圆锥滚子轴承及其设计方法技术

提供一种圆锥滚子轴承及其设计方法，能够降低面压、接触部的应力，谋求轴承的寿命的延长，并且一边防止轨道面的加工不良于未然，一边谋求滚子的两端部的沉降量的降低，谋求加工效率的提高。滚子滚动面的凸面形成部分形成为接触部凸面部分(7)与非接触部凸面部分(8)，该接触部凸面部分(7)在内圈轨道面(1a)的轴向范围内与内圈轨道面(1a)接触，该非接触部凸面部分(8)脱离内圈轨道面(1a)的轴向范围，不与内圈轨道面(1a)接触。上述接触部凸面部分(7)与非接触部凸面部分(8)中的沿滚子轴向延伸的母线为通过相互不同的函数表示，并且相互在连接点相互平滑地连接的线，连接点的附近的非接触部凸面部分(8)的母线的曲率小于接触部凸面部分(7)的母线的曲率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及支承各种设备旋转部的，本专利技术特别是涉及滚子滚动面的凸面形状。
技术介绍
圆锥滚子轴承的凸面可设置于内圈、外圈、滚子中的任意者上，人们提出有主要的凸面设置于滚子上的类型(专利文献1)；设置于内外圈上的类型(专利文献2)。对于凸面形状，人们提出有将圆弧、直线组合的各种设计，但是，人们知道，如果采用通过对数函数表示的曲线，或其近似曲线，则与其它的曲线相比较，使面压、接触部的应力降低，寿命延长 (专利文献3 5)。现有技术文献专利文献1 日本特开平8_23四60号公报专利文献2 日本特开平4-351314号公报专利文献3 日本特开2000-346078号公报专利文献4 日本特开2001-65574号公报专利文献5 日本特开2006-52790号公报
技术实现思路
由于滚子、内圈之间的接触部的面压大于滚子、外圈之间的接触部的面压，故最好在内圈上设置主要的凸面。如果在内圈上设置由对数函数表示的凸面(在下面称为“对数凸面”)，由于在内圈轨道面的两端上具有凸缘，故具有在精加工时，在凸面的沉降量大的轨道面的两端附近，精加工用的磨石未充分地作用，加工不良的可能性。于是，在“滚子”上设置对数凸面。一般，由于滚子的滚动面长于内圈的轨道面，故在滚子的两端处不与内圈接触。但是，在过去的对数凸面的设计方法中，由于凸面整体由对数曲线表示，故不与内圈接触的两端部的沉降量按照超过必要量的程度而较大，磨削量过大。即使在单一圆弧凸面等的情况下，在滚子两端，沉降量仍过大。本专利技术的目的在于提供一种，在该轴承中，可降低面压、接触部的应力，谋求轴承的寿命的延长，一边防止轨道面的加工不良于未然，一边谋求滚子的两端部的沉降量的降低，谋求加工效率的提高。本专利技术的圆锥滚子轴承为包括内外圈和滚子的圆锥滚子轴承，其中，至少在滚子的外周的滚子滚动面上形成凸面，滚子滚动面的凸面形成部分形成为接触部凸面部分和非接触部凸面部分，该接触部凸面部分在内圈轨道面的轴向范围内与内圈轨道面接触，该非接触部凸面部分脱离内圈轨道面的轴向范围，不与内圈轨道面接触，上述接触部凸面部分和非接触部凸面部分中的沿滚子轴方向延伸的母线由相互不同的函数表示，并且为在连接点相互平滑地连接的线，上述连接点的附近的上述非接触部凸面部分的母线的曲率小于上述接触部凸面部分的母线的曲率。上述“平滑地连接”指在不产生角的情况下连接，作为理想方式，指接触部凸面部分的母线与非接触部凸面部分的母线在相互的连接点，按照具有共同的切线的方式连接， 即，形成上述母线在上述连接点处连续的可微分的函数。按照上述方案，由于在滚子的外周的滚子滚动面上形成凸面，故与仅仅在内圈轨道面上形成凸面的场合相比较，可充分必要地使磨石作用于滚子滚动面上。于是，可在今后防止对滚动面的加工不良。可通过形成于滚子滚动面上的凸面降低面压、接触部的应力，谋求圆锥滚子轴承的寿命的延长。另外，由于接触部凸面部分与非接触部凸面部分的连接点的附近的上述非接触部凸面部分的母线的曲率小于上述接触部凸面部分的母线的曲率，故可谋求滚子的两端部的沉降量的降低。于是，与比如，过去的单一圆弧凸面的类型相比较， 可抑制磨削量，谋求滚子的加工效率的提高，谋求制造成本的降低。上述非接触部凸面部分的母线中的大直径侧的部分和小直径侧部分中的任何一者或两者也可为圆弧。在此场合，与滚子滚动面整体的母线由比如，对数曲线表示的场合相比较，可谋求沉降量的降低。于是，谋求磨削量的降低。上述非接触部凸面部分的母线中的大直径侧的部分和小直径侧的部分中的任意一者或两者也可为直线。在此场合，与非接触部凸面部分的母线为圆弧的场合相比较，可谋求沉降量的降低。上述接触部凸面部分的母线的一部分或全部也可由对数凸面表示。可通过由该对数凸面表示的接触部凸面部分降低面压、接触部的应力，谋求圆锥滚子轴承的寿命的延长。上述接触部凸面部分的母线也可通过沿滚子轴方向平坦地形成的平直部分和由对数凸面的对数曲线形成的部分表示。从确保凸面的加工精度的方面来说，最好是，上述平直部分的长度在滚子全长的 1/2以上。上述非接触部凸面部分的母线中，由对数凸面的对数曲线形成的部分的连接部与该对数曲线的斜率一致。在此场合，可在连接点更加平滑地使接触部凸面部分的母线和非接触凸面部分的母线连接。 上述接触部凸面部分的母线可由通过下述式表示的对数凸面的对数曲线形成。 (数学公式1)<y) = AXn------1——--γ/ \ ”+1、Aa 观察部的有效长度(图1中的注释)E’ 等效扬氏模量K1 凸面加工的设计参数设计荷载Q的倍率，从几何学方面说凸面部的曲率的程度K2:凸面加工的设计参数凸面长度与观察部的有效长度a的比例1 有效长度(图1中的注释)Q 法线方向荷载y:接触部的母线方向位置ζ (y)轴向位置y的沉降量zffl 凸面加工的设计参数(图1中的注释)有效长度端部的沉降量也可针对上述式中的至少Kp ^，采用数理的最佳化方法进行最佳设计。还可在内圈轨道面上设置凸面，该内圈轨道面的凸面的沉降量与滚子的外周的凸面的沉降量的和为规定值。本专利技术的圆锥滚子轴承的设计方法为包括内外圈和滚子的圆锥滚子轴承的设计方法，其中，至少在滚子的外周的滚子滚动面上形成凸面，滚子滚动面的凸面形成部分形成为接触部凸面部分与非接触部凸面部分，该接触部凸面部分在内圈轨道面的轴向范围内与内圈轨道面接触，该非接触部凸面部分脱离内圈轨道面的轴向范围，不与内圈轨道面接触， 上述接触部凸面部分与非接触部凸面部分中的沿滚子轴向延伸的母线通过相互不同的函数表示，并且为相互在连接点相互平滑地连接的线，上述接触部凸面部分的母线通过由前述式表示的对数凸面的对数曲线形成，上述连接点的附近的上述非接触部凸面部分的母线的曲率按照小于上述接触部凸面部分的母线的曲率的方式设计。通过本专利技术的设计方法，可简单地设计出降低面压、接触部的应力，谋求寿命的延长的圆锥滚子轴承。另外，可谋求滚子的沉降量的降低，谋求制造成本的降低的滚子轴承。附图说明根据参照附图的下述的优选的实施方式的描述，会更加清楚地理解本专利技术。但是， 实施方式和附图用于单纯的图示和说明，不应用于确定本专利技术的范围。本专利技术的范围由后附的权利要求书确定。在附图中，多个附图中的同一标号表示同一或相应的部分。图1为本专利技术的第1实施方式的圆锥滚子轴承的主要部分的剖视图；图2为表示圆锥滚子轴承的滚子的凸面形状的图；图3(A)为表示该滚子的母线方向坐标与沉降量之间的关系的图，图3(B)为表示 Mises的有效应力的最大值与对数凸面参数之间的关系的图；图4为表示本专利技术的第2实施方式的圆锥滚子轴承的滚子的凸面形状的图；图5为表示本专利技术的第3实施方式的圆锥滚子轴承的滚子的凸面形状的图；图6为表示本专利技术的第4实施方式的圆锥滚子轴承的内圈等的凸面形状的图。具体实施例方式根据图1 图3，对本专利技术的第1实施方式进行描述。本实施方式的圆锥滚子轴承如图1所示的那样，包括内圈1、外圈2与介设于该内外圈1、2之间的多个圆锥滚子3。在内圈1的外周形成有内圈轨道面la，在该内圈轨道面Ia的大直径侧和小直径侧分别具有大凸缘4和小凸缘5。在内圈轨道面Ia和大凸缘4交叉的角部，形成磨削退刀部lb，在内圈轨道面Ia和小凸缘5的角部，形成磨削退刀部lc。在上述内圈轨道面Ia本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤原宏树，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：