[发明专利]圆柱滚子轴承对数修形曲线的优化设计方法

说明书

技术领域

本发明属于轴承技术领域，尤其涉及圆柱滚子轴承设计方法。

背景技术

修形滚子轴承正在逐渐在很多重要领域取代传统的直母线滚子轴承。传统的直母线滚子轴承的滚动体与滚道间的早期接触疲劳点蚀常常发生在滚子或滚道上靠近滚子端部的区域，这是因为直母线滚子轴承在受载后滚动体两端存在边界应力集中﹐即“边缘效应”。“边缘效应”的产生使轴承的疲劳寿命大大降低，因为研究表明轴承的寿命与应力的7次方成反比。为了克服这种“边缘效应”，人们进行了大量的理论分析和实验研究。早在十九世纪30年代末Lundberg就提出了母线修形的基本理论，直至二十世纪60年代SKF轴承公司进一步发展了滚子轴承的修形技术。通过使用特殊的滚子外廓曲面可以避免或降低滚动体和内外圈接触引起的边界应力集中，目前，工程中采用的修形曲线主要有：圆弧曲线；直线两端加圆弧——滚子母线中部为直线，两端是修缘圆弧；对数曲线等。对数曲线修形被公认为最佳的修形曲线。现有对数曲线修形方法的不足是：同样采用对数曲线修形，对数曲线方程的具体参数不同，修形效果不同，影响了轴承的承载能力和使用寿命；同时，对数修形曲线存在优化设计问题；对数曲线方程具体参数的确定和修形效果的验证难以解决。

发明内容

本发明的目的在于提出一种圆柱滚子轴承对数修形曲线的优化设计方法，克服现有技术的不足。

本发明的技术方案是：圆柱滚子轴承对数修形曲线的优化设计方法，包括根据接触力学原理建立圆柱滚子轴承对数修形曲线方程和对该圆柱滚子轴承对数修形曲线方程的处理，根据接触力学原理建立圆柱滚子轴承对数修形曲线方程为：

y=k0P2lln{1-(x/l)2}]]>

式中

k0=1-γ12πE1+1-γ22πE2]]>

上述式中，x是以滚子接触半长为原点沿接触线长度方向的坐标值，y是坐标值x所对应的径向坐标值，l为接触半长，P为接触全长2l上的载荷，γ₁和γ₂分别为接触元件1和接触元件2的泊松比，E₁和E₂分别为接触元件1和接触元件2的弹性模量，其特征在于，所述对圆柱滚子轴承对数修形曲线方程的处理包括以下步骤：

1）将方程