[发明专利]圆柱滚子轴承外圈径向跳动预测方法

摘要

本发明涉及圆柱滚子轴承外圈径向跳动预测方法，该方法包括如下步骤：获取圆柱滚子轴承参数；使外圈滚道转动一个设定步长角度；判断位于轴承上方的滚子；计算位于X轴上方的滚子与内圈滚道接触时的滚子圆心坐标；在X、Y轴方向移动外圈滚道，获知外圈滚道可移动区域内任意位置处滚子与外圈滚道的接触状态，根据预先设定的轴承稳态状态判据，找出外圈滚道的稳定位置，所述稳定位置的外圈在X方向及Y方向上位移的矢量和即为外圈转动一个设定角度时外圈径向跳动值。本发明可用于预测具有任意尺寸和圆度误差的轴承零件装配后的轴承旋转精度，为滚动轴承精度设计和预测提供方法支撑，对研制高精度滚动轴承产品具有积极作用，并可用于指导生产。

主权项

1.圆柱滚子轴承外圈径向跳动预测方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：1)获取圆柱滚子轴承参数：包括滚子直径、滚子个数、内圈滚道直径、外圈滚道直径、内圈滚道尺寸误差和圆度误差、外圈滚道尺寸误差和圆度误差、滚子尺寸误差和圆度误差、内外圈滚道和滚子廓形方程；2)使外圈滚道转动一个设定步长角度；3)以内圈滚道的圆心为原点，水平方向为X轴建立直角坐标系，判断位于X轴上方的滚子；4)对于任意一个位于X轴上方的滚子，根据该滚子自转γ1角度后滚子表面任一点的轮廓半径、内圈滚道上任一点的轮廓半径、滚子圆心到内圈滚道圆心的距离、内圈滚道上任一点与滚子圆心在圆周方向上的夹角及滚子在直角坐标系中所处的象限位置，计算滚子表面到内圈滚道表面的最短距离，使该滚子沿径向移动，直到滚子表面到内圈滚道表面的最短距离的绝对值小于收敛误差，即该滚子与内圈滚道接触，计算此时该滚子的圆心坐标；5)在X、Y轴方向使外圈滚道移动一个预设步长，记录此时外圈滚道的位置；6)根据步骤4)中计算得到的滚子的圆心坐标，计算滚子表面到外圈滚道表面的最短距离，进而判断在该外圈滚道的位置下是否有滚子与外圈滚道接触，若没有，返回步骤5)，否则，记录该外圈滚道的圆心坐标及滚子与外圈滚道的接触情况；7)重复步骤5)～6)获知外圈滚道可移动区域内任意位置处外圈滚道的接触状态，根据预先设定的轴承稳态状态判据，找出外圈滚道的稳定位置，所述稳定位置的外圈滚道在X方向及Y方向上位移的矢量和即为外圈转动一个步长角度时外圈径向跳动值；步骤4)中滚子自转γ1角度后滚子表面一点A的轮廓半径的计算公式为：其中，D_w为滚子理想圆直径；j为滚子序号，j＝1,2,…,Z，Z为滚子个数；ΔD_j为第j个滚子直径尺寸误差；C_rjn为第j个滚子表面轮廓第n阶谐波幅值；为第j个滚子表面轮廓第n阶谐波初始相位角；θ_A为滚子表面A点的位置角，与滚子和A点所处位置有关；其中，d_m为轴承节圆直径；α为外圈滚道转动的角度；滚子表面A点的位置角θA与滚子所处象限及滚子表面点A与直线orjO的位置关系有关：当滚子处于第一象限，且滚子表面上任一点A在orjO直线上方时，θA＝π+φj‑βij；当滚子处于第一象限且滚子表面上任一点A在orjO直线下方时，θA＝π+βij+φj；当滚子处于第二象限且滚子表面上任一点A在orjO直线上方时，θA＝π+βij+φj；当滚子处于第二象限且滚子表面上任一点A在orjO直线下方时，θA＝π+φj‑βij，其中，βij为直线orjC和直线orjO的夹角，φj为第j个滚子的位置角，直线orjO为滚子圆心与内圈滚道圆心的连线所在直线。