CN105221567A - 一种高轴向力深沟球轴承及其应用 - Google Patents

一种高轴向力深沟球轴承及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高轴向力深沟球轴承，包括有外圈、内圈、外保持架、内保持架及多个钢球；所述外圈的内表面包括有第一圆柱面、第二圆柱面及多个截面为圆弧的第一曲面；所述内圈的外表面包括有第三圆柱面、第四圆柱面及多个截面为圆弧的第二曲面；所述外保持架与所述内保持架卡接配合且设置于所述外圈与内圈之间。本发明通过内保持架与外保持架结构的设计，及外保持架上的第一圆弧形开口、内保持架上的第二圆弧形开口结构，并且由外圈的第一曲面、内圈的第二曲面菜同组成钢球容纳空间，使得轴承承受轴向力的能力提高3倍左右，提高了轴承的性能。

Description

一种高轴向力深沟球轴承及其应用
技术领域
本发明属于轴承技术领域，涉及到汽车用轴承技术领域，特别是指一种高轴向力深沟球轴承及其应用。
背景技术
汽车车轮的滚动都是通过轮毂单元中的轮毂和转向节之间的轴承来实现。车辆在运动过程中，轴承不仅要承受径向力的作用而且还要承受轴向力的作用。现汽车轮毂单元中的轴承主要是圆锥滚子轴承和钢球轴承。
在汽车设计过程中，尽量减少机械系统的摩擦，提高机械效率，节油减排。钢球轴承的滚动摩擦系数比圆锥滚子轴承小，但是钢球轴承承受轴向力的能力较差，只能用于小型车辆上。圆锥滚子轴承能承受较大轴向力，但是滚动摩擦大，同时侧面要有预压管理。
如图1所示为现技术钢球轴承结构示意图，包括有外圈1、内圈4、保持架3及多个钢球2。这类钢球轴承的主要问题是承受轴向力的能力较差。
如图2所示为现技术圆锥滚子轴承结构示意图，包括有外圈5、内圈8、保持架7及多个圆锥滚子6。这类轴承的滚动摩擦大，同时侧面要有预压管理。
发明内容
本发明的目的是提供一种高轴向力深沟球轴承及其应用，通过本申请的技术方案，利用钢琺滚动摩擦小的特性，在增加轴承轴向力的同时不需要轴向预压管理。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高轴向力深沟球轴承，包括有外圈、内圈、外保持架、内保持架及多个钢球；
所述外圈的外表面为圆柱面；所述外圈的内表面包括有第一圆柱面、第二圆柱面及多个截面为圆弧的第一曲面；所述第一圆柱面的直径大于所述第二圆柱面的直径；所述第一曲面的数量与所述钢球的数量相配合；
所述内圈的内表面为圆柱面，所述内圈的外表面包括有第三圆柱面、第四圆柱面及多个截面为圆弧的第二曲面；所述第三圆柱面的直径大于所述第四圆柱面的直径；所述第二曲面的数量与所述钢球的数量相配合；
所述第一圆柱面与所述第三圆柱面相对应；所述第二圆柱面与所述第四圆柱面相对应；
所述第一曲面与所述第二曲面一一对应；
所述外保持架与所述内保持架卡接配合且设置于所述外圈与内圈之间。
所述外保持架为圆环状；在所述外保持架的一端设置有多个第一圆弧形开口；所述第一圆弧形开口的数量与所述钢球的数量相配合；所述第一圆弧形开口的表面与所述钢球的形状相配合；
在相邻两个所述第一圆弧形开口之间的所述外保持架的内表面上设置有外挂钩；在所述外保持架上设置有与所述外挂钩相对的内卡槽；
所述内保持架为圆环状，在所述内保持架的一端设置有多个第二圆弧形开口；所述第二圆弧形开口与所述第一圆弧形开口相配合；所述第二圆弧形开口的表面与所述钢球的形状相配合；
在相邻两个所述第二圆弧形开口之间的所述内保持架的外表面上设置有内挂钩；在所述内保持架上设置有与所述内挂钩相对的外卡槽；
所述外挂钩与所述外卡槽卡接配合；所述内挂钩与所述内卡槽卡接配合；
所述第一曲面、所述第二曲面、所述第一圆弧形开口及所述第二圆弧形开口组成所述钢球的容纳空间。
在所述第一圆柱面的外端部设置有第一锥面；在所述第二圆柱面的外端设置有第二锥面；在所述第三圆柱面的外端设置有第三锥面；在所述第四圆柱面的外端设置有第四锥面；
所述第一锥面与所述第三锥面组成第一容纳室；所述第二锥面与所述第四锥面组成第二容纳室。
在所述外保持架与所述第一圆弧形开口相对的一端设置有第一密封圈；在所述内保持架与所述第二圆弧形开口相对的一端设置有第二密封圈；
所述第一密封圈设置于所述第一容纳室内；所述第二密封圈设置于所述第二容纳室内。
所述第一密封圈与所述和二密封圈的形状及结构相同。
在所述第一密封圈的外侧表面上径向设置有一圈第一凸起；所述第一凸起与所述第一锥面接触；
在所述第一密封圈的内侧表面上径向设置有一圈第二凸起；所述第二凸起与所述第三锥面接触。
上述任一项所述的高轴向力深沟球轴承应用于汽车上。
本发明的有益效果是：
本发明通过内保持架与外保持架结构的设计，及外保持架上的第一圆弧形开口、内保持架上的第二圆弧形开口结构，并且由外圈的第一曲面、内圈的第二曲面菜同组成钢球容纳空间，使得轴承承受轴向力的能力提高3倍左右，提高了轴承的性能，并且不需要进行轴向预压管理。
附图说明
图1为现技术钢球轴承结构示意图；
图2为现技术圆锥滚子轴承结构示意图；
图3为本发明深沟球轴承结构示意图；
图4为图3的A处放大图；
图5为图3的B处放大图；
图6为图5的C处放大图；
图7为外保持架结构示意图；
图8为带密封圈的外保持架结构示意图；
图9为内保持架结构示意图；
图10为带密封圈的内保持架结构示意图；
图11为内保持架与外保持架装配示意图。
附图标记说明
1外圈，2钢球，3保持架，4内圈，5外圈，6圆锥滚子，7保持架，8内圈，01外圈，02钢球，03外保持架，04内保持架，05内圈，06第一密封圈，07第二密封圈，011第一圆柱面，012第二圆柱面，013第一曲面，014第一锥面，015第二锥面，031第一圆弧形开口，032外挂钩，033内卡槽，041第二圆弧形开口，042内挂钩，043外卡槽，051第三圆柱面，052第四圆柱面，053第二曲面，054第三锥面，055第四锥面，061第一凸起，062第二凸起，071第三凸起，072第四凸起。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
本发明提供一种高轴向力深沟球轴承，如图3至图11所示，包括有外圈01、内圈05、外保持架03、内保持架04及多个钢球02。
在本发明中，轴承加工时使用材料的规格和型号等均与传统轴承的材料和型号相同。
所述外圈01的外表面为圆柱面，方便轴承的安装；所述外圈的内表面包括有第一圆柱面011、第二圆柱面012及多个截面为圆弧的第一曲面013；所述第一圆柱面011的直径大于所述第二圆柱面012的直径；所述第一曲面的数量与所述钢球的数量相等；在所述第一圆柱面011的外端部设置有第一锥面014；在所述第二圆柱面012的外端部设置有第二锥面015；外圈的两端部为平面，在做外圈的轴向截面时，外圈的内表面依次为第一锥面、第一圆柱面、第一曲面、第二圆柱面、第二锥面依次连接，见图3、图4及图5所示。
所述内圈05的内表面为圆柱面方便轴承的安装，所述内圈的外表面包括有第三圆柱面051、第四圆柱面052及多个截面为圆弧的第二曲面053；所述第三圆柱面的直径大于所述第四圆柱面的直径；所述第二曲面的数量与所述钢球的数量相等；在所述第三圆柱面的外端设置有第三锥面054；在所述第四圆柱面的外端设置有第四锥面055；在做内圈的轴向截面时，内圈的外表面依次为第三锥面、第三圆柱面、第二曲面、第四圆柱面、第四锥面依次连接，此处见图3、图4及图5所示。
所述第一圆柱面011与所述第三圆柱面051相对应；所述第二圆柱面012与所述第四圆柱面052相对应；外保持架设置于第一圆柱面与第三圆柱面之间；内保持架设置于第二圆柱面与第四圆柱面之间。
所述第一曲面与所述第二曲面一一对应。
所述外保持架03为圆环状；在所述外保持架的一端设置有多个第一圆弧形开口031；所述第一圆弧形开口的数量与所述钢球的数量相配合；所述第一圆弧形开口的表面与所述钢球的形状相配合。
在相邻两个所述第一圆弧形开口之间的所述外保持架的内表面上设置有外挂钩032；在所述外保持架上设置有与所述外挂钩相对的内卡槽033；在本申请中，每个相邻的两个第一圆弧开口之间均设置有一个外挂钩，每个外挂钩均对应有一个内卡槽。
所述内保持架04为圆环状，在所述内保持架的一端设置有多个第二圆弧形开口041；所述第二圆弧形开口与所述第一圆弧形开口相配合；所述第二圆弧形开口的表面与所述钢球的形状相配合。
在相邻两个所述第二圆弧形开口之间的所述内保持架的外表面上设置有内挂钩042；在所述内保持架上设置有与所述内挂钩相对的外卡槽043；在本申请中，每个相邻的两个第二圆弧开口之间均设置有一个内挂钩，每个内挂钩均对应有一个外卡槽。
所述外挂钩与所述外卡槽卡接配合；所述内挂钩与所述内卡槽卡接配合。
所述第一曲面、所述第二曲面、所述第一圆弧形开口及所述第二圆弧形开口组成所述钢球的容纳空间。在本申请的深钩球轴承中设置的容纳空间与钢球的数量相同，即每个钢球设置于一个容纳空间内。
所述第一锥面与所述第三锥面组成第一容纳室；所述第二锥面与所述第四锥面组成第二容纳室。
在所述外保持架与所述第一圆弧形开口相对的一端设置有第一密封圈06；在所述内保持架与所述第二圆弧形开口相对的一端设置有第二密封圈07。
所述第一密封圈设置于所述第一容纳室内；所述第二密封圈设置于所述第二容纳室内。
所述第一密封圈与所述和二密封圈的形状及结构相同。
在所述第一密封圈06的外侧表面上径向设置有两圈第一凸起061；所述第一凸起与所述第一锥面014接触。第一凸起与第一锥面之间形成一个密封腔，使腔内的润滑脂不外流。
在所述第一密封圈的内侧表面上径向设置有两圈第二凸起062；所述第二凸起062与所述第三锥面054接触。第二凸起与第三锥面之间形成一个密封腔，使密封腔内的涔涔脂不外流。
在所述第二密封圈07的外侧表面上径向设置有两圈第三凸起071；所述第三凸起071与所述第二锥面015接触。第三凸起与第二锥面之间形成一个密封腔，使腔内的润滑脂不外流。
在所述第二密封圈的内侧表面上径向设置有两圈第四凸起072；所述第四凸起072与所述第四锥面055接触。第四凸起与第四锥面之间形成一个密封腔，使密封腔内的涔涔脂不外流。
上述任一项所述的高轴向力深沟球轴承应用于汽车上。
装配方法为，将多个钢球放入外圈的第一曲面内，将内圈压入，使得内圈的第二曲面与钢球相对应，再将内保持架装配到第第圆柱面与第四圆柱面之间，使得内保持架上的第二圆弧形开口与钢球一一对应且每个钢球均卡入到一个第二圆弧形开口上，在钢球上涂上润滑脂上后，再将外保持架从第一圆柱面与第三圆柱面之间安装入内圈与外圈之间，并使第一圆弧形开口与钢球对准后使内保持架与外保持架卡接压合在一起。即外保持架的外挂钩卡入内保持架的外卡槽内，内保持架的内挂钩卡入外保持架的内卡槽内。
在外保持架与内保持架压合后，第一圆弧形开口与第二圆弧形开口之间形成多个圆柱面，用于固定和限制钢球。
从图3的截面图来看，外圈内表面有第一圆柱面和第二圆柱面，两圆柱面半径不同，从截面来看形成一个台阶，这个台阶限制钢球朝左运动，同样，内圈外表面有第三圆柱面和第四圆柱面，两圆柱面半径不同，从截面来看形成一个台阶，这个台阶限制钢球朝右运动，加之，内保持架和外保持架的作用，使本发明的轴承的承受轴向力的能力相对现有技术提高3倍左右，保证汽车车轮安全行驶。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。

Claims (7)

1.一种高轴向力深沟球轴承，其特征在于：包括有外圈、内圈、外保持架、内保持架及多个钢球；
所述外圈的外表面为圆柱面；所述外圈的内表面包括有第一圆柱面、第二圆柱面及多个截面为圆弧的第一曲面；所述第一圆柱面的直径大于所述第二圆柱面的直径；所述第一曲面的数量与所述钢球的数量相配合；
所述内圈的内表面为圆柱面，所述内圈的外表面包括有第三圆柱面、第四圆柱面及多个截面为圆弧的第二曲面；所述第三圆柱面的直径大于所述第四圆柱面的直径；所述第二曲面的数量与所述钢球的数量相配合；
所述第一圆柱面与所述第三圆柱面相对应；所述第二圆柱面与所述第四圆柱面相对应；
所述第一曲面与所述第二曲面一一对应；
所述外保持架与所述内保持架卡接配合且设置于所述外圈与内圈之间。
2.根据权利要求1所述的高轴向力深沟球轴承，其特征在于：所述外保持架为圆环状；在所述外保持架的一端设置有多个第一圆弧形开口；所述第一圆弧形开口的数量与所述钢球的数量相配合；所述第一圆弧形开口的表面与所述钢球的形状相配合；
在相邻两个所述第一圆弧形开口之间的所述外保持架的内表面上设置有外挂钩；在所述外保持架上设置有与所述外挂钩相对的内卡槽；
所述内保持架为圆环状，在所述内保持架的一端设置有多个第二圆弧形开口；所述第二圆弧形开口与所述第一圆弧形开口相配合；所述第二圆弧形开口的表面与所述钢球的形状相配合；
在相邻两个所述第二圆弧形开口之间的所述内保持架的外表面上设置有内挂钩；在所述内保持架上设置有与所述内挂钩相对的外卡槽；
所述外挂钩与所述外卡槽卡接配合；所述内挂钩与所述内卡槽卡接配合；
所述第一曲面、所述第二曲面、所述第一圆弧形开口及所述第二圆弧形开口组成所述钢球的容纳空间。
3.根据权利要求1所述的高轴向力深沟球轴承，其特征在于：在所述第一圆柱面的外端部设置有第一锥面；在所述第二圆柱面的外端设置有第二锥面；在所述第三圆柱面的外端设置有第三锥面；在所述第四圆柱面的外端设置有第四锥面；
所述第一锥面与所述第三锥面组成第一容纳室；所述第二锥面与所述第四锥面组成第二容纳室。
4.根据权利要求3所述的高轴向力深沟球轴承，其特征在于：在所述外保持架与所述第一圆弧形开口相对的一端设置有第一密封圈；在所述内保持架与所述第二圆弧形开口相对的一端设置有第二密封圈；
所述第一密封圈设置于所述第一容纳室内；所述第二密封圈设置于所述第二容纳室内。
5.根据权利要求4所述的高轴向力深沟球轴承，其特征在于：所述第一密封圈与所述和二密封圈的形状及结构相同。
6.根据权利要求4所述的高轴向力深沟球轴承，其特征在于：在所述第一密封圈的外侧表面上径向设置有一圈第一凸起；所述第一凸起与所述第一锥面接触；
在所述第一密封圈的内侧表面上径向设置有一圈第二凸起；所述第二凸起与所述第三锥面接触。
7.一种高轴向力深沟球轴承的应用，其特征在于：权利要求1至6中任一项所述的高轴向力深沟球轴承应用于汽车上。
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