程 林，龚厚仙，郭 凡

(滁州职业技术学院 机械与汽车工程学院，安徽 滁州239000)

0 引言

圆柱滚子轴承主要应用于高刚度、重负荷的工程设计中[1]。通常滚子在载荷作用下压入套圈滚道，使滚道形成一个微小深度，滚道在滚子端部外侧材料处于拉伸状态，滚子端部压应力将高于接触中心的应力，这种现象被称为“边缘效应”[2]。受到“边缘效应”的影响，滚动轴承的疲劳破坏常常过早地出现在滚子端部和滚道两侧，成为引起滚动轴承疲劳破坏的重要原因。自上世纪60年代以来“边缘效应”引起轴承过早疲劳失效的问题受到了各国学者的广泛重视，凸度设计成为摩擦学研究的一个重要课题[2]。凸度设计包含凸型设计和凸度量计算两部分，而凸型设计是滚子凸度设计的基础[1]。滚子凸度一般有5种形式[1]，即直线型、圆弧半凸型、圆弧全凸型、修正线型和对数型。滚子凸度设计应使凸型曲线连续光滑，且其曲率变化应平缓[1]。

Lundberg[3]最早给出了理论对数凸度方程，可使得滚子应力分布较为均匀，但存在滚子端部曲线不连续的缺陷。Johns等人[4]改进了Lundberg设计的理论对数凸度方程，提出了近似理论对数凸度方程，但改进后使得滚子很难获得均匀的应力分布。Horng等人[5]给出了圆弧凸型滚子的设计公式，对不同工况下圆弧凸型的参数选取进行了分析。马家驹等人[6]通过对Johns设计的凸度方程增加一个系数，提出了工程对数凸度方程，这种凸度设计方法虽然可以避免边缘应力，但由于重载或偏载时，滚子实际接触长度变短，因此不能有效利用滚子长度。……