【摘要】：為了滿足剝皮機的擠壓揉搓作業(yè)效果,簡化機械結構,設計了一種曲溝球軸承。建立曲溝球軸承受力分析模型,分析了不同加載力下滾動體與外圈滾道的峰頂?shù)焦鹊字g5個接觸點的接觸應力,得到滾動體與外圈之間的接觸應力從峰頂?shù)焦鹊字饾u減小、隨著加載力的增大而增加的趨勢;在此基礎上,試制了外圈為三維正弦曲線環(huán)形圓弧滾道,內(nèi)圈為定點窩眼滾珠結構的曲溝球軸承,用自制的試驗臺對試制的曲溝球軸承進行了測試。結果表明:加載力增大,軸承外圈的溫升幅度增高,溫升速度加快,經(jīng)過10 min后,溫升曲線趨于平緩,基本達到了熱平衡狀態(tài)。研究成果為曲溝球軸承的結構優(yōu)化、定型生產(chǎn)及后續(xù)的推廣應用提供了參考。
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圖片說明： 農(nóng)業(yè)工程學報（http://www.tcsae.org）2017年76利用球頭銑刀加工外圈，銑刀的中心與正弦曲線的軌跡相重合，在任一位置上，銑刀截面均垂直于正弦曲線的軌跡進行銑削加工，如圖4所示。內(nèi)圈的球形窩眼同樣采用球形銑刀進行加工，各零件制作完成后，裝配時，首先將小滾珠填入內(nèi)圈窩眼，并加入足夠的潤滑油，然后將保持架與內(nèi)圈采用過渡配合進行安裝，利用橡皮錘敲擊滾動體進入內(nèi)圈的窩眼中，將外圈與內(nèi)圈套裝形成曲溝球軸承的整體，如圖5所示。1.銑削軌跡2.峰頂處的銑刀方位3.谷底處的銑刀方位4.一般位置處的銑刀方位1.Millingtrack2.Millingcutterorientationatsummit3.Millingcutterorientationatbottom4.Millingcutterorientationingeneralposition圖4曲溝球軸承外圈加工示意圖Fig.4Schematicdiagramofouterringofcurvedgrooveballbearing圖5曲溝球軸承樣品Fig.5Sampleofcurvedgrooveballbearing2曲溝球軸承的接觸應力分析進行滾動軸承的結構分析，接觸應力計算是出發(fā)點[4-6]，依據(jù)彈性接觸理論，對曲溝球軸承外圈的特殊結構建立受力分析模型，并對這種典型的非線性問題進行求解，為后續(xù)的試驗研究提供參考。2.1理論依據(jù)彈性體受載后產(chǎn)生的局部應力與變形滿足基本的力學平衡方程與變形協(xié)調(diào)方程[7-8]，即(,)ddAPxyxyQ（3）式中A為接觸區(qū)域，P為接觸應力，MPa；(x,y)為接觸區(qū)域內(nèi)點的坐標；Q為載荷，N。221(,)dd(,)()()APxyxyxyExxyy（4）22121211EEE（5）式中δ為彈性趨近量，mm；σ為初始間距，mm；(x,y)為彈性體受載變形后接觸區(qū)域內(nèi)點的坐標；E1、
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圖片說明： 鶯兆冉喲ダ礪鄣募蚧狁撲悖嘞聳弊畬蠛兆冉喲?應力23max1.5()πabPQee（14）式中πeaeb為赫茲接觸系數(shù)，與接觸形態(tài)相關。由于軸承內(nèi)圈在軸帶動下旋轉(zhuǎn)，，滾動體A與軸承外圈的接觸位置會經(jīng)歷從1點的峰頂?shù)?點的谷底循環(huán)。因此按照旋轉(zhuǎn)方向，以初始1點位置峰頂處開始，取2個二分之一振幅的2點和4點、中間3點及谷底5點的5個位置，分別分析其接觸點受力狀態(tài)，計算相應的接觸應力，將5個位置分別標記為1—5，將其向側(cè)面進行投影，其位置分布如圖7所示。圖7計算位置示意圖Fig.7Calculatedpositiondiagram從圖6的受力分析模型中可以看出，在不同位置受載后形成的接觸角α′及接觸形態(tài)決定著接觸應力的大小，以下針對這2個參數(shù)進行分析。2.2.1受載后的接觸角α′接觸角對軸承的載荷分布具有重要影響，對接觸角的計算是軸承動、靜態(tài)分析的基礎[22-23]。如圖8所示[24]。當曲溝球軸承承受軸向力Fa時，內(nèi)圈窩眼曲率中心B移至B1，接觸角由原始接觸角α變?yōu)棣痢�，外圈滾道與內(nèi)圈窩眼曲率中心之間的距離變化量δn是滾動體與內(nèi)圈的變形量加上滾動體與外圈的變形量得到的，其數(shù)值：注：δa為內(nèi)圈窩眼曲率中心軸向位移，mm；δn為外圈滾道與內(nèi)圈窩眼曲率中心之間的距離變化量，mm；α為軸承原始接觸角，(°)；α′為軸承受力后的接觸角，(°)。Note:δaisaxialdisplacementofcurvaturecenterofinnerhole,mm;δnisdistancebetweencurvaturecentersofouterringracewayandinnerhole,mm;αisinitialcontactangleofbearing,(°);α′iscontactangleafterforcingon
【作者單位】： 西北農(nóng)林科技大學機械與電子工程學院;陜西省農(nóng)業(yè)裝備工程技術研究中心;
【基金】：陜西省13115工程技術研究中心項目(2011HBGC-03)
【分類號】：TH133.33

【參考文獻】

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本文編號：2515482