CN117703922A - 一种圆锥滚子轴承及设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种圆锥滚子轴承及设计方法，属于轴承技术领域，圆锥滚子轴承包括外圈、内圈、圆锥滚子和保持架，内圈位于外圈的内侧，外圈的内侧壁上开设有倾斜的外圈滚道，内圈的外侧壁上开设有倾斜的内圈滚道，圆锥滚子通过保持架设置于内圈滚道和外圈滚道之间，内圈的外侧壁还设有小挡边和大挡边，内圈滚道设置于小挡边和大挡边之间，小挡边的外径小于等于内圈滚道的最小外径，圆锥滚子轴承还包括环形挡圈，所述环形挡圈套设于所述小挡边，所述环形挡圈的外径大于内圈滚道的最小外径。本发明能够减少保持架梁的扩张和二次收缩工序，不仅能够降低成本，还能够消除保持架收缩时产生的保持架压伤、滚子压伤、甚至漏压产生的轴承散套等诸多问题。

Description

一种圆锥滚子轴承及设计方法

技术领域

本发明涉及轴承技术领域，具体为一种圆锥滚子轴承及设计方法。

背景技术

圆锥滚子轴承工作状态下是内圈滚道和外圈滚道通过滚子的滚道面承受工作载荷的，保持架的作用是将滚子均匀隔开，因此，工作状态下，保持架浮动于内圈、外圈和滚子之间，由滚子带动保持架旋转的。

目前的设计方法，轴承运转速度越高，保持架窜动越明显，由此产生的噪音越大，保持架的窜动限制了轴承的极限转速。其原因是：为了使内圈、滚子和保持架形成一个组件，将滚子装入保持架兜孔不再脱落，在保持架装配前需要将保持架梁的小端向外扩张，使内圈的小挡边顺利进入装满滚子的保持架，这样，保持架的梁会弯曲变形，窗孔变短，如图1所示。为此，设计保持架窗孔的长度时要把窗孔的长度增加0.3mm左右，通常窜动量为0.4~0.5mm。当滚子和内圈装入后，还要将保持架的梁收缩至滚子不能脱落的位置，会造成无法保证收缩后的保持架梁恢复至原来的角度，轴承滚子上下两端与保持架接触的径向游隙不一致，在高速旋转的状态下，保持架会上下窜动，产生冲撞，导致振动大、并出现哗啦哗啦的声音，保持架与滚子游隙小的一端受力大，保持架梁受力不均匀，很快磨伤，导致轴承失效。

另一方面，目前轴承的设计方法中，内圈大挡边的角度是按照轴承行业标准设计公式计算得出，该公式为δ=arcsin［(d1+E)/(4* Dw/(2*sinφ)］，该公式没有考虑圆锥滚子球基面半径及挡边倒角和油沟的影响，实际加工时，按照该公式计算的角度，滚子球基面和大挡边的接触点偏离大挡边面的中部位置，进而影响轴承高速旋转时的平稳性。因此，该计算角度只能作为参考角度，还需根据研色的接触位置做进一步调整，而研色精度受作业人员经验的影响会存在一定的不准确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现高转速、低噪音的圆锥滚子轴承及设计方法，以至少解决背景技术中提及的技术问题之一。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种圆锥滚子轴承，包括外圈、内圈、圆锥滚子和保持架，所述内圈位于外圈的内侧，所述外圈的内侧壁上开设有倾斜的外圈滚道，所述内圈的外侧壁上开设有倾斜的内圈滚道，所述圆锥滚子通过保持架设置于内圈滚道和外圈滚道之间，所述内圈的外侧壁还设有小挡边和大挡边，所述内圈滚道设置于小挡边和大挡边之间，所述小挡边的外径小于等于内圈滚道的最小外径，所述圆锥滚子轴承还包括环形挡圈，所述环形挡圈套设于所述小挡边外侧，所述环形挡圈的外径大于内圈滚道的最小外径。

作为优选方案，所述小挡边的外径d4=E-2*m*tgβ，其中E为内圈滚道的最大外径，m为内圈滚道的高度，β为内圈滚道母线与内圈轴线的夹角，小挡边的该外径设置便于圆锥滚子装配的同时，还能够使磨削加工的砂轮不受限。

作为优选方案，所述圆锥滚子在保持架的窗孔内的轴向游隙量＜0.2mm。

作为优选方案，所述圆锥滚子在保持架的窗孔内的轴向游隙量设置为0.05~0.15mm，实现圆锥滚子在高速旋转过程中，浮动的保持架无轴向窜动。

作为优选方案，所述圆锥滚子的大端为球基面，所述球基面对应的球体半径为滚动面母线交点至球基面中心距离的0.9倍，使圆锥滚子球基面与内圈大挡边为线接触以便产生良性的油膜。

作为优选方案，所述环形挡圈的外径比内圈滚道的最小外径大2.5~4.5mm。

本发明还提供了一种圆锥滚子轴承的内圈大挡边角度计算方法：计算方法为，大挡边的角度δ=∠AO1B，A点为圆锥滚子球基面和内圈大挡边表面工作接触点，O1点为圆锥滚子球基面的球心，B点为通过O1点做OC的平行线与AC的交点，O点为内圈滚道母线和内圈轴线的交点，通过A点做内圈轴线的垂线、两者相交的垂足为C点。

本发明还提供了一种圆锥滚子轴承的设计方法，包括以下步骤：

步骤1，确定圆锥滚子轴承的基本结构；

步骤2，确定保持架窗孔与圆锥滚子的轴向游隙量ε＜0.2mm；

步骤3，确定小挡边的外径，小挡边的外径小于等于内圈滚道的最小外径；

步骤4，计算内圈大挡边的角度，采用上述方案中提及的计算方法。

作为优选方案，圆锥滚子轴承的设计方法，还包括：

步骤5：确定内圈滚道的凸度：

1）首先确定内圈滚道的形状为3段圆弧组成的接近对数曲线的形状；

2）内圈滚道中部区域圆弧的凸度值h取值为0.5~3um，内圈滚道有效长度内的凸度值H取值为5~15um；

3）根据轴承的实际工况和用途及承受的扭矩大小确定预估的h和H值，然后计算出中部区域圆弧的半径R和两端圆弧的半径r。

作为优选方案，中部区域圆弧半径R和两端圆弧的圆弧半径r的计算方法为：

R=[(h/1000)^2+(Lc/2)^2 ]⁄[2*(h/1000)]，其中Lc为中部区域圆弧的长度；

r=H1/(2cosβ* cos(α+β) )，H1为两端圆弧的高度，α为∠BOE，β为∠FBD，定义B点为中部区域圆弧和其中一端圆弧的相切点，OB为中部区域圆弧半径，定义F为内圈滚道截面的其中一个端点，通过F做水平线FG，通过B点做与FG的垂线，该垂线与FG的交点为D，通过O点做与FG的垂线OE，点B、E位于同一水平线。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1）通过内圈小挡边外径的尺寸设定，并配合套设于其外侧的环形挡圈，更加易于圆锥滚子的装配，并减少两道加工工序，即保持架梁的扩张和二次收缩工序，不仅从成本上减少了两套设备、相应的昂贵模具以及大量的调整时间，同时带来的更大好处是消除了严重的质量风险，包括：保持架收缩时产生的保持架压伤、滚子压伤、甚至漏压产生的轴承散套等诸多问题，从而避免保持架梁二次收缩不到位产生的精度损失，从设计上提高了产品运转平稳度。

2）由于装配时不需要保持架梁的小端为了装滚子进行扩张，因此不需考虑保持架梁弯曲变短预留的间隙，保持架窗孔与滚子之间的窜动量可设计为蠕动，从而消除了保持架高速旋转时的窜动，可将轴承的极限转速大大的提高，同时，也能够避免在高速旋转的状态下，因保持架上下窜动产生的噪音。

3）本发明提供的内圈大挡边的角度计算方法更加科学准确，该角度值可直接用于磨加工参数设置，不需要用滚子研色进行调整确定，准确的内圈大挡边角度计算利于判断滚子球基面和大挡边表面的接触位置，从而提升高速旋转时的平稳性。

4）内圈滚道凸度形状的计算和模拟更加科学高效，磨加工滚道时可将每段圆弧半径直接输入磨加工砂轮的修正程序中使用，不需要用有经验的人或经验数据进行调整，反复测试。

附图说明

图1为现有技术中圆锥滚子轴承的保持架弯曲的状态示意图；

图2为本发明实施例中圆锥滚子轴承的结构示意图；

图3为本发明实施例中外圈的结构示意图；

图4为本发明实施例中内圈的结构示意图；

图5为本发明实施例中圆锥滚子的结构示意图；

图6为本发明实施例中内圈大挡边的结构示意图；

图7为本发明实施例中内圈的参数标注示意图；

图8为本发明实施例中保持架和圆锥滚子装配示意图；

图9为本发明实施例中内圈滚道的参数标注示意图；

图10为本发明实施例1的内圈滚道凸度计算示意图；

图11为本发明实施例2的内圈滚道凸度计算示意图。

图中各个标号意义为：

1、外圈；2、内圈；3、圆锥滚子；4、保持架；5、环形挡圈；10、外圈滚道；20、轴孔；21、内圈滚道；22、小挡边；23、大挡边。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参见图2-图5，本实施例公开了一种圆锥滚子轴承，包括外圈1、内圈2、圆锥滚子3、保持架4和环形挡圈5，内圈2位于外圈1的内侧，外圈1的内侧壁上开设有倾斜的外圈滚道10，内圈2的外侧壁上开设有倾斜的内圈滚道21，且内圈2设有轴孔20。数粒圆锥滚子3通过保持架4设置于内圈滚道21和外圈滚道10之间。具体的，保持架4设置于内圈2和外圈1之间，保持架4构造为呈圆台形状的支撑框架，沿支撑框架的周向设置有若干呈环形阵列分布的限位柱，每两个限位柱之间形成窗孔，圆锥滚子3转动连接于各窗孔之中，圆锥滚子3的外壁与外圈滚道10和内圈滚道21相贴合。

参见图4，内圈2的外侧壁还设有小挡边22和大挡边23，小挡边22和大挡边23分别设置于内圈2外侧壁的上下两端，内圈滚道21设置于小挡边22和大挡边23之间，为便于保持架4和圆锥滚子3的装配，小挡边22的外径应小于等于内圈滚道21的最小外径，以便于内圈2顺利放入已装满圆锥滚子3的保持架4内。优选的，小挡边22的外径d4=E-2*m*tgβ，其中E为内圈滚道21的最大外径，m为内圈滚道21的高度，β为内圈滚道21母线与内圈2轴线的夹角，小挡边22的该外径设置便于圆锥滚子3装配，还能够使磨削加工的砂轮不受限。

再次参见图2，本实施例中，圆锥滚子轴承还包括套设于小挡边22外侧的环形挡圈5，当圆锥滚子3、保持架4和内圈2装配完之后，将环形挡圈5套设于小挡边22外侧，该环形挡圈5的外径应大于内圈滚道21的最小外径，优选为比内圈滚道21的最小外径大2.5~4.5mm，以对圆锥滚子3形成阻挡。

通过在小挡边22外围分体设置环形挡圈5，能够防止圆锥滚子3从保持架4中脱落，也能够阻止圆锥滚子3带着保持架4从内圈滚道21上脱落下来，无需将保持架4的小端支撑梁向外扩张，从而避免出现保持架4弯曲变形或压缩的情况，进而能够防止在高速旋转的状态下因圆锥滚子3上下两端与保持架4的径向游隙不一致，而出现的保持架4窜动的情况。为确保环形挡圈5和小挡边22的连接紧固度，两者之间可以采用过盈配合。

为确保圆锥滚子3在高速旋转的过程中，浮动的保持架4无轴向窜动，本实施例中，圆锥滚子3在保持架4的窗孔内的轴向游隙量应＜0.2mm，优选为设置为0.05~0.15mm的微间隙，实现圆锥滚子3在高速旋转过程中，浮动的保持架4无轴向窜动，且低噪音。

参见图5，本实施例中，圆锥滚子3的大端为球基面，且球基面的半径为滚动面母线交点至球基面中心距离的0.9倍，使圆锥滚子3球基面与内圈2大挡边23为线接触以便产生良性的油膜。

基于上述圆锥滚子轴承，本实施例还提供了一种圆锥滚子轴承的设计方法，包括以下步骤：

步骤1，确定圆锥滚子轴承的基本结构；

步骤2，确定保持架4窗孔与圆锥滚子3的轴向游隙量ε，ε＜0.2mm ，优选的取值范围为0.05~0.15mm，如图8所示；

步骤3，确定内圈2小挡边22的外径，参见图4，外径d4=E-2*m*tgβ，其中E为内圈滚道21的最大外径，m为内圈滚道21的高度，β为内圈滚道21母线与内圈2轴线的夹角；

步骤4，确定内圈2大挡边23的角度、即内圈2大挡边23与基准端面的夹角δ，参见图7：

δ=∠AO1B

A点：圆锥滚子3球基面和内圈2大挡边23表面工作接触点；

O1点：圆锥滚子3球基面的球心；

B点：通过O1点做OC的平行线与AC的交点；

O点：内圈滚道21母线和内圈2轴线的交点；

C点：通过A点做内圈2轴线的垂线、垂线和内圈2轴线的交点；

M点：内圈滚道21母线与大挡边23的交点；

结合图5-图7，∠AO1B的计算过程如下：

OM=Dw/(2*sinφ) (1)

Dw为圆锥滚子3的外径，φ为圆锥滚子3母线和轴线的夹角；

SR=η*OM=η* Dw/(2*sinφ) (2)

SR为圆锥滚子3球基面所在的球体半径，η为SR与圆锥滚子3滚动锥面旋转半径的比值；

AC=［(d1-2*R2)+(E+2*R3)］/4=(d1+E-2*R2+2*R3)/4 (3)

d1为内圈2大挡边23的外径，R3为大挡边23油沟的间距，R2为大挡边23倒角的宽度；

BC= OO1*sin∠O1OC=(OM-SR)*sin(φ+β)= ［Dw/(2*sinφ)- η* Dw/(2*sinφ)］* sin(φ+β) =（1-η）* Dw/(2*sinφ)*sin(φ+β) (4)

AB=AC-BC=(d1+E-2*R2+2*R3)/4-（1-η）*Dw/(2*sinφ)*sin(φ+β) （5）

∠AO1B=arcsin(AB/AO1)= arcsin｛［(d1+E-2*R2+2*R3)/4-（1-η）* Dw/(2*sinφ)* sin(φ+β)］/SR ｝

以下为δ=∠AO1B的证明过程：

在△ABO1中，∠ABO1为直角，∠AO1B+∠BAO1=90°

A为圆锥滚子3球面与大挡边23的切点，故，AO1⊥AM，则δ+∠BAO1=90°

因此，δ=∠AO1B。

步骤5，确定内圈滚道21的凸度，参见图9、图10和图11：

L：内圈滚道21有效长度；

Lc：主要承载的中部区域（以下简称中部区域）圆弧长度；

h：中部区域圆弧的凸度高度；

H：内圈滚道21有效长度内的凸度高度；

H1：两端圆弧高度；

R：中部区域圆弧半径；

r：两端圆弧的圆弧半径；

M：滚道方向油沟宽度；

1）首先确定内圈滚道21的形状为3段圆弧组成的近似对数曲线的形状；

2）通常情况，中部区域圆弧占全长的比例为70%，中部区域圆弧的凸度值h取值为0.5~3um，内圈滚道21有效长度内的凸度值H取值为5~15um；

3）根据轴承的实际工况和用途及承受的扭矩大小确定预计的h和H值，利用以下公式计算出圆弧半径r和R，具体计算公式如下（见图9）：

OB=R(中部区域圆弧半径)，因中部区域大圆弧和其中一端小圆弧在B点相切，故，通过B点的大圆弧半径和小圆弧半径在一条直线上，AB=r（两端圆弧的圆弧半径）。

定义F为内圈滚道21截面的其中一个端点，通过F做水平线FG，通过B点做与FG的垂线，该垂线与FG的交点为D，通过O点做与FG的垂线OE，点B、E位于同一水平线。

在△OBE中，OB²=OE²+BE²

由此得出：R=[(h/1000)^2+(Lc/2)^2 ]⁄[2*(h/1000)]

在△FDB中，∠FBD，即β=arctg(FD/BD)=arctg((Y*1000)/H1)

其中，Y=((L-Lc))⁄2

在△OBE中，α=arcsin(Lc/2R)

∠FBA=β+∠DBA=β+α

在△DBA中，r=AB=BC/(cos∠FBA)=H1/(2cosβ* cos(α+β) )

4）上述设计的合理性评估：

以凸度最高点为原点，建立坐标系，将内圈滚道21有效长度L进行80等分，分别为X1、X2、X3……计算每个点对应的凸度值分别为Y1、Y2、Y3…，制作出凸度图形，通过图形对确定的Lc、h、H及圆弧半径的合理性进行评估。经验证合理后，中部区域圆弧半径R和两端圆弧的圆弧半径r，该半径值可直接输入磨加工的磨滚道修正系统使用。

下面进一步结合实施例以详细说明本发明：

实施例1

一种圆锥滚子轴承的设计方法，包括以下步骤：

以GS30306D为例，已知：E=46.975mm、β=20°8′39″、m=12.9mm、Dw=10.304mm、φ=4°20′、R2=0.7mm、R3=0.8mm。

步骤1，确定圆锥滚子轴承的基本结构：采用本发明前述实施例中的无需保持架4扩张结构；

步骤2，确定保持架4窗孔与圆锥滚子3的轴向游隙量ε=0.1mm；

步骤3，确定内圈2小挡边22的外径，参见图4，外径d4=E-2*m*tgβ=37.5mm；

步骤4，确定内圈2大挡边23的角度、即内圈2大挡边23与基准端面的夹角δ，参见图7：

δ=∠AO1B

∠AO1B的计算过程如下：

OM=Dw/(2*sinφ) =68.185 (1)

SR=η*OM=η* Dw/(2*sinφ)=61 （η取0.9） (2)

因：AC=［(d1-2*R2)+(E+2*R3)］/4=(d1+E-2*R2+2*R3)/4 (3)

又因：BC= OO1*sin∠O1OC=(OM-SR)*sin(φ+β)= ［Dw/(2*sinφ)- η* Dw/(2*sinφ) ］* sin(φ+β) =（1-η）* Dw/(2*sinφ)*sin(φ+β) (4)

故，由式（3）、（4）可得：AB=AC-BC=(d1+E-2*R2+2*R3)/4-（1-η）*Dw/(2*sinφ)*sin(φ+β) （5）

故∠AO1B=arcsin(AB/AO1)= arcsin｛［(d1+E-2*R2+2*R3)/4-（1-η）* Dw/(2*sinφ) * sin(φ+β)］/SR ｝= 21°4′

按照行业标准公式计算的角度：

δ=arcsin［ (d1+E)/(4* Dw/(2*sinφ)］=21°24′，按照该角度加工圆锥滚子3球面与内圈2大挡边23面接触点在大挡边23的外边缘。

步骤5，确定内圈滚道21的凸度：参见图9、图10。

已知内圈滚道21总长度Lr=12.8mm、油沟宽度M=1.5mm；

1）首先确定内圈滚道21的形状为3段圆弧组成的近似对数曲线的形状，滚道数据见图10；

2）中部区域长度占内圈滚道21有效长度的比例为70%；

3）根据轴承的实际工况和用途及承受的扭矩大小确定中部区域的凸度值h取值为1.5um，内圈滚道21有效长度内的凸度值H取值为5um，利用下面公式计算出圆弧半径r和R；

H1=H-h=3.5um

L=Lr-2*M=9.8mm

Lc=9.8*0.7=6.86mm

在△OBE中，OB²=OE²+BE²

由此得出：R=[(h/1000)^2+(Lc/2)^2 ]⁄[2*(h/1000)]=3921.6mm

在△FDB中，β=arctg(FD/BD)=arctg((Y*1000)/H1)= 1.57rad

其中，Y=((L-Lc))⁄2=1.47mm

在△OBE中，α=arcsin(Lc/2R)=0.0009 rad

∠FBA=β+∠DBA=β+α

在△DBA中，r=AB=BC/(COS∠FBA)=H1/(2cosβ*cos(α+β) )=487.9mm

4）上述设计的合理性评估：

以凸度最高点为原点，建立坐标系，将内圈滚道21有效长度L进行80等分，分别为X1、X2、X3……计算每个点对应的凸度值分别为Y1、Y2、Y3…，模拟出凸度图形，参见图10。从图形可用看出，形状是合理的，中部区域圆弧半径R和两端圆弧的圆弧半径r，可直接输入磨加工的磨滚道修正系统使用。

实施例2

一种圆锥滚子轴承的设计方法，包括以下步骤：

以GY30306D为例，已知：E=46.975、β=20°8′39″、m=12.9、Dw=10.304、φ=4°20′、R2=0.7、R3=0.8

步骤1-步骤4与实施例1相同；

步骤5，确定内圈滚道21的凸度：参见图9和图11。

已知内圈滚道21总长度Lr=12.8mm、油沟宽度M=1.5mm；

1）首先确定内圈滚道21的形状为3段圆弧组成的近似对数曲线的形状,滚道数据见图11；

2）中部区域长度占内圈滚道21有效长度的比例为70%；

3）根据轴承的实际工况和用途及承受的扭矩大小确定中部区域的凸度值h取值为2um，内圈滚道21有效内长度的凸度值H取值为3um，利用下面公式计算出圆弧半径r和R；

H1=H-h=1um

L=Lr-2*M=9.8mm

Lc=9.8*0.7=6.86mm

在△OBE中，OB²=OE²+BE²

由此得出：R=[(h/1000)^2+(Lc/2)^2 ]⁄[2*(h/1000)]=2941.2mm

在△FDB中，β=arctg(FD/BD)=arctg((Y*1000)/H1)= 1.57rad

其中，Y=((L-Lc))⁄2=1.47mm

在△OBE中，α=arcsin(Lc/2R)=0.0012 rad

∠FBA=β+∠DBA=β+α

在△DBA中，r=AB=BC/(cos∠FBA)=H1/(2cosβ* cos(α+β) )=-1512.6mm

4）上述设计的合理性评估：

以凸度最高点为原点，建立坐标系，将滚道有效长度L进行80等分，分别为X1、X2、X3……计算每个点对应的凸度值分别为Y1、Y2、Y3…，模拟出凸度图形,参见图11。从图形可用看出，形状显然是不合理的，且两端的圆弧半径为负值，需要重新修订设计。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种圆锥滚子轴承，包括外圈、内圈、圆锥滚子和保持架，所述内圈位于外圈的内侧，所述外圈的内侧壁上开设有倾斜的外圈滚道，所述内圈的外侧壁上开设有倾斜的内圈滚道，所述圆锥滚子通过保持架设置于内圈滚道和外圈滚道之间，其特征在于，所述内圈的外侧壁还设有小挡边和大挡边，所述内圈滚道设置于小挡边和大挡边之间，所述小挡边的外径小于等于内圈滚道的最小外径，所述圆锥滚子轴承还包括环形挡圈，所述环形挡圈套设于所述小挡边外侧，所述环形挡圈的外径大于内圈滚道的最小外径。

2.根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承，其特征在于，所述小挡边的外径d4=E-2*m*tgβ，其中E为内圈滚道的最大外径，m为内圈滚道的高度，β为内圈滚道母线与内圈轴线的夹角。

3.根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承，其特征在于，所述圆锥滚子在保持架的窗孔内的轴向游隙量＜0.2mm。

4.根据权利要求3所述的圆锥滚子轴承，其特征在于，所述圆锥滚子在保持架的窗孔内的轴向游隙量设置为0.05~0.15mm。

5.根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承，其特征在于，所述圆锥滚子的大端为球基面，所述球基面对应的球体半径为滚动面母线交点至球基面中心距离的0.9倍。

6.根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承，其特征在于，所述环形挡圈的外径比内圈滚道的最小外径大2.5~4.5mm。

7.如权利要求1-6任一项所述圆锥滚子轴承的内圈大挡边角度计算方法，其特征在于，计算方法为：大挡边的角度δ=∠AO1B，A点为圆锥滚子球基面和内圈大挡边表面工作接触点，O1点为圆锥滚子球基面的球心，B点为通过O1点做OC的平行线与AC的交点，O点为内圈滚道母线和内圈轴线的交点，通过A点做内圈轴线的垂线、两者相交的垂足为C点。

8.如权利要求1-6任一项所述圆锥滚子轴承的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，确定圆锥滚子轴承的基本结构；

步骤2，确定保持架窗孔与圆锥滚子的轴向游隙量ε＜0.2mm；

步骤3，确定小挡边的外径，小挡边的外径小于等于内圈滚道的最小外径；

步骤4，计算内圈大挡边的角度，采用权利要求7所述的计算方法。

9.根据权利要求8所述的圆锥滚子轴承的设计方法，其特征在于，还包括：

步骤5：确定内圈滚道的凸度：

1）首先确定内圈滚道的形状为3段圆弧组成的接近对数曲线的形状；

2）内圈滚道中部区域圆弧的凸度值h取值为0.5~3um，内圈滚道有效长度内的凸度值H取值为5~15um；

3）根据轴承的实际工况和用途及承受的扭矩大小确定预估的h和H值，然后计算出中部区域圆弧的半径R和两端圆弧的半径r。

10.根据权利要求9所述的圆锥滚子轴承的设计方法，其特征在于，中部区域圆弧半径R和两端圆弧的圆弧半径r的计算方法为：

R=[(h/1000)^2+(Lc/2)^2 ]⁄[2*(h/1000)] ，其中Lc为中部区域圆弧的长度；

r=H1/(2cosβ* cos(α+β) )，H1为两端圆弧的高度，α为∠BOE，β为∠FBD，定义B点为中部区域圆弧和其中一端圆弧的相切点，OB为中部区域圆弧半径，定义F为内圈滚道截面的其中一个端点，通过F做水平线FG，通过B点做与FG的垂线，该垂线与FG的交点为D，通过O点做与FG的垂线OE，点B、E位于同一水平线。