CN104454978B - 一种基于环形分布式多级轴承的承力装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于环形分布式多级轴承的承力装置，属于机械工程技术领域。本装置中，M级轴承包括K个M‑1级轴承以及M级轴承连接的相对转动的物体A’和B’；物体A’作为M级轴承的内圈，物体B’作为M级轴承的外圈；K个M‑1级轴承均匀地环形分布于M级轴承的内圈与外圈之间；K个M‑1级轴承的内圈通过螺柱与M级轴承的内圈固定连接，K个M‑1级轴承的外圈与M级轴承的外圈内侧轨道相接触；其中K为大于2的整数，M＝2,3,…N。本发明的多级轴承的承力装置，直接将相对转动的两个物体当作了内圈和外圈，大大减小了整个承力装置的体积和重量，且在多级轴承内圈中间的空心部分可以布置通过线缆等物体。
Description
技术领域
本发明属于机械工程技术领域，具体涉及一种基于环形分布式多级轴承的承力装置。
背景技术
轴承(Bearing)是机械中的固定机件，当其它机件在轴上彼此产生相对运动时，轴承用来降低动力传递过程中的摩擦系数和保持轴中心位置固定。从重载车轮轴和机床主轴到精密的钟表零件，很多场合都需要轴承，可以说轴承是各类机械装备的重要基础零部件。
传统技术中，通过轴承实现两个物体A和B的连接和相对转动，物体A与轴承的内圈相配合一起，物体B与轴承的外圈相配合连接一起。轴承的大小需要根据相对转动的两个物体所带来的承力来设定。当相对转动的两个物体较大时，需要轴承的体积和重量也将会变大，这也将增加整体机械设备的体积和重量。
发明内容
本发明为了解决在应用大轴承时带来的设备体积和重量增加的问题，提供了一种基于环形分布式多级轴承的承力装置。同时，本发明的基于环形分布式多级轴承的承力装置，在多级轴承的内圈中间为空心部分，可以通过其他物体，解决在某些机械部件例如机器人转动关节之间的布线问题。
本发明的一种基于环形分布式N级轴承的承力装置，包括K个N-1级轴承以及N级轴承连接的相对运动的物体，N为大于1的正数，K为大于2的整数；M级轴承包括K个M-1级轴承以及M级轴承连接的相对转动的物体，设相对转动的物体为A’和B’，M＝2,3,…N；物体A’作为M级轴承的内圈，物体B’作为M级轴承的外圈，K个M-1级轴承均匀地环形分布于M级轴承的内圈与外圈之间；K个M-1级轴承的内圈通过螺柱与M级轴承的内圈固定连接，K个M-1级轴承的外圈与M级轴承的外圈内侧轨道相接触。
特别地，本发明提供的一种基于环形分布式二级轴承的承力装置，包括相对转动的物体A和B，以及K个轴承；物体A作为二级轴承的内圈，物体B作为二级轴承的外圈，K个轴承均匀地环形分布于二级轴承的内圈与外圈之间，K为大于等于3的整数；K个轴承的内圈通过螺柱与二级轴承的内圈固定连接，K个轴承的外圈与二级轴承的外圈内侧轨道相接触。
本发明的优点与积极效果在于：(1)当相对转动的两个物体较大时，若采用普通轴承，则轴承的体积和重量将会很大；采用本发明的多级轴承的承力装置，将相对转动的两个物体A和B分别当作二级轴承的内圈和外圈，将采用多个小的一级轴承均匀地环形分布于两个相对转动的物体A和B之间，可以构成一个大的二级轴承承力装置，这样的二级轴承承力装置不需要专门的二级轴承内圈与外圈，而是直接将相对转动的两个物体当作了内圈和外圈，大大减小了所采用整个承力装置的体积和重量。(2)在多级轴承内圈中间的空心部分可以布置通过线缆等其他物体，例如机器人转动关节之间的布线问题利用内圈的空心部分可得到很好地解决。
附图说明
图1是四个一级轴承构成的二级轴承承力装置的主视图；
图2是四个一级轴承构成的二级轴承承力装置的剖视图；
图3是六个一级轴承构成的二级轴承承力装置的主视图；
图4是八个一级轴承构成的二级轴承承力装置的主视图；
图5是三级轴承承力装置的主视图；
图6是三级轴承承力装置剖视图；
图7是三级轴承承力装置局部剖视图。
具体实施方式
下面将结合附图和实例对本发明作进一步的详细说明。
当相对转动的两个物体A和B较大时，若采用普通轴承，则轴承的体积和重量将会很大。所述的普通轴承也就是传统技术中连接物体A和B的轴承，称为一级轴承。采用本发明的技术方案降低了轴承的体积和重量。采用本发明技术方案，可将相对转动的两个物体A和B分别当作二级轴承的内圈和外圈，采用多个小的一级轴承均匀地环形分布于两个相对转动的物体A和B之间，可以构成一个大的二级轴承承力装置。这样的二级轴承承力装置不需要专门的二级轴承内圈与外圈，而是直接将相对转动的两个物体当作了二级轴承的内圈和外圈，大大减小了所采用整个承力装置的体积和重量。
本发明的一种基于环形分布式N级轴承的承力装置，其特征在于，包括K个N-1级轴承以及N级轴承连接的相对运动的物体，N为大于1的整数，K为大于2的整数；M级轴承包括K个M-1级轴承以及M级轴承连接的相对转动的物体，设相对转动的物体为A’和B’，M＝2,3,…N；物体A’作为M级轴承的内圈，物体B’作为M级轴承的外圈，K个M-1级轴承均匀地环形分布于M级轴承的内圈与外圈之间；K个M-1级轴承的内圈通过螺柱与M级轴承的内圈固定连接，K个M-1级轴承的外圈与M级轴承的外圈内侧轨道相接触。
如图1和图2所示，为基于环形分布式二级轴承的承力装置。物体A作为二级轴承的内圈，物体B作为二级轴承的外圈，四个一级轴承均匀地环形分布于二级轴承内圈与外圈之间。一级轴承的内圈通过螺柱与二级轴承的内圈固定连接，也就是各一级轴承的内圈通过螺柱固定连接在物体A上。一级轴承的外圈与二级轴承的外圈内侧轨道相接触，也就是各一级轴承的的外圈与物体B的内侧轨道相接触。
当二级轴承内圈与外圈之间相对转动时，一级轴承的内圈在二级轴承内圈作用的带动下相对二级轴承外圈做圆周运动，通过一级轴承内圈与外圈之间滚子的作用，使得一级轴承的外圈在二级轴承外圈内侧轨道上滚动。相对于物体A和B之间利用一个轴承来连接，采用本发明的技术方案，通过使用多个小的一级轴承来实现大的轴承的作用，大大减少了原来所用轴承体积和重量。
根据承力大小，可以调节二级轴承内圈与外圈之间小的一级轴承的数量，一般最少可由三个小的一级轴承构成一个大的二级轴承承力装置。如图3所示，为采用六个一级轴承构成的二级轴承承力装置；图4为八个一级轴承构成的二级轴承承力装置。
如下图2的剖视图可知，一级轴承作为二级轴承的滚动体，它的外圈直接与二级轴承外圈内侧轨道相接处，但是不直接与二级轴承内圈外表面相接触，而是通过螺柱将一级轴承内圈固定在二级轴承内圈上。所以当二级轴承内圈与外圈相对转动时，一级轴承的内圈与二级轴承的内圈保持相对静止状态，一级轴承的外圈在二级轴承的外圈内侧轨道上相对滚动。
本发明中将相对转动的两个物体直接作为二级轴承的内圈和外圈，普通轴承作为二级轴承的滚动体，可以根据承力大小，调整二级轴承内圈和外圈之间普通轴承的数量，一般最少为三个。
由普通的一级轴承到二级轴承的原理，可以得到将多个小的二级轴承均匀地环形分布于三级轴承外圈与内圈之间，构造一个大的三级轴承。如图5、图6和图7所示，为三级轴承承力装置的示意图，该承力装置中的三级轴承的内圈和外圈分别为相对转动的物体A’和B’。各二级轴承的内圈通过螺柱与三级轴承的内圈固定连接，也就是各二级轴承的内圈通过螺柱固定连接在物体A’上。各二级轴承的外圈与三级轴承的外圈内侧轨道相接触，也就是各二级轴承的外圈与物体B’的内侧轨道相接触。
依次思想，可以构造任意多级轴承承力装置。例如，巨型转动体之间的承力装置可以由多个小轴承通过构造多级轴承承力装置实现。
对于本发明的基于环形分布式N级轴承的承力装置，当N级轴承内圈与外圈之间相对转动时，N-1级轴承的内圈在N级轴承内圈作用的带动下相对N级轴承外圈做圆周运动，N-2级轴承的内圈在N-1级轴承内圈作用的带动下相对N-1级轴承外圈做圆周运动，依次类推，一级轴承的内圈在二级轴承内圈作用的带动下相对二级轴承外圈做圆周运动。通过一级轴承内圈与外圈之间滚子的作用，使得一级轴承的外圈在二级轴承外圈内侧轨道上滚动；通过二级轴承内圈与外圈之间一级轴承的作用，使得二级轴承的外圈在三级轴承外圈内侧轨道上滚动；依次类推，通过N-1级轴承内圈与外圈之间N-2级轴承的作用，使得N-1级轴承的外圈在N级轴承的外圈内侧轨道上滚动。
现有物体A和B之间相对旋转一般需要转轴，例如物体B静止，物体A旋转，可将物体A安装在转轴上，转轴与物体B之间通过轴承相连接，电机通过传动装置带动转轴转动，使得物体A相对物体B旋转。在本发明中物体A和物体B直接充当了多级轴承的内圈和外圈，并且物体A或者物体B也可以充当转轴的作用，与传动装置或者电机输出轴直接相连接，从而获得旋转动力。例如机器人转动关节处，物体B与壳体固定连接，物体A与传动装置或者电机输出轴直接相连接，使得物体A相对物体B转动。
Claims (2)
1.一种基于环形分布式二级轴承的承力装置，其特征在于，包括相对转动的物体A和B，以及K个轴承；所述的物体A作为二级轴承的内圈，物体B作为二级轴承的外圈，K个轴承均匀地环形分布于二级轴承的内圈与外圈之间，K为大于等于3的整数；其特征在于：所述的二级轴承的内圈中间为空心部分，K个轴承的内圈通过螺柱与二级轴承的内圈固定连接，K个轴承的外圈与二级轴承的外圈内侧轨道相接触。
2.一种基于环形分布式N级轴承的承力装置，其特征在于，包括K个N-1级轴承以及N级轴承连接的相对运动的物体，N为大于1的整数，K为大于2的整数；N级轴承的内圈中间为空心部分；
M级轴承包括K个M-1级轴承以及M级轴承连接的相对转动的物体，设相对转动的物体为A’和B’，M＝2,3,…N；物体A’作为M级轴承的内圈，物体B’作为M级轴承的外圈，K个M-1级轴承均匀地环形分布于M级轴承的内圈与外圈之间；K个M-1级轴承的内圈通过螺柱与M级轴承的内圈固定连接，K个M-1级轴承的外圈与M级轴承的外圈内侧轨道相接触。
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