结构优化的长寿命圆锥滚子轴承pdf

　　本发明涉及一种结构优化的长寿命圆锥滚子轴承，它包括外圈、内圈、滚子及保持架，其特征在于：所述内圈滚道母线、外圈滚道母线及滚子母线呈相互匹配的对数曲线凸度形状。本发明通过改善滚子与内圈滚道和外圈滚道接触面之间的应力分布，从而可消除边缘应力，提高轴承疲劳寿命。此外，本发明还通过加大内圈的大挡边根部宽度和加大轴承接触角，从而提高轴向承载能力，解决在高扭矩和高轴向载荷工况下的轴承损坏问题，使本发明所述的轴承能够适应引进的八吨载货汽车驱动桥主减速器主齿的需要。

　　1.一种结构优化的长寿命圆锥滚子轴承，它包括外圈（1）、内圈（2）、滚子（3）及保持架（4），其特征在于：所述内圈（2）滚道母线）滚道母线）母线呈相互匹配的对数曲线所述的结构优化的长寿命圆锥滚子轴承，其特征在于：①内圈（2）滚道母线                                                ，滚道母线，对数曲线方程为：②外圈（1）滚道母线，滚道母线，对数曲线方程为：③滚子（3）母线，滚子母线，对数曲线方程为：。3.根据权利要求2所述的结构优化的长寿命圆锥滚子轴承，其特征在于：内圈（2） 的大挡边根部宽度为6.48mm。4.根据权利要求2所述的结构优化的长寿命圆锥滚子轴承，其特征在于：轴承接触角为28°48’39”。5.根据权利要求2所述的结构优化的长寿命圆锥滚子轴承，其特征在于：滚子（3）直径为17.808mm。6.根据权利要求2所述的结构优化的长寿命圆锥滚子轴承，其特征在于：外圈（1）滚道小内径为88.685mm，内圈（2）滚道最大直径为81.183mm。

　　结构优化的长寿命圆锥滚子轴承技术领域本发明涉及滚动轴承技术领域，特别涉及一种用于汽车驱动桥主锥上的结构优化的长寿命圆锥滚子轴承。

　　国内某车桥厂新引进的八吨载货汽车驱动桥中，其主锥上的圆锥滚子轴承（通用产品72212C/72487）原是国外的渗碳钢轴承。该车桥在引进再开发的国产化过程中，为较大幅度降低成本，要求选用GCr15轴承钢材料。同时，为适应国内载货汽车普遍存在的超载且路况差的工况，要求在做车桥台架试验时，采用超过额定扭矩20％的输出试验扭矩：15000N.m；轴承寿命合格要求50万转。

　　然而，采用GCr15钢制造的通用轴承在台架试验中，有的轴承运转不到30万转就因大挡边破裂，造成轴承提前失效；有的轴承运转不到50万转就疲劳失效。经分析：在高试验扭矩的作用下，主锥圆锥滚子轴承承受相当大的轴向载荷，而采用GCr15钢制造的轴承韧性低于渗碳钢轴承，导致大挡边破裂，轴承提前失效。同样，在高试验扭矩的作用下，促使轴承疲劳破坏加快，寿命降低。

　　本发明的目的是提供一种结构优化的长寿命圆锥滚子轴承，它通过改善滚子与内圈滚道和外圈滚道接触面之间的应力分布，从而可消除边缘应力，提高轴承疲劳寿命。

　　本发明技术方案是这样构成的：一种结构优化的长寿命圆锥滚子轴承，它包括外圈、内圈、滚子及保持架，其特征在于：所述内圈滚道母线、外圈滚道母线及滚子母线呈相互匹配的对数曲线凸度形状。

　　为了提高轴承的轴向承载能力，内圈的大挡边根部宽度增加为6.48mm，通过加大内圈的大挡边根部宽度，可增加挡边强度，提高轴向承载能力，防止大挡边破裂。

　　为了弥补因轴承接触角加大和滚子母线投影长度减小而导致的额定载荷的下降，确保额定载荷不低于原设计值，滚子3直径加大为17.808mm，并相应优化其它零件的结构参数。

　　（1）本发明将内圈滚道、外圈滚道和滚子母线由原来的直线改变为对数曲线形状且采用最佳的凸度值，从而可在滚子与滚道接触面提供最佳应力分布，消除“边缘应力”，提高轴承疲劳寿命；

　　（2）本发明通过加大内圈大挡边根部宽度，可增加挡边强度，提高轴向承载能力，防止大挡边破裂；与原通用轴承相比，挡边强度提高8.54％；

　　（3）本发明通过加大轴承接触角，可进一步提高轴向承载能力；与原通用轴承相比，轴承轴向承载能力提高9.13％。

　　（4）本发明通过优化滚子直径等内部设计参数，可确保额定负荷不低于原设计值。

　　（5）由于具有上述优点，使得本发明的轴承可在采用与原通用轴承相同的外形尺寸以满足汽车的安装要求的前提下，采用国产GCr15钢制造，从而既降低生产成本，又有效解决在高扭矩和高轴向载荷工况下的轴承损坏问题，适应引进的八吨载货汽车驱动桥主减速器主齿的需要。本发明制造的轴承经国家汽车质量监督检验中心台架强化试验，寿命达到55.7万转，超过用户提出的寿命50万转的要求。

　　如图5-图6所示为本发明提供的结构优化的长寿命圆锥滚子轴承的实施例示意图，它包括外圈1、内圈2、夹设于外圈1和内圈2之间起支撑作用并实现相对旋转的多个滚子3以及隔开并引导滚子运动的保持架4。

　　现有技术中内圈2滚道母线滚道母线母线所示）；而本发明中，内圈2滚道母线滚道母线母线采用相互匹配的对数曲线凸度形状及最佳的凸度值（如图5-图8所示），在滚子3与内圈2滚道及外圈1滚道接触面提供最佳应力分布，从而有效消除“边缘应力”，提高轴承疲劳寿命。

　　二、内圈2 的大挡边根部宽度由图3的5.54mm增加图7的为6.48mm，提高挡边强度8.54％，从而提高了轴向承载能力，防止大挡边破裂。

　　三、轴承接触角由图2的26°10’加大为图6的28°48’39”， 轴承轴向承载能力提高9.13％。

　　四、滚子3直径由图4的16.998mm加大为图8的17.808mm，弥补因轴承接触角加大和滚子母线投影长度减小而导致的额定载荷的下降，确保额定载荷不低于原设计值。

　　五、外圈1滚道小内径由图2的Φ88.386mm改变为图6的Φ88.685mm，内圈2滚道最大直径由图3的Φ81.017mm改变为图7的Φ81.183mm。另外，其它零件的结构参数均作相应改变。

　　六、本发明所述的结构优化的长寿命圆锥滚子轴承与原通用轴承的外形尺寸相同且额定负荷不低于原标准设计值，满足了汽车的安装要求。

　　2、 摘要 本发明涉及一种结构优化的长寿命圆锥滚子 轴承， 它包括外圈、 内圈、 滚子及保持架， 其特征在 于 ： 所述内圈滚道母线、 外圈滚道母线及滚子母 线呈相互匹配的对数曲线凸度形状。本发明通过 改善滚子与内圈滚道和外圈滚道接触面之间的应 力分布， 从而可消除边缘应力， 提高轴承疲劳寿 命。此外， 本发明还通过加大内圈的大挡边根部 宽度和加大轴承接触角， 从而提高轴向承载能力， 解决在高扭矩和高轴向载荷工况下的轴承损坏问 题， 使本发明所述的轴承能够适应引进的八吨载 货汽车驱动桥主减速器主齿的需要。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求。

　　3、书 1 页 说明书 3 页 附图 5 页 CN 102287463 A1/1 页 2 1. 一种结构优化的长寿命圆锥滚子轴承， 它包括外圈 （1） 、 内圈 （2） 、 滚子 （3） 及保持架 （4） ， 其特征在于 ： 所述内圈 （2） 滚道母线） 滚道母线） 母线呈相互匹配的 对数曲线 所述的结构优化的长寿命圆锥滚子轴承， 其特征在于 ： 内 圈 （2）滚 道 母 线 的 对 数 曲 线 凸 度 形 状 的 总 凸 度 量 为 9 12 ， 滚道母线， 对数曲线、线的对数曲线凸度形状的总凸度量为 6.5 9， 滚道母线， 对数曲线） 母线的对数曲线凸度形状的总凸度量为 6.5 9， 滚子母线， 对数曲线 所述的结构优化的长寿命圆锥滚子轴承， 其特征在于 ： 内圈 （2） 的 大挡边根部宽度为 6.48mm。 4. 根据权利要求 2 所述的结构优化的长寿命圆锥滚子轴承， 其特征在于 ： 轴承接触角 为 28 48 39” 。 5.根据权利要求2所述的结构优化的长寿命圆锥滚子轴承， 其特征在于 ： 滚子 （3） 直径。

　　5、 为 17.808mm。 6.根据权利要求2所述的结构优化的长寿命圆锥滚子轴承， 其特征在于 ： 外圈 （1） 滚道 小内径为 88.685mm， 内圈 （2） 滚道最大直径为 81.183mm。 权 利 要 求 书 CN 102287450 ACN 102287450 A CN 102287463 A1/3 页 3 结构优化的长寿命圆锥滚子轴承 技术领域 0001 本发明涉及滚动轴承技术领域， 特别涉及一种用于汽车驱动桥主锥上的结构优化 的长寿命圆锥滚子轴承。 背景技术 0002 国内某车桥厂新引进的八吨载货汽车驱动桥中， 其主锥上的圆锥滚子轴承 （通用 产品 72212C/72487） 原。

　　6、是国外的渗碳钢轴承。该车桥在引进再开发的国产化过程中， 为较 大幅度降低成本， 要求选用 GCr15 轴承钢材料。同时， 为适应国内载货汽车普遍存在的超 载且路况差的工况， 要求在做车桥台架试验时， 采用超过额定扭矩 20的输出试验扭矩 ： 15000N.m ； 轴承寿命合格要求 50 万转。 0003 然而， 采用 GCr15 钢制造的通用轴承在台架试验中， 有的轴承运转不到 30 万转就 因大挡边破裂， 造成轴承提前失效 ； 有的轴承运转不到50万转就疲劳失效。 经分析 ： 在高试 验扭矩的作用下， 主锥圆锥滚子轴承承受相当大的轴向载荷， 而采用 GCr15 钢制造的轴承 韧性低于渗碳钢轴。

　　7、承， 导致大挡边破裂， 轴承提前失效。 同样， 在高试验扭矩的作用下， 促使 轴承疲劳破坏加快， 寿命降低。 发明内容 0004 本发明的目的是提供一种结构优化的长寿命圆锥滚子轴承， 它通过改善滚子与内 圈滚道和外圈滚道接触面之间的应力分布， 从而可消除边缘应力， 提高轴承疲劳寿命。 0005 本发明技术方案是这样构成的 ： 一种结构优化的长寿命圆锥滚子轴承， 它包括外 圈、 内圈、 滚子及保持架， 其特征在于 ： 所述内圈滚道母线、 外圈滚道母线及滚子母线呈相互 匹配的对数曲线 本发明上述技术方案中， 内圈滚道母线的对数曲线凸度形状的总凸度量为 9 12， 滚道母线， 对数曲线方程为 ： 外圈滚道母线的对数曲线凸度形状的总凸度量为 6.5 9， 滚道母线， 对数曲线方程为 ： 滚子母线的对数曲线凸度形状的总凸度量为 6.5 9， 滚子母线， 对数曲线方程为 ： 说 明 书 CN 102287450 ACN 102287450 A CN 102287463 A2/3 页 4 。 0007 此外， 本发明上述技术方案还做了以下改进 ： 为了提高轴承的轴向承载能力， 内圈的大挡边根部宽度增加为 6.48mm， 通过加大内圈 的大挡边根部宽度， 可增。

　　9、加挡边强度， 提高轴向承载能力， 防止大挡边破裂。 0008 为了进一步提高轴承的轴向承载能力， 轴承接触角加大为 28 48 39” 。 0009 为了弥补因轴承接触角加大和滚子母线投影长度减小而导致的额定载荷的下降， 确保额定载荷不低于原设计值， 滚子 3 直径加大为 17.808mm， 并相应优化其它零件的结构 参数。 0010 较之现有技术而言， 本发明具有以下有益效果 ： （1） 本发明将内圈滚道、 外圈滚道和滚子母线由原来的直线改变为对数曲线形状且采 用最佳的凸度值， 从而可在滚子与滚道接触面提供最佳应力分布， 消除 “边缘应力” ， 提高轴 承疲劳寿命 ； （2） 本发明通过加大。

　　10、内圈大挡边根部宽度， 可增加挡边强度， 提高轴向承载能力， 防止 大挡边破裂 ； 与原通用轴承相比， 挡边强度提高 8.54 ； （3） 本发明通过加大轴承接触角， 可进一步提高轴向承载能力 ； 与原通用轴承相比， 轴 承轴向承载能力提高 9.13。 0011 （4） 本发明通过优化滚子直径等内部设计参数， 可确保额定负荷不低于原设计值。 0012 （5） 由于具有上述优点， 使得本发明的轴承可在采用与原通用轴承相同的外形尺 寸以满足汽车的安装要求的前提下， 采用国产 GCr15 钢制造， 从而既降低生产成本， 又有效 解决在高扭矩和高轴向载荷工况下的轴承损坏问题， 适应引进的八吨载货汽车驱动。

　　11、桥主减 速器主齿的需要。本发明制造的轴承经国家汽车质量监督检验中心台架强化试验， 寿命达 到 55.7 万转， 超过用户提出的寿命 50 万转的要求。 附图说明 0013 图 1 是已有技术的通用轴承圆锥滚子轴承的剖视图。 0014 图 2 是已有技术的通用轴承外圈零件图。 0015 图 3 是已有技术的通用轴承内圈零件图。 0016 图 4 是已有技术的通用轴承滚子零件图。 0017 图 5 是本发明的轴承剖视图。 0018 图 6 是本发明的轴承外圈零件图。 0019 图 7 是本发明的轴承内圈零件图。 0020 图 8 是本发明的轴承滚子零件图。 0021 图中标号说明 ： 1- 外圈、。

　　12、 2- 内圈、 3- 滚子、 4- 保持架。 具体实施方式 0022 下面结合说明书附图和实施例对本发明作进一步说明 ： 如图 1- 图 4 所示为现有技术的通用圆锥滚子轴承示意图。 说 明 书 CN 102287450 ACN 102287450 A CN 102287463 A3/3 页 5 0023 如图 5- 图 6 所示为本发明提供的结构优化的长寿命圆锥滚子轴承的实施例示意 图， 它包括外圈 1、 内圈 2、 夹设于外圈 1 和内圈 2 之间起支撑作用并实现相对旋转的多个滚 子 3 以及隔开并引导滚子运动的保持架 4。 0024 与现有技术的相对应部分相比， 本发明具有以下改进之处 。

　　13、： 一、 所述内圈 2 滚道母线 滚道母线 母线呈相互匹配的对数曲线滚道母线， 滚道母线， 对数曲线， 滚道母线， 对数曲线， 滚子母线， 对数曲线 滚道母线 所示） ； 而本发明中， 内圈 2 滚道母线 滚道母线 母线采用相互匹配的对数曲 线凸度形状及最佳的凸度值 （如图 5- 图 8 所示） ， 在滚子 3 与内圈 2 滚道及外圈 1 滚道接触 面提供最佳应力分布， 从而有效消除 “边缘应力” ， 提高轴承疲劳寿命。 0027 二、 内圈 2 的大挡边根部宽度由图 3 的 5.54mm 增加图 7 的为 6.48mm， 提高挡边强 度 8.54， 从而提高了轴向承载能力， 防止大挡边破裂。 0028 三、 轴承接触角由图 2 的 26 10 加大为图 6 的 28 48 39” ， 轴承轴向承载能 力提高 9.13。

　　15、。 0029 四、 滚子 3 直径由图 4 的 16.998mm 加大为图 8 的 17.808mm， 弥补因轴承接触角加 大和滚子母线投影长度减小而导致的额定载荷的下降， 确保额定载荷不低于原设计值。 0030 五、 外圈 1 滚道小内径由图 2 的 88.386mm 改变为图 6 的 88.685mm， 内圈 2 滚 道最大直径由图 3 的 81.017mm 改变为图 7 的 81.183mm。另外， 其它零件的结构参数均 作相应改变。 0031 六、 本发明所述的结构优化的长寿命圆锥滚子轴承与原通用轴承的外形尺寸相同 且额定负荷不低于原标准设计值， 满足了汽车的安装要求。 说 明 书 C。