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这帖挺有意思的。借着这个话题跟P大讨论讨论。) ~+ U: Y* ^& c- z( g. ^1 x+ e! O
咱先抛开轴承这个范围限制。
6 |* b/ d. L1 H, @$ Q+ H这种v型沟球配结构,在球笼万向节里也有应用。但不甚相同的是,4点球轴承的v型沟是圆弧沟,球笼是直线沟。从接触应力上看,圆弧沟的效果更好,大概是因为加工难度较高的原因,球笼上的应用很少。
. L* H& H' M8 k单从受力上说,在纯径向加载时,四点球轴承就是名副其实的4点承载结构,两点在外圈,两点在内圈。理论上的接触应力只有常规深沟球的一半。(因为,深沟球可以看成是任意状态下的两点球轴承)因此。只要v沟精度足够,四点球的实际疲劳寿命应该高于深沟球。这大概就是设计四点接触的初衷。另外,由于是对角双弧结构,因此也像一些人说的,四点球可以看作是双向角球。换句话说,如果你增加了轴向预紧,四点就变成了两点,成为了一个角球轴承。* g" P5 V4 h5 R+ d9 G
这些是大概地从四点球结构上得出一些列推论。
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5 {" B, \8 \; X5 e2 Q1 L$ j下面讨论点深入的东西。
7 q/ ]0 \4 R# t5 x1。关于接触应力。从设计构思上,四点球因为多了两个接触点,让人觉得接触应力应该只有深沟球的一半。但实际上可能没有那么多。原因是圆弧沟槽的结构决定了球面与弧面接触的曲率半径的高差额。根据经验接触强度公式,这个差额越高,接触强度越大。因此,四点球的实际接触强度可能只能达到深沟球的80%-85%左右。换句话说,承载能力只比深沟球大20%。当然这两个数,是我估计,我没有资料核实这些,希望P大能给与指点。
$ P+ ]; ]* \* s1 o3 O2。就实际工作情况下看,除非是严格的径向承载,否则四点球的四个点承载是不均匀的。比如一般的由于轴挠弯带来的外壳变形等。另外,对于加工带来的非精确定位,也会使得四点球的受力不均。而这种受力不均或者世界接触点偏移,会导致一系列设计外的问题。比如摩擦热增加,比如十字磨。因此,如果P大有过使用经验,能否指点一下实际使用的情况,比如在挠弯下轴承寿命和发热问题等。3 [1 X8 \) x5 o M
3。关于游隙。首先只要是相对运动零件,就必然存在一个有隙。而且这个有隙最小也必须保证一个油膜刚度所需的间隙量。四点球的前楔角较深沟球大的多,因此理论上油膜补充能力强的多,换句话说,在理想状态下,四点球的使用游隙可以小于深沟球。但是这个游隙量对加工精度的要求根高。而设计到加工,对于这种胡桃型或者v型沟槽来说,圆弧沟的热处理变形要远大于深沟球的大钝角圆弧变形。换而言之,四点球的四个弧槽,只有在中心位置附近是最贴合设计曲线的部分,两侧尖端部分,变形最大,最后的成型圆弧会是一个曲率连续减小的弧线。这对最后的承载会产生较大影响。
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以上是我的大体推论。请P大斧正。 |
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