阅读说明：本技术 一种圆柱滚子轴承 (Cylindrical roller bearing ) 是由 樊拥军 于 2020-03-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种圆柱滚子轴承,包括有外圈、圆柱形的滚子,所述外圈带斜挡边,所述滚子端部带球基面,滚子其靠近滚子的两端处分别带有对数母线和圆弧母线两种凸度。本发明的圆柱滚子轴承,滚子安装更方便、且运行稳定性更强。(The invention discloses a cylindrical roller bearing which comprises an outer ring and a cylindrical roller, wherein the outer ring is provided with an inclined flange, the end part of the roller is provided with a spherical base surface, and the two ends of the roller, which are close to the roller, are respectively provided with two convexity degrees of a logarithmic bus and an arc bus. The cylindrical roller bearing has the advantages of more convenient roller installation and stronger running stability.)

一种圆柱滚子轴承

技术领域

本发明涉及了一种圆柱滚子轴承。

背景技术

轴承滚动体是滚动轴承中不可少的零件。实际使用和试验均表明，滚子是滚子轴承中最薄弱的零件，滚子的设计和制造质量对轴承的工作性能有很大影响，是影响轴承使用寿命主要的因素。而且滚子的早期失效主要发生在滚子端部或是滚道上靠近滚子端部的区域，尤其是当轴承运行在偏载的实际工况时，由于圆柱滚子两侧载荷情况不同，滚子和外圈挡边之间极易产生“边缘效应”，轴承损耗过快，影响轴承正常工作。

为了解决上述问题，现有技术中一般采用轴承外圈带斜挡边、滚子端部带球基面、外圆带对数母线和圆弧母线两种凸度的结构设计，采用这种结构虽然在一定程度上改善这种缺陷，但效果仍然有待提高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种更适用于偏载工况，且工作更稳定、使用寿命更长的圆柱滚子轴承。

为实现上述目的，本发明提供了一种圆柱滚子轴承，包括有外圈、圆柱形的滚子，所述外圈带斜挡边，所述滚子端部带球基面，滚子其靠近滚子的两端处分别带有对数母线和圆弧母线两种凸度，

所述球基面的计算公式为：

其中R为滚子端部球基面的半径(mm)，h为挡边高度(mm)，D_w为滚子直径(mm)，取滚子端面与斜挡边相交于与1/2挡边高度位置，γ为负背角(分)，负背角γ的取值范围为10′～45′；

所述对数母线滚子素线方程为(以滚子底部中间位置为坐标系原点，坐标系的x轴沿滚子的长度方向延伸，y轴沿滚子的宽度方向延伸)：

L_we＝L_w-2r；

其中x取值范围为ν为材料泊松比(常量)，E为材料的弹性模量(MPa)，Q_max为滚动体所受最大载荷(N)，L_we是滚子的有效长度(mm)，L_w为滚子总长(mm)，r为倒角半径(mm)。

其中：F_r为轴承内圈所受的径向载荷(N)，Z为滚子个数，1/J_r取4.08(常量)，

所述圆弧母线滚子素线方程为：

其中，Rc'是指圆弧母线所在圆的半径(mm)，所述L_w为滚子总长(mm)，t₁为滚子最大倒角值(mm)，t＝0.15(L_w-2t₁)，δ为设定凸度值(mm)。

进一步地，所述滚子两端具有凹穴。凹穴的设置可用于储油，提高滚子的滚动效果。

进一步地，所述滚子两端的凹穴中分别设置有用于区分滚子对应对数母线凸度一端和对应圆弧母线一端的记号。将记号设置在凹穴内便于辨认，且不会对滚子运转造成影响。

进一步地，所述滚子凸度通过工装磨具单个磨削加工。采用这种加工方式能够提高滚子凸度的加工精度，且具有更高的加工效率。

本发明的有益效果是：本发明在常规带有外圆带对数母线和圆弧母线滚子轴承的基础上进一步进行了优化，集中了两种两种凸度的优点，减少应力集中风险的同时，提高了轴承运行平稳定和抵抗挠度、倾覆力矩的能力，降低了噪音和转动力矩，尤其适用于偏载的实际工况中。

附图说明

图1为不带球基面的滚子和外圈挡边的配合示意图；

图2为本发明实施例中带球基面的滚子和外圈挡边的配合示意图；

图3为本发明实施例中斜挡边与滚子的接触位置示意图；

图4为本发明实施例中坐标系上滚子对数母线的示意图；

图5为本发明实施例中滚子倒角的示意图。

具体实施方式

本发明一种圆柱滚子轴承的实施例如图所示：包括有外圈1、圆柱形的滚子2，所述外圈1带斜挡边11，所述滚子2端部带球基面21(参见图2)，滚子2其靠近滚子的两端处分别带有对数母线2a和圆弧母线2b两种凸度，

所述球基面21的计算公式为(参见图3)：

其中R为滚子端部球基面的半径(mm)，h为挡边高度(mm)，D_w为滚子直径(mm)，取滚子端面与斜挡边相交于与1/2挡边高度位置，γ为负背角(分)，负背角γ的取值范围为10′～45′，所述负背角是指外圈斜挡边相对于外圈径向的夹角；

所述对数母线滚子素线方程为(当滚子平放状态时，以滚子底部中间位置为坐标系原点，坐标系的x轴沿滚子的长度方向延伸，y轴沿滚子的宽度方向延伸，参见图4)：

L_we＝L_w-2r；

其中x取值范围为ν为材料泊松比(常量)，E为材料的弹性模量(MPa)，Q_max为滚动体所受最大载荷(N)，L_we是滚子的有效长度(mm)，L_w为滚子总长(mm)，r为倒角半径(mm)，倒角r的示意参见图5。

其中：F_r为轴承内圈所受的径向载荷(N)，Z为滚子个数，1/J_r取4.08(常量)，

所述圆弧母线滚子素线方程为：

其中，Rc'是指圆弧母线所在圆的半径(mm)，所述L_w为滚子总长(mm)，t₁为滚子最大倒角值(mm)，t＝0.15(L_w-2t₁)，δ为设定凸度值(mm)。

所述滚子两端具有凹穴23，滚子两端的凹穴23优选得为沿滚子的轴线呈中心对称。所述滚子两端的凹穴23中分别设置有用于区分滚子对应对数母线凸度一端和对应圆弧母线一端的记号。所述记号可以是分别涂覆在滚子两端凹穴内的两种色号的油漆，当然也可以是设置在凹穴内的刻痕，只要是能够识别滚子两端，又不影响使用性能的记号均可。由于滚子两端凸度用肉眼难以直观区分，通过标记来进行区分，方便轴承的加工、装配等环节。

所述滚子凸度通过工装磨具单个磨削加工，能够提高滚子凸度的加工精度，且具有更高的加工效率。

以上实施例，只是本发明优选地具体实施例的一种，本领域技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都包含在本发明的保护范围内。