專利名稱：對數(shù)凸度圓錐滾子精研油石的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于凸度滾子加工的油石，尤其是涉及一種對數(shù)凸度圓錐滾子精研油石。

背景技術(shù)：
有限長滾子與滾道的接觸導(dǎo)致在滾子端部產(chǎn)生應(yīng)力集中，從而降低了滾動軸承的疲勞壽命。滾子修形設(shè)計可以提高滾動軸承的承載能力和疲勞壽命，因此滾子的凸型選擇和凸度量計算成了關(guān)鍵問題之一。滾子凸型一般有直線型、圓弧半凸型、圓弧全凸型、修正線型和對數(shù)型等。對數(shù)型是目前認為最理想的滾子凸型，但其加工難度大和成本高，無法在工程上得到廣泛應(yīng)用。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種對數(shù)凸度圓錐滾子精研油石，適用于對數(shù)凸度圓錐滾子加工。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 長方體油石在長度方向的兩個面均由向內(nèi)凹的曲面構(gòu)成，兩個曲面形狀相同且對稱分布，在長方體油石長度方向的第三面為與圓錐滾子等半徑等錐度的凹曲面。
所述內(nèi)凹的曲面在底平面的投影曲線方程為 式中x——沿圓錐滾子軸線坐標(biāo)；y——沿圓錐滾子徑向坐標(biāo)；δ(x)——待研磨量；kc——研磨系數(shù)；R(x)——圓錐滾子半徑。
磨削理論認為，工件切除量與接觸長度成正比，因此可以通過設(shè)計油石結(jié)構(gòu)來達到控制油石與滾子的接觸弧長的目的，進而加工出滾子的對數(shù)凸度，設(shè)計步驟如下 由滾子凸度值T(x)求得待研磨量δ(x)，待研磨量與接觸弧長的關(guān)系式為 δ(x)＝kcL(x) 式中L(x)——接觸弧長，且L(x)＝θ(x)R(x)，θ(x)為研磨時滾子與油石的周向接觸弧長對應(yīng)的圓周角。
求得接觸角θ(x) 由此可得，前曲面3在底平面上的投影曲線7方程為后曲面5在底平面上的投影曲線8與前曲面3在底平面上的投影曲線7關(guān)于x對稱，上曲面1的A-A向剖視圖在側(cè)平面上的投影曲線9的曲率半徑為圓錐滾子半徑R(x)。
本發(fā)明具有的有益效果是 1、所需加工設(shè)備簡單，成本低，操作簡便； 2、可加工任意給定的對數(shù)凸度圓錐滾子，解決了目前對數(shù)凸度加工難、成本高的難題； 3、該結(jié)構(gòu)油石可保證在經(jīng)過一段時間使用后，仍能保持原有加工性能，不影響加工精度。



圖1是一種對數(shù)凸度圓錐滾子精研的油石結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的主視圖。
圖3是圖2的A-A向剖視圖。
圖4是圖1的俯視圖。
圖5是采用本發(fā)明油石加工得到的圓錐滾子對數(shù)型母線的放大示意圖。
圖中1，上曲面；2，左側(cè)平面；3，前曲面；4，右側(cè)平面；5，后曲面；6，下平面；7，前曲面3在底平面上的投影曲線；8，后曲面5在底平面上的投影曲線；9，上曲面1的A-A向剖視圖在側(cè)平面上的投影曲線。

具體實施例方式 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
如圖1所示，長方體油石在長度方向的兩個面均由向內(nèi)凹的前曲面3和向內(nèi)凹的后曲面5構(gòu)成，兩個曲面形狀相同且對稱分布，在長方體油石長度方向的第三面為與圓錐滾子等半徑等錐度內(nèi)凹的上曲面1，左側(cè)平面2、右側(cè)平面4和下平面6均為平面，7為前曲面3在底平面上的投影曲線，8為后曲面5在底平面上的投影曲線，9為上曲面1的A-A向剖視圖在側(cè)平面上的投影曲線。
圓錐滾子大端直徑20mm，小端直徑13.418mm，長25mm，本例采用Lundberg于1939年提出了著名的Lundberg凸度公式，公式如下 式中θ1、θ2——滾子與內(nèi)、外滾道接觸半角；a1、a2——圓錐大端半徑、小端半徑；Q——載荷；R(x)——任一截面處的滾子半徑；E1、E2——滾子、滾道材料彈性模量；v1、v2——滾子、滾道材料泊松比；T(x)——圓錐滾子凸度值。
在前道工序，將滾子兩端作45°倒角處理，距離為2mm，因此在設(shè)計油石時僅設(shè)計x∈[2，23]處凸度，對應(yīng)于R(x)∈[6.972，9.737]。θ1＝21.311°，θ2＝13.811°，a1＝6.709mm，a2＝10mm，Q＝2kN，E1＝E2＝206GPa，v1＝v2＝0.3。代入凸度公式得 從上式得到Tmax＝0.0167，因此待磨削量為 考慮到加工余量0.003mm，實際待研磨量為 取kc＝0.0034，由公式得圖2(c)中曲線7方程為 圖4中后曲面5在底平面上的投影曲線8與前曲面3在底平面上的投影曲線7關(guān)于x軸對稱，上曲面1的A-A向剖視圖在側(cè)平面上的投影曲線9的曲率半徑為R(x)。經(jīng)該油石研磨后就可以得到圖5所示圓錐滾子對數(shù)型母線的放大示意圖。
上述描述僅為本發(fā)明的一個具體實施例，本發(fā)明不限于上述實施例，可以多種形式對其進行修改，只要其保持與權(quán)利要求書中描述的技術(shù)思想一致即可。雖然，本說明書揭示了本發(fā)明的具體實施方案，但所保護范圍決不局限于此，在此基礎(chǔ)上所作的變形方案都應(yīng)在本申請附屬的權(quán)利要求書保護之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種對數(shù)凸度圓錐滾子精研油石，其特征在于長方體油石在長度方向的兩個面均由向內(nèi)凹的曲面(3、5)構(gòu)成，兩個曲面形狀相同且對稱分布，在長方體油石長度方向的第三面為與圓錐滾子等半徑等錐度的凹曲面(1)。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對數(shù)凸度圓錐滾子精研油石，其特征在于所述內(nèi)凹的曲面在底平面的投影曲線方程為
式中x——沿圓錐滾子軸線坐標(biāo)；y——沿圓錐滾子徑向坐標(biāo)；δ(x)——待研磨量；kc——研磨系數(shù)；R(x)——圓錐滾子半徑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對數(shù)凸度圓錐滾子精研油石。長方體油石在長度方向的兩個面均由向內(nèi)凹的曲面構(gòu)成，兩個曲面形狀相同且對稱分布，在長方體油石長度方向的第三面為與圓錐滾子等半徑等錐度的凹曲面。磨削理論認為，工件切除量與接觸弧長成正比。用對數(shù)凸度曲線算出的待磨削量設(shè)計油石結(jié)構(gòu)，經(jīng)該油石研磨加工后即可得到所需的對數(shù)凸度。采用該結(jié)構(gòu)油石加工滾子凸度所需加工設(shè)備簡單，成本低，操作簡便，解決了對數(shù)凸度滾子加工難、成本高的難題，具有較高的工程價值和經(jīng)濟效益。
文檔編號B24B5/37GK101549472SQ20091009861
公開日2009年10月7日 申請日期2009年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月18日
發(fā)明者蔣秀龍, 林世才, 汪久根 申請人:浙江大學(xué)