一種用於轉向輪的雙列圓錐滾子軸承及其長壽命設計方法

2023-05-21 03:55:26

專利名稱：一種用於轉向輪的雙列圓錐滾子軸承及其長壽命設計方法
技術領域：
本發明屬於機械作業領域，是一種用於轉向輪的雙列圓錐滾子軸承及其長壽命設計方法。
背景技術：
雙列圓錐滾子軸承該軸承有一個外圈兩個內圈，兩內圈之間有一隔圈，改變隔圈厚度可調整遊隙，可同時承受徑向載荷與雙向軸向載荷，可在軸承遊隙範圍內限制軸或外殼的雙向軸向位移，廣泛的應用於汽車轉向輪。這類雙列圓錐滾子軸承通常的設計方法是:1、軸承的遊隙在0.08-0.20mm範圍內；2、軸承內圈擋邊為錐面或弧面形狀；3、軸承的滾子球基面半徑按設計手冊為0.95*錐面母線長度。這種設計方法應用於車輛轉向輪軸承是存在以下問題:1、由於轉向輪軸承外圈受到頻繁的較大的扭矩，需要軸承有較大的剛性，而軸承的剛性大小取決於軸承的內部遊隙，用常規設計方法設計的遊隙用於轉向輪時，剛性不足，造成軸承滾道面上一點受力，應力明顯增大，軸承很快在受力點產生疲勞剝落，使整套軸承失效。2、軸承擋邊與滾子基面之間是滑動摩擦，因此，這兩個面之間油膜的形成和油膜厚度對軸承壽命至關重要。按常規設計方法，兩個面基本上是面與面接觸不利於油膜的形成,造成摩擦力矩大,溫升高。3、對於轉向軸承由於內圈和外圈的不同心，滾子導入時滾子旋轉時球基面是在內圈的擋邊面與倒角接觸稜上行駛，造成滾子將內圈擋邊啃傷導致軸承失效。

發明內容
本發明提供了一種用於轉向輪的雙列圓錐滾子軸承及其長壽命設計方法，它解決了以下問題:(I)現有軸承遊隙用於轉向輪時，剛性不足，造成軸承滾道面上一點受力，應力明顯增大，軸承很快在受力點產生疲勞剝落，使整套軸承失效；(2)軸承擋邊與滾子基面是面與面接觸不利於油膜的形成，造成摩擦力矩大，溫升高的問題；(3)轉向軸承由於內圈和外圈的不同心，滾子導入時滾子旋轉時球基面是在內圈的擋邊面與倒角接觸稜上行駛，造成滾子將內圈擋邊啃傷導致軸承失效。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案為:一種用於轉向輪的雙列圓錐滾子軸承，包括內圈、外圈、圓錐滾子、保持架和密封裝置，其特徵在於:軸承的遊隙為0.04-0.08mm，在內圈的大擋邊和倒角之間設置有用於消除因內、外圈不同心造成滾子基面在內圈和倒角連接處的稜上行駛的過渡平臺，圓錐滾子的滾子球基面半徑為:
權利要求
1.一種用於轉向輪的雙列圓錐滾子軸承，包括內圈、外圈、圓錐滾子、保持架和密封裝置，其特徵在於:軸承的遊隙為0.04-0.12mm，在內圈的大擋邊和倒角之間設置有用於消除因內、外圈不同心造成滾子基面在內圈和倒角連接處的稜上行駛的過渡平臺，圓錐滾子的滾子球基面半徑為:
2.根據權利要求1所述的一種用於轉向輪的雙列圓錐滾子軸承，其特徵在於:所述的過渡平臺的寬度為0.2^0.4mm。
3.根據權利要求2所述的一種用於轉向輪的雙列圓錐滾子軸承，其特徵在於:所述的過渡平臺的寬度為0.3mm。
4.一種用於轉向輪的雙列圓錐滾子軸承長壽命設計方法，所述雙列圓錐滾子軸承包括內圈、外圈、圓錐滾子、保持架和密封裝置，其特徵在於:軸承遊隙在正常的遊隙的設計範圍內減小50%-60%，在內圈的大擋邊和倒角之間設計用於消除因內、外圈不同心造成滾子基面在內圈和倒角連接處的稜上行駛的過渡平臺，使滾子平穩導入內圈大擋邊面，合理設計圓錐滾子的滾子球基面半徑和大擋邊與滾子球基面接觸凸度，使滾子球基面和大擋邊面呈點接觸、並且接觸點在大擋邊的中點。
5.根據權利要求4所述的一種用於轉向輪的雙列圓錐滾子軸承長壽命設計方法，其特徵在於:所述的過渡平臺的寬度為0.2^0.4_。
6.根據權利要求5所述的一種用於轉向輪的雙列圓錐滾子軸承長壽命設計方法，其特徵在於:所述的過渡平臺的寬度為0.3_。
7.根據權利要求4飛任一項所述的一種用於轉向輪的雙列圓錐滾子軸承長壽命設計方法，其特徵在於: 所述的滾子球基面半徑的設計: 設O點為滾子球錐面滾道頂點，A為大擋邊與內圈滾道的交點，則OA=P 0，設O』點為滾子球基面的球心，B點為滾子球基面與大擋邊的切點，則O』B為滾子球基面半徑，則O，B 丄 AG， 過O』點做O』 B的垂線與OA交於C點，過C點做AG的垂線與AG交於E點，則:ΑΒ=ΑΕ+ΕΒ=ΑΕ+0』 C，(I) AE=CE.ctg 廣 EAO=O' B.ctg Θ = p 』 ctg Θ , (2) 在Λ O』 OC中，Z O』 OC為滾子球半角，且ZOOC=(p，Z O，CO= Z BOA= Θ，OC=OA-CA=P O-P，/sin θ， 根據正弦定理:
全文摘要
本發明是一種用於轉向輪的雙列圓錐滾子軸承及其長壽命設計方法，所述的用於轉向輪的雙列圓錐滾子軸承包括內圈、外圈、圓錐滾子、保持架和密封裝置，其中，軸承遊隙在正常的遊隙的設計範圍內減小50%-60%，在內圈的大擋邊和倒角之間設計用於消除因圈、外圈不同心造成滾子基面在內圈和倒角連接處的稜上行駛的過渡平臺，使滾子平穩導入內圈大擋邊面，合理設計圓錐滾子的滾子球基面半徑和大擋邊與滾子球基面接觸凸度，使滾子球基面和大擋邊面呈點接觸、並且接觸點在大擋邊的中點。本發明的用於轉向輪的雙列圓錐滾子軸承，合理設計滾子球基面半徑，使滾子球基面和大擋邊面呈點接觸，減少摩擦力矩，軸承壽命提高了一倍以上。
文檔編號F16C19/38GK103089806SQ20131003840
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月31日 優先權日2013年1月31日
發明者田俊英, 商錦海, 徐濤 申請人:煙臺光洋精密軸承有限公司