CN113775643A - 一种带内偏心花键的圆柱滚子轴承 - Google Patents

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张博威
徐英超
伍子晟
张同一
孟鑫
黄晓春
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Abstract

本发明创造提供了一种带内偏心花键的圆柱滚子轴承，包括轴承外圈、若干个圆柱滚子、轴承内圈，若干个圆柱滚子设置在轴承外圈的内壁和轴承内圈的外壁之间，轴承内圈的内壁上偏心设有圆形孔，轴承内圈的圆心孔上沿圆周等距设有键槽。本发明创造所述的一种带内偏心花键的圆柱滚子轴承，零部件较少，继承了花键和偏心轴的功能、实现了产品的轻量化和多元化；减少了产品零件的数量，降低总装过程中装配的难度，对操作者的技能要求降低了；轴承外形尺寸、使用寿命、承载能力与传统轴承一致，方便推广应用。

Description

一种带内偏心花键的圆柱滚子轴承
技术领域
本发明创造属于谐波减速器领域，尤其是涉及一种带内偏心花键的圆柱滚子轴承。
背景技术
随着我国航空航天事业和国防工业的蓬勃发展，航空领域的滤波减速器也不断发展。谐波减速器传动原理与普通齿轮传动的传动原理有着本质的区别，它是利用机械波控制柔性齿轮的弹性变形来实现传递运动和力的一种新型传动装置。与普通齿轮传动相比较而言，谐波齿轮传动具有结构简单、零件少；谐波传动的噪声级低于一般的齿轮传动；并且具有运动学方面适应性广、结构形式多种多样适用的载荷和转速范围宽的特点。此外，波齿轮传动还有可以向密封空间传递运动和动力的优点。但同时谐波齿轮传动也存在一些问题，如柔轮周期性变形，工作情况恶劣，从而易于疲劳损坏；起动力矩大齿数不能太少，当波发生器为主动时，传动比不能小于35等。
随着飞行器的飞行速度越来越块，灵活性越来越高，深空探测的距离越来越远，减轻机体重量，实现多个功能的集成显得尤为重要。轻量化和多元化一直是飞行领域努力的方向。轴承一直作为传统机械领域里的标准件而存在，但是在航空航天领域对其更加严格的要求，也让轴承固有的缺点成为限制领域发展的严重障碍。这也使得传统轴承只能保持其固有的支撑、旋转和减小摩擦的功能，很难再肩负起其齿链接类传动和固定周期运动的功能。
发明内容
有鉴于此，本发明创造旨在提出一种带内偏心花键的圆柱滚子轴承，能够满足谐波减速器可靠连接和实现固定周期动作。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
一种带内偏心花键的圆柱滚子轴承，包括轴承外圈、若干个圆柱滚子、轴承内圈，若干个圆柱滚子设置在轴承外圈的内壁和轴承内圈的外壁之间，轴承内圈的内壁上偏心设有圆形孔，轴承内圈的圆心孔上沿圆周等距设有键槽。
进一步的，所述键槽为平键槽、花键槽中的一种。
进一步的，所述花键槽为30°压力角圆柱直齿渐开线花键。花键槽为30°，能够使轴承与谐波减速器中的钢轮连接的更加牢固，能够使轴承内圈的可靠连接增加。
进一步的，所述偏心的圆形孔的偏心量至少为10mm，轴承精度等级至少为六级。轴承上的偏心孔偏心设置能够更好的提高谐波减速器的传动比，谐波传动的缺点是柔轮每转均要经历两次椭圆变形，且变形量要大于两轮的齿顶高之和，容易引起材料的疲劳破坏，还会产生传递速度的波动，导致负载转动的谐振，若速度的波动频率与振荡系统的谐振频率相同，齿轮装置将产生很大的振动和应力。由于弹性变形和齿形较小，变形量必须控制在设计要求的范用内，超出控制范围就会出现跳齿现象，偏心量至少为10mm，不易出现跳齿现象。
进一步的，所述圆柱滚子为带保持架的圆柱滚子或圆柱修圆滚子轴承中的一种。
进一步的，所述圆柱滚子为单列的圆柱滚子或者双列的圆柱滚子中的一种。
进一步的，所述轴承外圈设有防尘盖或密封圈中的一种或两种。
进一步的，所述轴承为油润滑或者脂润滑中的一种。
一种带内偏心花键的圆柱滚子轴承的制备方法，包括如下步骤：
S1：将机加工热处理好的轴承内圈、轴承外圈、圆柱滚子根据批次精度分组完毕；
S2：将圆柱滚子按照装配数量要求放置在轴承外圈的滚道内，如果有保持架，将圆柱滚子放置在保持架内部，再放入轴承外圈的滚道内。
S3：轴承内放入轴承内圈，根据工况要求装入防尘盖或密封圈零件；
S4：对轴承的转动轴承，检查轴承的灵活性指标进行检测。
更改传统圆柱滚子轴承内圈单一功能，将内花键与内圈集成在一起，并且花键的中心与轴承的中心具有较大的偏心量。内圈内径与花键集成在一起，以满足谐波减速器可靠性连接的要求，根据实际工况选择花键的偏心量大小。通过该结构改变，能够实现轴承具备偏心轮的功能以及内花键连接的功能，满足轴承内圈的可靠连接，不会因轴承内圈装配过盈量大小选择造成连接不可靠。实现了轴承与偏心机构的集成，以及内圈与键槽的集成。对比传统产品具有功能多元化，轻量化以及体积空间小的优势，同时又不破坏轴承自身性能的优势。
相对于现有技术，本发明创造所述的一种带内偏心花键的圆柱滚子轴承具有以下有益效果：
1、零部件较少，实现的功能较多，继承了花键和偏心轴的功能；
2、实现了产品的轻量化和多元化；
3、减少了产品零件的数量，降低总装过程中装配的难度，对操作者的技能要求降低了；
4、轴承外形尺寸、使用寿命、承载能力与传统轴承一致，方便推广应用；
5、可用于推广的范围较为广泛，既可以用于谐波减速器、偏转电机、离心泵、大型打印设备等设备仪器中又可用于具有偏心重载要求的其他设备或重型车辆上。
附图说明
构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：
图1为本发明创造实施例所述的一种带内偏心花键的圆柱滚子轴承示意图。
附图标记说明：
1-轴承外圈；2-圆柱滚子；3-轴承外圈。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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创造和简化描述，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创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
实施例1：
一种带内偏心花键的圆柱滚子轴承，包括轴承外圈、若干个圆柱滚子、轴承内圈，若干个圆柱滚子设置在轴承外圈的内壁和轴承内圈的外壁之间，轴承内圈的内壁上偏心设有圆形孔，轴承内圈的圆心孔上沿圆周等距设有花键槽，所述花键槽为30°压力角圆柱直齿渐开线花键。所述偏心的圆形孔的偏心量为10mm，轴承精度等级为六级，圆柱滚子上带有带保持架的单列圆柱滚子，轴承外圈设有防尘盖。
实施例2：
一种带内偏心花键的圆柱滚子轴承，包括轴承外圈、若干个圆柱滚子、轴承内圈，若干个圆柱滚子设置在轴承外圈的内壁和轴承内圈的外壁之间，轴承内圈的内壁上偏心设有圆形孔，轴承内圈的圆心孔上沿圆周等距设有平键槽。所述偏心的圆形孔的偏心量为11mm，轴承精度等级为六级，圆柱滚子上带有带保持架的双列圆柱滚子，轴承外圈设有防尘盖。
实施例3：
一种带内偏心花键的圆柱滚子轴承，包括轴承外圈、若干个圆柱滚子、轴承内圈，若干个圆柱滚子设置在轴承外圈的内壁和轴承内圈的外壁之间，轴承内圈的内壁上偏心设有圆形孔，轴承内圈的圆心孔上沿圆周等距设有花键槽，所述花键槽为30°压力角圆柱直齿渐开线花键。所述偏心的圆形孔的偏心量为11mm，轴承精度等级为六级，圆柱滚子上带有带保持架的双列圆柱滚子，轴承外圈设有密封圈。
实施例1-3中的圆柱滚子轴承，将偏心轴和花键的功能结合到同一个零件上，零部件减少，实现的功能较多，继承了花键和偏心轴的功能，能够节省谐波减速器内部的空间，并且经过后期的实际使用，本发明相对于传统的谐波减速器的轴承与轴的设置，本发明的谐波减速器的轴承与轴通过键接，键接为可靠连接增加，不会因轴承内圈装配过盈量大小选择造成连接不可靠，并且传统的谐波减速器的轴承与轴为同心设置，增大了传动比，并且节省了谐波减速器20％的内部空间。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带内偏心花键的圆柱滚子轴承，其特征在于：包括轴承外圈(1)、若干个圆柱滚子(2)、轴承内圈(3)，若干个圆柱滚子(2)设置在轴承外圈(1)的内壁和轴承内圈(3)的外壁之间，轴承内圈(3)的内壁上偏心设有圆形孔，轴承内圈轴承内圈(3)的圆心孔上沿圆周等距设有键槽。
2.根据权利要求1所述的一种带内偏心花键的圆柱滚子轴承，其特征在于：所述键槽为平键槽、花键槽中的一种。
3.根据权利要求2所述的一种带内偏心花键的圆柱滚子轴承，其特征在于：所述花键槽为30°压力角圆柱直齿渐开线花键。
4.根据权利要求1所述的一种带内偏心花键的圆柱滚子轴承，其特征在于：所述偏心的圆形孔的偏心量至少为10mm，轴承精度等级至少为六级。
5.根据权利要求1所述的一种带内偏心花键的圆柱滚子轴承，其特征在于：所述圆柱滚子(2)为带保持架的圆柱滚子或圆柱修圆滚子轴承中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种带内偏心花键的圆柱滚子轴承，其特征在于：所述圆柱滚子(2)为单列的圆柱滚子或者双列的圆柱滚子中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种带内偏心花键的圆柱滚子轴承，其特征在于：所述轴承外圈(1)设有防尘盖或密封圈中的一种或两种。
8.权利要求1-7任意一项所述的一种带内偏心花键的圆柱滚子轴承的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：将机加工热处理好的轴承内圈(3)、轴承外圈(1)、圆柱滚子(2)根据批次精度分组完毕；
S2：将圆柱滚子(2)按照装配数量要求放置在轴承外圈(1)的滚道内；
S3：轴承内放入轴承内圈(3)；
S4：转动轴承，检查轴承的灵活性等指标。
9.根据权利要求8所述的一种带内偏心花键的圆柱滚子轴承，其特征在于：在步骤S2中将圆柱滚子(2)放置在保持架内部，再放入轴承外圈(1)的滚道内。
10.根据权利要求8所述的一种带内偏心花键的圆柱滚子轴承，其特征在于：在步骤S3中装入防尘盖或密封圈中的一种或两种。
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