CN108035971A - 单向轴承 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单向轴承，单向轴承的内套和外套通过若干个呈锥形分布的滚动体连接，滚动体的一端均沿周向偏移一定角度，且偏移后的滚动体同侧的端部在端面的投影均匀分布。本发明提供的单向轴承的滚动体一端沿周向偏移，内套和外套通过不同的相对转动方向可实现传递动力和减小旋转部件间摩擦力两种效果，且锥形分布的滚动体具有较高的承压能力。

Description

单向轴承

技术领域

本发明涉及机械结构技术领域，更具体地说，涉及一种单向轴承。

背景技术

轴承是机器中的基础元件，广泛应用于各行各业的机械产品中，被誉为机器的“关节”。

常见的轴承有圆锥滚子轴承、滚针轴承等，现有技术的轴承在工作的过程中，轴承内部的滚珠、滚针、圆锥滚子等滚动体通常仅通过滚动实现减小旋转体间摩擦力的效果，而无法根据需要进行动力的传递；而可以传递动力的单向轴承的轴向和径向的承压能力较低，往往需要配合其他圆柱滚子轴承一起使用。

综上所述，如何提供一种承压能力高、可传递动力的单向轴承，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种单向轴承，可根据不同的转动方向实现传递动力和减小旋转部件间摩擦力两种效果，且具有较高的承压能力。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种单向轴承，包括外套、内套和若干个滚动体，所述滚动体在内套和外套之间呈锥形分布，每个所述滚动体的一端均沿周向偏移，且全部所述滚动体同一侧的端部在端面的投影上均匀分布。

优选的，还包括设于所述外套和所述内套之间的保持器，所述保持器沿周向设有与所述滚动体一一对应的限位部。

优选的，所述滚动体为圆柱滚子。

优选的，所述滚动体的外表面设有耐磨层。

优选的，所述滚动体和所述保持器之间设有减小磨损的润滑剂。

优选的，所述外套的端面设有密封圈。

本发明提供的单向轴承的内套和外套通过若干个呈锥形分布的滚动体连接，滚动体的一端均沿周向偏移一定角度，且偏移后的滚动体同侧的端部在端面的投影均匀分布。

本发明中滚动体的一端沿周向偏移，滚动体的轴线与单向轴承的中心轴呈异面分布。内套和外套相对一个方向转动时，滚动体有靠近锥形顶部运动的趋势，外套对滚动体的压力增大，此时滚动体处于被内套和外套夹紧的状态而无法正常滚动，因此滚动体卡在内套和外套之间并阻止二者的相对转动，轴承进行扭矩的传递。当内套和外套相对于另一个方向转动时，滚动体有靠近锥形底部运动的趋势，此时内套和外套没有相对压力，滚动体在内套和外套之间处于滚动的状态，使外套和内套转动灵活，单向轴承实现支撑旋转轴、减小旋转部件间摩擦力的效果。

另外，由于滚动体呈锥形分布，单向轴承受力后作用力可分解为沿滚动体径向和轴向的分力，与现有技术相比本申请提供的单向轴承的承压能力更高。

本发明提供的单向轴承的滚动体的一端沿周向偏移，使内套和外套仅可沿一个方向相对转动，减小旋转部件的摩擦力；而另一个方向则无法自由转动，轴承处于锁止状态并进行动力的传递。且本申请提供的单向轴承具有承压能力高的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供具体实施例的俯视图；

图2为图1中A-A向剖视图；

图3为图1中A-A向结构示意图。

图1-3中的附图标记为：

外套1、内套2、保持器3、滚动体4、倾斜角5。

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。

本发明的核心是提供一种单向轴承，其内套和外套可沿一个方向自由转动，另一个方向锁止并进行动力传递；且单向轴承在转动过程中轴向和径向可以承受更大的载荷，具有较高承压能力。

请参考图1-3，图1为本发明所提供具体实施例的俯视图；图2为图1中A-A向剖视图；图3为图1中A-A向结构示意图。

本发明提供一种单向轴承，包括若干个滚动体4，滚动体4在内套2和外套1之间呈锥形分布，每个滚动体4的一端均沿周向偏移，且全部滚动体4同一侧的端部在端面的投影上均匀分布。

具体的，单向轴承包括内套2、外套1和滚动体4，内套2用于套接旋转轴的外周，外套1与其他结构连接，内套2与外套1通过若干个滚动体4实现相对转动或单向锁止，进而使单向轴承内外的部件实现相对转动或动力的传递。

每个滚动体4的一端均沿周向朝向同一个方向偏移，偏移的角度为倾斜角5，偏移后滚动体4的轴线与轴承的中心轴异面分布，且考虑到轴承通常具有较为对称的结构，各个倾斜角5优选为相同角度。

单向轴承的内套2的外环面为锥面，滚动体4自身为圆柱体或外周具有一定锥度的柱状结构，若干个滚动体4在内套2的外环面均匀分布，因此滚动体4一端距离单向轴承(以下简称轴承)的中心轴较远、另一端距离轴承中心轴较近，若干个滚动体4整体呈锥形结构。另外，为方便下文叙述，滚动体4与轴承中心轴的间距较大的一端称为大端，间距较小的一端称为小端。

本申请中由于滚动体4的一端(大端或小端)沿周向偏移了一个倾斜角5，内套2和外套1相对一个方向转动时，滚动体4所受合力偏向锥形顶部(即小端)的方向，滚动体4有靠近小端运动的趋势，外套1对滚动体4外周的压力增大，导致滚动体4与外套1和内套2的摩擦力增大而无法正常滚动，此时呈现内套2和外套1将滚动体4夹紧的状态，即滚动体4卡在内套2和外套1之间并阻止二者相对转动，轴承进行扭矩的传递。当内套2和外套1相对于另一个方向转动时，滚动体4有靠近锥形底部(即大端)运动的趋势，此时滚动体在内套2和外套1之间处于滚动的状态，内套2和外套1没有相对压力，二者转动灵活，轴承实现支撑旋转轴、减小旋转部件间摩擦力的效果。

可以理解的，单向轴承处于锁止状态或转动状态由内套2和外套1相对转动的方向、滚动体4的两端沿轴承径向的相对偏移方向、滚动体4两端沿轴承周向的相对偏移方向等多因素共同决定。例如，对于内套2和外套1结构相同、安装方向相同的两个单向轴承，若滚动体4沿周向偏移的方向相反，则沿同一方向转动时两个单向轴承所处的状态恰好相反，即一个处于锁止状态、另一个处于转动状态。因此滚动体4端部沿周向的偏移方向与偏移角度以实际工作需求为准。

例如，参考图1和图3，滚动体4的大端处于逆时针偏移状态。当外套1相对于内套2逆时针转动时，滚动体4向锥形顶部(即小端)方向滑动，并卡在内套2和外套1之间，此时轴承锁止；当外套1相对于内套2顺时针转动时，滚动体4向锥形底部(即大端)方向滑动，此时外套1和内套2自由转动。可以理解的，当滚动体4的周向偏移方向相反时，轴承的锁止和转动的状态与上述情况恰好相反，本文不在赘述。

本申请提供的轴承的滚动体4的一端沿周向偏移，使内套2和外套1仅可沿一个方向相对转动，而另一个方向无法自由转动使轴承锁止，实现了轴承单向传动的效果。且本申请提供的轴承在自行车、电单车、摩托车、汽车等需要进行单向动力传递的机构中均可使用，使用范围广泛，实用性较高。

另外，现有技术中凸轮型、撑柱型等单向轴承的承压能力通常较低，导致载荷较大时需要与其他圆柱滚子轴承配合使用，以使单向轴承正常工作。而本申请中滚动体4呈圆锥形分布，采用该结构的轴承承受的作用力可分解为滚动体4的径向和轴向方向的分力，因此该结构的轴承可承受轴向和径向的联合载荷。由于滚动体4径向可承受的压力要远大于轴向可承受的压力，相比于现有技术的单向轴承，本申请提供的单向轴承在转动过程中可承受更大的载荷，使单向轴承可单独进行使用，无需再配合其他轴承进行承压。

可选的，单向轴承还包括设于外套1和内套2之间的保持器3，保持器3沿周向设有与滚动体4一一对应的限位部。

具体的，保持器3为环形结构，若干个滚动体4以轴承的中心轴为中心在四周中心均匀分布。保持器3的环形外周开设有与滚动体4一一对应的凹槽或通孔等限位部，滚动体4靠近轴承中心轴的一侧内嵌于保持器3的限位部中，保持器3对滚动体4进行包裹，限位部的作用为限制滚动体4之间的相对位置，从而使滚动体4相互隔离，在工作过程中更好得进行滚动和滑动。

在实际使用过程中可根据轴承的工作环境对保持器3的强度、导热性、耐磨性、冲击韧性等多项参数进行综合考虑并合理选择。

进一步的，为了简化加工工艺，降低加工成本，滚动体4为圆柱滚子。具体的，圆柱滚子的外周分别与外套1的内环面和内套2的外环面滚动或滑动连接。采用圆柱滚子作为滚动体4且圆柱滚子呈锥形分布的结构更便于对单向轴承进行加工。

现有技术中的单向轴承或在内套2和外套1之间设置弹簧、或将圆柱滚子加工成不规则形状实现单向锁止，单向轴承的加工工艺复杂。而本申请中采用圆柱状的滚动体4，外套1和内套2相对的曲面均为圆锥面。上述结构在加工的过程中可采用直线切削或直线研磨即可完成加工，具有加工方便、加工精度高、加工成本低的特点。可以理解的，外套1和内套2在沿轴向的剖面图上可能为具有一定曲率的曲线，但是该结构不影响对本申请提供的单向轴承进行直线切削的加工过程。

进一步的，为了延长轴承的寿命，在上述实施例的基础上，滚动体4的外表面设有耐磨层。具体的，为了降低磨损，可对滚动体4进行热处理或在滚动体4的外表面镀有硬度较高的涂层，以提高滚动体4的耐磨性能，延长轴承的使用寿命。

可以理解的，也可以通过润滑的方式提高轴承的使用寿命。即轴承内部设置润滑油、润滑脂等润滑剂以降低外套1、滚动体4、保持器3等相互接触部分的摩擦，进而延长轴承寿命。

可选的，为了增强轴承的密封效果，外套1的端面设有密封圈。设置密封圈的目的在于防止轴承内部的润滑剂外漏或避免外部的灰尘、水分、异物等有害物质进入轴承内部，使轴承安全而持久的工作。当然也可选用其他方式对轴承进行密封。

可选的，上述任意一个实施例的基础上，倾斜角5的角度范围为2度至30度。需要说明的是，倾斜角5的角度范围不限于此，以实际工作过程中对单向轴承受力大小和方向的具体需求为准。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的单向轴承进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种单向轴承，包括外套(1)、内套(2)和若干个滚动体(4)，其特征在于，所述滚动体(4)在内套(2)和外套(1)之间呈锥形分布，每个所述滚动体(4)的一端均沿周向偏移，且全部所述滚动体(4)同一侧的端部在端面的投影上均匀分布。

2.根据权利要求1所述的单向轴承，其特征在于，还包括设于所述外套(1)和所述内套(2)之间的保持器(3)，所述保持器(3)沿周向设有与所述滚动体(4)一一对应的限位部。

3.根据权利要求2所述的单向轴承，其特征在于，所述滚动体(4)为圆柱滚子。

4.根据权利要求3所述的单向轴承，其特征在于，所述滚动体(4)的外表面设有耐磨层。

5.根据权利要求4所述的单向轴承，其特征在于，所述滚动体(4)和所述保持器(3)之间设有减小磨损的润滑剂。

6.根据权利要求5所述的单向轴承，其特征在于，所述外套(1)的端面设有密封圈。