提高其使用寿命，文献[1]将内圈大挡边由凹球弧形改为锥形。目前，这一结构已得到了普遍应用。对于此结构轴承宽度的计算,各企业采用的方法有所不同，但有的计算偏差过大，有的计算过于繁琐。为此，下文根据轴承的几何关系推导了轴承宽度的简易精确计算公式。

1 宽度计算方法

1.1 弧形挡边轴承的宽度计算式[1]

(1)

1.2 锥形挡边轴承的宽度计算式

1.2.1 文献[2]的计算式

文献[2]在文献[1]的基础上给出了锥形挡边轴承宽度计算式

(2)

但(2)式过于复杂，不便于记忆和运用。

1.2.2 演绎的计算式

为了便于计算和指导生产，直接用a0和di代替(1)式中的a′0和d′i，于是演绎出

(3)

此式虽然简单，但存在一定的计算偏差，若滚子的锥角越大，直径越大，则偏差越大，所以不宜采用。

1.2.3 新推导的计算式

如图1所示，内圈大挡边的延长线与外圈滚道的交点为A，大挡边与内圈滚道的交点为C，O′C与轴承轴线OG平行，AB⊥O′C,O′L⊥OG，CQ⊥OA。

图1 锥形挡边圆锥滚子轴承结构简图

由图中几何关系得

T=CF+BC+MB，

CF=a0，

BC=AB·tanλ，

MB=O′B-O′M,

O′B=AB/tanα，

O′M=ON-OL，

ON=E/(2tanα)，

OL=di/(2tanα)，

AB=AC·cosλ，

AC=CQ/cos(2φ-γ)，

CQ=OC·sin(2φ)，

OC=OD/cosγ，

OD=SR=Dw/(2sinφ)。

由上述几何关系式得

(4)

将γ=λ-β代入(4)式得

(5)

2 实例

以32318，31318轴承为例，其参数与计算结果分别见表1、表2。

表1 轴承参数[2]

表2 轴承宽度计算结果对比 mm

3 结束语

通过实例计算可知，(2)式和(5)式的计算结果均比较准确，但 (5)式更为简单，便于记忆，是一种较为简洁的圆锥滚子轴承宽度计算式。