三、四點角接觸球軸承游隙計算的分析

孫慧廣，寇思源

（1.中國人民解放軍駐哈爾濱軸承集團公司軍事代表室，黑龍江 哈爾濱 150036；2.中航工業哈爾濱軸承有限公司 研發中心，黑龍江 哈爾濱 150036）

文中涉及到的符號及其含義：

α—接觸角，

Pd—徑向測量游隙，

Pe—軸向測量游隙，

ri—內圈溝曲率半徑，

re—外圈溝曲率半徑，

Dw—鋼球直徑，

as—三點接觸時的墊片角，

βs—四點接觸時的墊片角，

Xi—內圈溝曲率半徑中心橫坐標，

Xe—外圈溝曲率半徑中心橫坐標。

1 前言

三、四點角接觸球軸承廣泛的應用于同時承受軸向、徑向力的場合，在航空、航海機械中大量使用。在實際使用中該類軸承的游隙與普通的角接觸軸承的計算、測量有較大的差異，本文試就三點和四點軸承的計算、測量進行簡單的分析，試給出合理的幾何關系。

在普通的角接觸球軸承中，接觸角與軸承游隙的幾何關系較為簡單：

而在三點角接觸球軸承中，由于溝道半徑中心的偏移，其幾何關系也隨之進行了變化，此時需要將三點角接觸球軸承中的幾何關系先還原為普通角接觸形，然后再按照普通角接觸形進行計算。

2 三、四點角接觸球軸承結構

2.1 三點角接觸球軸承（圖1）

2.1.1 雙半外圈角接觸球軸承

雙半外圈的角接觸球軸承，內圈與同規格尺寸的外圈斜坡角接觸球軸承內圈一致，而外圈則是進行了溝心位置的橫向位移。

2.1.2 雙半內圈角接觸球軸承

雙半內圈的角接觸球軸承外圈與同規格尺寸的內圈斜坡角接觸球軸承外圈一致，而內圈則是進行了溝心位置的橫向位移。

2.2 四點角接觸球軸承

四點角接觸球軸承一般外圈為整體，而內圈為雙半。外圈為整體，溝道為兩部分，有時帶退刀槽，有時不帶；內圈為雙半內。其結構形式如下圖 2 所示。

圖1 三點角接觸球軸承

圖2 四點角接觸球軸承

3 軸承內部幾何關系

3.1 雙半外圈三點角接觸球軸承

3.1.1 徑向游隙與接觸角

3.1.2 軸向游隙與接觸角：

3.1.3 徑向游隙與軸向游隙

3.2 雙半內圈三點角接觸球軸承

3.2.1 徑向游隙與接觸角

3.2.2 軸向游隙與接觸角

3.2.3 徑向游隙與軸向游隙

3. 3 四點角接觸球軸承

四點角接觸球軸承的幾何關系較為復雜，需要考慮內、外圈溝心位置變化對游隙造成的影響。

3. 3.1 徑向游隙與接觸角

化簡后得：

3.3.2 軸向游隙與接觸角

3. 3.3 徑向游隙與軸向游隙

4 對比分析

4.1 三點接觸

某型雙半內圈角接觸球軸承參數：鋼球直徑22.225 mm，外溝曲率半徑11.mm，內溝曲率半徑11mm，墊片角25°，內圈溝曲率半徑中心橫坐標mm，徑向游隙0.229mm～0.274mm。

（1）按以往的公式計算得：接觸角3 3.2°～4 1.5°，軸向游隙為：0.537mm～0.698mm。

（2） 按改進的公式計算得：接觸角3 4.6°～4 0.0°，軸向游隙為：0.602mm～0.848mm。

4.2 四點接觸

某型雙半內圈角接觸球軸承參數：鋼球直徑24.606mm，外溝半徑mm，內溝半徑mm，墊片角26°，內圈溝曲率半徑中心橫坐標mm，外圈溝曲率半徑中心橫坐標徑向游隙0.15mm～0.18mm。

（1）按以往的公式計算得：接觸角25.3°～34.1°，軸向游隙為：0.182mm～0.457mm。

（2）按改進的公式計算得：接觸角30.8°～34.3°，軸向游隙為：0.769mm～1.520mm。

由以上的計算結果可以看出，改進前后的接觸角及游隙轉化都有較大的出入，主要是由于以往的計算公式沒有考慮偏溝位移帶來的游隙的改變。

5 結束語

三、四點角接觸球軸承，就是普通角接觸球軸承的特殊形式。有其基本的共同原理。三、四點角接觸球軸承的測量游隙與普通角接觸球軸承的測量游隙不同，普通的角接觸的測量游隙就是它的計算游隙，三、四點角接觸球軸承的測量游隙不是它的計算游隙，計算游隙需要進行計算。改進后的接觸角與游隙轉化公式更符合軸承內部幾何關系，較以往的計算公式更合理的指導生產服務。

［1］王獻鋒，等.三點四點接觸球軸承接觸角和游隙的計算[J].軸承, 2006,(6).