大錐角圓錐滾子軸承內圈大擋邊越程槽尺寸的設計

陳德富

(福建省永安軸承有限責任公司，福建 永安 366000)

圓錐滾子軸承內圈大擋邊越程槽的M2max尺寸是指內圈滾道素線與越程槽的交點至大擋邊素線的距離。M2max尺寸的現行設計方法是取M2max尺寸等于滾子大頭倒角軸向坐標的最大極限尺寸rmax,即M2max=rmax，但這種設計方法不宜用在大錐角圓錐滾子軸承的設計上。因為現有內圈滾道磨床上所用砂輪的直徑均較大，磨削大錐角圓錐滾子軸承內圈滾道時，由于砂輪與內圈大擋邊的干涉，砂輪磨削面不能磨到滾道大端的端部，出現留邊現象，嚴重影響產品質量。現介紹一種磨削大錐角圓錐滾子軸承內圈滾道時，不產生留邊的M2max尺寸設計方法。

1 設計方法

圖1為內圈與砂輪之間的幾何關系。A點和E點分別為大擋邊和砂輪的邊緣點，A點所在的大擋邊邊緣圓周與E點所在的砂輪邊緣圓周相交，交點有兩個(圖1中未能示出)，F點為兩個交點在剖面上的投影點。

設AB=h,AD=a,由圖1可知：

a=AC×cos ∠CAD

建立Oxyz和O1x1y1z1兩個空間直角坐標系如圖1所示(Oy和O1y1軸未能示出)。大擋邊邊緣圓周在Oxyz坐標系中的方程為：

圖1 圓錐滾子軸承內圈和砂輪的幾何關系圖

(1)

砂輪邊緣圓周在O1x1y1z1坐標系中的方程為：

(2)

式中：Ds為圓錐滾子軸承內滾道磨床新砂輪直徑，mm。

大擋邊邊緣圓周與砂輪邊緣圓周的兩個交點在Oxyz坐標系中的z值和在O1x1y1z1坐標系中的x1值分別為：

(3)

x1=-[Ds/2-(a-h/tanβ)]

(4)

將(3)式代入(1)式求得兩個交點在Oxyz坐標系中的y值為：

(5)

將(4)式代入(2)式求得兩個交點在O1x1y1z1坐標系中的y1值為：

y1=±{(Ds/2)2-[Ds/2-(a-h/

(6)

因為平面xOy與平面x1O1y1共面，所以y=y1，則可求解得：

(7)

由圖1可知：

L=CG=(CD+DE)cos (λ-β)。

由于，CD=atan (λ-β)，DE=h，則：

L=[atan (λ-β)+h]cos (λ-β)

(8)

將(7)式代入(8)式，得：

cos (λ-β)

(9)

由圖1可知，不產生留邊的條件是：M2max≥L。因此，將有關參數代入(9)式計算出L值，再按照M2max≥L的原則和0.1 mm的取值精度，依據L的計算值對M2max進行取值，即可避免留邊現象的產生。

2 實例計算

以31305～31330大錐角圓錐滾子軸承為例，介紹M2max的取值，如表1所示。

表1 31305～31330軸承M2max尺寸值的選取 mm

3 結束語

根據磨削圓錐滾子軸承內圈滾道時內圈與砂輪之間的幾何關系，得出了不產生留邊的M2max尺寸的設計方法，借助計算機能夠快速得出M2max的計算結果。