专利名称：一种用于转向轮的双列圆锥滚子轴承及其长寿命设计方法
技术领域：
本发明属于机械作业领域，是一种用于转向轮的双列圆锥滚子轴承及其长寿命设计方法。
背景技术：
双列圆锥滚子轴承该轴承有一个外圈两个内圈，两内圈之间有一隔圈，改变隔圈厚度可调整游隙，可同时承受径向载荷与双向轴向载荷，可在轴承游隙范围内限制轴或外壳的双向轴向位移，广泛的应用于汽车转向轮。这类双列圆锥滚子轴承通常的设计方法是:1、轴承的游隙在0.08-0.20mm范围内；2、轴承内圈挡边为锥面或弧面形状；3、轴承的滚子球基面半径按设计手册为0.95*锥面母线长度。这种设计方法应用于车辆转向轮轴承是存在以下问题:1、由于转向轮轴承外圈受到频繁的较大的扭矩，需要轴承有较大的刚性，而轴承的刚性大小取决于轴承的内部游隙，用常规设计方法设计的游隙用于转向轮时，刚性不足，造成轴承滚道面上一点受力，应力明显增大，轴承很快在受力点产生疲劳剥落，使整套轴承失效。2、轴承挡边与滚子基面之间是滑动摩擦，因此，这两个面之间油膜的形成和油膜厚度对轴承寿命至关重要。按常规设计方法，两个面基本上是面与面接触不利于油膜的形成,造成摩擦力矩大,温升高。3、对于转向轴承由于内圈和外圈的不同心，滚子导入时滚子旋转时球基面是在内圈的挡边面与倒角接触棱上行驶，造成滚子将内圈挡边啃伤导致轴承失效。
发明内容
本发明提供了一种用于转向轮的双列圆锥滚子轴承及其长寿命设计方法，它解决了以下问题:(I)现有轴承游隙用于转向轮时，刚性不足，造成轴承滚道面上一点受力，应力明显增大，轴承很快在受力点产生疲劳剥落，使整套轴承失效；(2)轴承挡边与滚子基面是面与面接触不利于油膜的形成，造成摩擦力矩大，温升高的问题；(3)转向轴承由于内圈和外圈的不同心，滚子导入时滚子旋转时球基面是在内圈的挡边面与倒角接触棱上行驶，造成滚子将内圈挡边啃伤导致轴承失效。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:一种用于转向轮的双列圆锥滚子轴承，包括内圈、外圈、圆锥滚子、保持架和密封装置，其特征在于:轴承的游隙为0.04-0.08mm，在内圈的大挡边和倒角之间设置有用于消除因内、外圈不同心造成滚子基面在内圈和倒角连接处的棱上行驶的过渡平台，圆锥滚子的滚子球基面半径为:
权利要求
1.一种用于转向轮的双列圆锥滚子轴承，包括内圈、外圈、圆锥滚子、保持架和密封装置，其特征在于:轴承的游隙为0.04-0.12mm，在内圈的大挡边和倒角之间设置有用于消除因内、外圈不同心造成滚子基面在内圈和倒角连接处的棱上行驶的过渡平台，圆锥滚子的滚子球基面半径为:
2.根据权利要求1所述的一种用于转向轮的双列圆锥滚子轴承，其特征在于:所述的过渡平台的宽度为0.2^0.4mm。
3.根据权利要求2所述的一种用于转向轮的双列圆锥滚子轴承，其特征在于:所述的过渡平台的宽度为0.3mm。
4.一种用于转向轮的双列圆锥滚子轴承长寿命设计方法，所述双列圆锥滚子轴承包括内圈、外圈、圆锥滚子、保持架和密封装置，其特征在于:轴承游隙在正常的游隙的设计范围内减小50%-60%，在内圈的大挡边和倒角之间设计用于消除因内、外圈不同心造成滚子基面在内圈和倒角连接处的棱上行驶的过渡平台，使滚子平稳导入内圈大挡边面，合理设计圆锥滚子的滚子球基面半径和大挡边与滚子球基面接触凸度，使滚子球基面和大挡边面呈点接触、并且接触点在大挡边的中点。
5.根据权利要求4所述的一种用于转向轮的双列圆锥滚子轴承长寿命设计方法，其特征在于:所述的过渡平台的宽度为0.2^0.4_。
6.根据权利要求5所述的一种用于转向轮的双列圆锥滚子轴承长寿命设计方法，其特征在于:所述的过渡平台的宽度为0.3_。
7.根据权利要求4飞任一项所述的一种用于转向轮的双列圆锥滚子轴承长寿命设计方法，其特征在于: 所述的滚子球基面半径的设计: 设O点为滚子球锥面滚道顶点，A为大挡边与内圈滚道的交点，则OA=P 0，设O’点为滚子球基面的球心，B点为滚子球基面与大挡边的切点，则O’B为滚子球基面半径，则O，B 丄 AG， 过O’点做O’ B的垂线与OA交于C点，过C点做AG的垂线与AG交于E点，则:ΑΒ=ΑΕ+ΕΒ=ΑΕ+0’ C，(I) AE=CE.ctg 广 EAO=O' B.ctg Θ = p ’ ctg Θ , (2) 在Λ O’ OC中，Z O’ OC为滚子球半角，且ZOOC=(p，Z O，CO= Z BOA= Θ，OC=OA-CA=P O-P，/sin θ， 根据正弦定理:
全文摘要
本发明是一种用于转向轮的双列圆锥滚子轴承及其长寿命设计方法，所述的用于转向轮的双列圆锥滚子轴承包括内圈、外圈、圆锥滚子、保持架和密封装置，其中，轴承游隙在正常的游隙的设计范围内减小50%-60%，在内圈的大挡边和倒角之间设计用于消除因圈、外圈不同心造成滚子基面在内圈和倒角连接处的棱上行驶的过渡平台，使滚子平稳导入内圈大挡边面，合理设计圆锥滚子的滚子球基面半径和大挡边与滚子球基面接触凸度，使滚子球基面和大挡边面呈点接触、并且接触点在大挡边的中点。本发明的用于转向轮的双列圆锥滚子轴承，合理设计滚子球基面半径，使滚子球基面和大挡边面呈点接触，减少摩擦力矩，轴承寿命提高了一倍以上。
文档编号F16C19/38GK103089806SQ20131003840
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月31日 优先权日2013年1月31日
发明者田俊英, 商锦海, 徐涛 申请人:烟台光洋精密轴承有限公司