CN114001095A - 一种能支撑轴做行星运动的复合滚动轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能支撑轴做行星运动的复合滚动轴承，涉及轴承技术领域，包括内外设置的轴承内圈和第二轴承中圈，所述轴承内圈位于所述第二轴承中圈内；以及中层滚动组件，所述中层滚动组件位于所述轴承内圈和所述第二轴承中圈之间，所述中层滚动组件包括中层保持架以及设置在所述中层保持架中的多个中层滚动体，所述中层保持架将各所述中层滚动体彼此间隔开，各所述中层滚动体大小不相同并在所述轴承内圈和所述第二轴承中圈之间环形布置，以使所述轴承内圈不保持绕定轴转动。本发明既能使支撑轴围绕自身轴线作自转，又能使支撑轴作公转，满足某些特定工作的需求。

Description

一种能支撑轴做行星运动的复合滚动轴承
技术领域
本发明涉及轴承技术领域，特别涉及一种能支撑轴做行星运动的复合滚动轴承。
背景技术
滚动轴承是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一种精密的机械零部件，滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成。滚动轴承支承转动的轴及轴上零件，并保持轴的正常工作位置和旋转精度，使用维护方便，工作可靠，起动性能好，在中等速度下承载能力较高。现有技术中滚动轴承一般只支持轴绕自身轴线作自转并保证回转精度，理论上轴回转时，回转轴线在空间的位置固定不变，一般不允许作径向移动。回转轴线相对固定虽然保证了回转的稳定性，但在某些特定工作的需求下使用受限，比如不能支撑外伸的轴作行星运动以满足某些特定工作实践的要求。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明实施例提供一种能支撑轴做行星运动的复合滚动轴承，既能使支撑轴围绕自身轴线作自转，又能使支撑轴作公转，满足某些特定工作的需求。
根据本发明实施例的能支撑轴做行星运动的复合滚动轴承，包括内外设置的轴承内圈和第二轴承中圈，所述轴承内圈位于所述第二轴承中圈内；以及中层滚动组件，所述中层滚动组件位于所述轴承内圈和所述第二轴承中圈之间，所述中层滚动组件包括中层保持架以及设置在所述中层保持架中的多个中层滚动体，所述中层保持架将各所述中层滚动体彼此间隔开，各所述中层滚动体大小不相同并在所述轴承内圈和所述第二轴承中圈之间环形布置，以使所述轴承内圈不保持绕定轴转动。
在可选或优选的实施例中，所述能支撑轴做行星运动的复合滚动轴承还包括第一轴承中圈，所述第一轴承中圈位于所述轴承内圈和所述中层滚动组件之间，所述轴承内圈和所述第一轴承中圈之间设置有内层滚动组件，所述内层滚动组件包括内层保持架以及设置在所述内层保持架中的多个内层滚动体，所述内层保持架将各所述内层滚动体彼此间隔开，各所述内层滚动体在所述轴承内圈和所述第一轴承中圈之间环形布置。
在可选或优选的实施例中，所述轴承内圈与所述中层保持架通过若干个连接件固定连接，以实现所述轴承内圈与所述中层保持架同步运动。
在可选或优选的实施例中，所述连接件端部分别通过连接螺栓与所述轴承内圈和所述中层保持架固定连接。
在可选或优选的实施例中，所述轴承内圈、所述连接件以及所述中层保持架为一体结构。
在可选或优选的实施例中，所述内层滚动体为球体或圆柱体或圆环体，各所述内层滚动体大小相同；所述中层滚动体为球体或圆柱体或圆环体。
在可选或优选的实施例中，所述轴承内圈设置有键槽，以供支撑轴连接。
在可选或优选的实施例中，所述能支撑轴做行星运动的复合滚动轴承还包括轴承外圈，所述第二轴承中圈位于所述轴承外圈内，所述第二轴承中圈和所述轴承外圈之间设置有外层滚动组件，所述外层滚动组件包括外层保持架以及设置在所述外层保持架中的多个外层滚动体，所述外层保持架将各所述外层滚动体彼此间隔开，各所述外层滚动体在所述第二轴承中圈和所述轴承外圈之间环形布置。
在可选或优选的实施例中，所述外层滚动体为球体或圆柱体或圆环体，各所述外层滚动体大小相同。
在可选或优选的实施例中，根据支撑轴作行星运动需要的公转直径d3，确定第二轴承中圈的中心点相对第一轴承中圈的中心点的偏心距a，
Figure BDA0003345534490000021
根据第一轴承中圈的外缘直径d1和第二轴承的中圈内缘直径d2，确定中层滚动体的直径大小d，d4≤d≤d5；
Figure BDA0003345534490000022
Figure BDA0003345534490000023
其中，O1为第一轴承中圈的中心点；
O2为第二轴承中圈的中心点；
a为第二轴承中圈的中心点相对第一轴承中圈的中心点的偏心距；
d3为支撑轴作行星运动需要的公转直径大小；
d1为第一轴承中圈的外缘直径大小；
d2为第二轴承中圈的内缘直径大小；
d为中层滚动体的直径大小；
d4为中层滚动体所允许的最小直径大小；
d5为中层滚动体所允许的最大直径大小。
基于上述技术方案，本发明实施例至少具有以下有益效果：上述技术方案，通过设计轴承内圈和第二轴承中圈，并在轴承内圈和第二轴承中圈之间设置中层滚动组件，中层滚动组件中的各中层滚动体大小不相同，支撑轴与轴承内圈连接，支撑轴可带动轴承内圈转动，从而带动大小不相同的中层滚动体转动，在中层保持架的带动下，由于中层滚动体大小不相同，从而使轴承内圈不能保持绕定轴转动，进而使支撑轴不能保持绕定轴转动，所以支撑轴既作自转，又作公转运动，即作行星运动。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；
图1是本发明实施例一的第一结构的端面剖视图；
图2是本发明实施例一的第一结构的纵向剖视图；
图3是本发明实施例一的第二结构的端面剖视图；
图4是本发明实施例一的第二结构的纵向剖视图；
图5是本发明实施例一的第三结构的端面剖视图；
图6是本发明实施例一的第三结构的纵向剖视图；
图7是本发明实施例中连接件的连接示意图；
图8是本发明实施例中轴承内圈、连接件、中层保持架的一体结构示意图；
图9为复合滚动轴承内部作行星运动时的运动状态示意图，其中出示的是原始状态；
图10为复合滚动轴承内部作行星运动时的运动状态示意图，其中出示的是公转60°状态；
图11为复合滚动轴承内部作行星运动时的运动状态示意图，其中出示的是公转120°状态；
图12为复合滚动轴承内部作行星运动时的运动状态示意图，其中出示的是公转180°状态；
图13是本发明实施例二的端面剖视图；
图14是本发明实施例三的端面剖视图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
实施例一
参照图1至图8，一种能支撑轴做行星运动的复合滚动轴承，包括轴承内圈11、第二轴承中圈13以及中层滚动组件。其中，轴承内圈11和第二轴承中圈13内外设置，轴承内圈11位于第二轴承中圈13内，中层滚动组件位于轴承内圈和第二轴承中圈13之间。
中层滚动组件包括中层保持架31以及设置在中层保持架31中的多个中层滚动体32，中层保持架31将各中层滚动体32彼此间隔开，各中层滚动体32大小不相同并在轴承内圈11和第二轴承中圈13之间环形布置，以使轴承内圈11不保持绕定轴转动。
本实施例中，进一步优选的，能支撑轴做行星运动的复合滚动轴承还包括第一轴承中圈12，第一轴承中圈12位于轴承内圈11和中层滚动组件之间，轴承内圈11和第一轴承中圈12之间设置有内层滚动组件，内层滚动组件包括内层保持架21以及设置在内层保持架21中的多个内层滚动体22，内层保持架21将各内层滚动体22彼此间隔开，各内层滚动体22在轴承内圈11和第一轴承中圈12之间环形布置。
更进一步的，能支撑轴做行星运动的复合滚动轴承还包括轴承外圈14，第二轴承中圈13位于轴承外圈14内，第二轴承中圈13和轴承外圈14之间设置有外层滚动组件，外层滚动组件包括外层保持架41以及设置在外层保持架41中的多个外层滚动体42，外层保持架41将各外层滚动体42彼此间隔开，各外层滚动体42在第二轴承中圈13和轴承外圈14之间环形布置。
具体的，轴承内圈11与中层保持架31通过若干个连接件51固定连接，以实现轴承内圈11与中层保持架31同步运动。
可以理解的是，中层滚动组件中的各中层滚动体32大小不相同，支撑轴与轴承内圈11连接，支撑轴可带动轴承内圈11转动，从而带动大小不相同的中层滚动体32转动，在中层保持架31的带动下，由于中层滚动体大小不相同，从而使轴承内圈11不能保持绕定轴转动，进而使支撑轴不能保持绕定轴转动，所以支撑轴既作自转，又作公转运动，即作行星运动。
使用时，当轴承内圈11和支撑轴配合转动时，具体的是，轴承内圈11设置有键槽15，以供支撑轴连接。支撑轴带动轴承内圈11旋转，由于连接件51将轴承内圈11和中层保持架31固定连接在一起，中层保持架31随着轴承内圈11一起转动，从而带动大小不相同的中层滚动体32转动，在中层保持架31的带动下，由于中层滚动体32大小不相同，从而使轴承内圈11和支撑轴不能保持绕定轴转动，所以支撑轴和轴承内圈11既作自转，又作公转运动，即作行星运动。
本实施例中，出示了连接件两种结构形式。参照图2、图4和图7，连接件51端部分别通过连接螺栓52与轴承内圈11和中层保持架31固定连接。参照图6和图8，轴承内圈11、连接件51以及中层保持架31为一体结构。这两种结构，都可以使轴承内圈11与中层保持架31同步运动。
本实施例中，内层滚动体、中层滚动体以及外层滚动体共出示了三种结构形式。其中，各内层滚动体22大小相同，各外层滚动体42大小相同。
第一种，如图2所示，内层滚动体22为球体，中层滚动体32为球体，外层滚动体42为球体。
第二种，如图4所示，内层滚动体22为圆环体，中层滚动体32为圆环体，外层滚动体42为圆环体。
第三种，如图6所示，内层滚动体22为圆柱体，中层滚动体32为圆柱体，外层滚动体42为圆柱体。
参照图9、图10、图11及图12，为复合滚动轴承内部作行星运动时的运动状态示意图，分别是原始状态、公转60°、公转120°和公转180°。
另外，本实施例中，还出示了能支撑轴做行星运动的复合滚动轴承内部结构各尺寸的确定形式，具体如下：
(1)根据支撑轴作行星运动需要的公转直径d3，确定第二轴承中圈的中心点相对第一轴承中圈的中心点的偏心距a，
Figure BDA0003345534490000061
(2)根据第一轴承中圈的外缘直径d1和第二轴承的中圈内缘直径d2，确定中层滚动体的直径大小d，d4≤d≤d5；
Figure BDA0003345534490000062
Figure BDA0003345534490000063
其中，O1为第一轴承中圈的中心点；
O2为第二轴承中圈的中心点；
a为第二轴承中圈的中心点相对第一轴承中圈的中心点的偏心距；
d3为支撑轴作行星运动需要的公转直径大小；
d1为第一轴承中圈的外缘直径大小；
d2为第二轴承中圈的内缘直径大小；
d为中层滚动体的直径大小；
d4为中层滚动体所允许的最小直径大小；
d5为中层滚动体所允许的最大直径大小。
实施例二
参照图13，与实施例一的不同之处在于：本实施例不设置轴承外圈，相应的，不设置外层滚动组件。实施例一采用的是三层轴承结构设计，实施例二采用的是二层轴承结构设计。
具体的，轴承内圈11与中层保持架31通过若干个连接件51固定连接，以实现轴承内圈11与中层保持架31同步运动。使用时，支撑轴带动轴承内圈11旋转，由于连接件51将轴承内圈11和中层保持架31固定连接在一起，中层保持架31随着轴承内圈11一起转动，从而带动大小不相同的中层滚动体32转动，在中层保持架31的带动下，由于中层滚动体32大小不相同，从而使所述轴承内圈11和支撑轴不能保持绕定轴转动，所以支撑轴和轴承内圈11既作自转，又作公转运动，即作行星运动。
同样的，连接件可以参照实施例一的方式，选择其中一种结构形式来固定轴承内圈11和中层保持架31。
实施例三
参照图14，与实施例一的不同之处在于：本实施例不设置第一轴承中圈，相应的，不设置内层滚动组件。实施例一采用的是三层轴承结构设计，实施例二采用的是二层轴承结构设计。
具体的，本实施例中，轴承内圈11与支撑轴连接，相应的，轴承内圈11设置有键槽15，本领域技术人员知晓。相应的，连接件用于固定轴承内圈11和中层保持架31，同样的，可以将连接件、轴承内圈11以及中层保持架31设计为一体结构。
使用时，支撑轴带动轴承内圈11旋转，由于连接件将轴承内圈11和中层保持架31固定连接在一起，中层保持架31随着轴承内圈11一起转动，从而带动大小不相同的中层滚动体32转动，在中层保持架31的带动下，由于中层滚动体32大小不相同，从而使所述轴承内圈11和支撑轴不能保持绕定轴转动，所以支撑轴和轴承内圈11既作自转，又作公转运动，即作行星运动。
上述三个实施例，均可以实现本发明的技术目的，区别主要在于是否设置第一轴承中圈和轴承外圈，相应的内层滚动组件外层滚动组件与之配合，设置第一轴承中圈和/或轴承外圈后，可以使支撑轴自转更加平顺稳定。
在其它的一些实施例，轴承内圈11、第二轴承中圈13以及中层滚动组件即可实现本发明的技术目的，可参考图14，不设置轴承外圈和相应的外层滚动组件，同样能实现本发明的目的。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种能支撑轴做行星运动的复合滚动轴承，其特征在于：包括
内外设置的轴承内圈和第二轴承中圈，所述轴承内圈位于所述第二轴承中圈内；以及
中层滚动组件，所述中层滚动组件位于所述轴承内圈和所述第二轴承中圈之间，所述中层滚动组件包括中层保持架以及设置在所述中层保持架中的多个中层滚动体，所述中层保持架将各所述中层滚动体彼此间隔开，各所述中层滚动体大小不相同并在所述轴承内圈和所述第二轴承中圈之间环形布置，以使所述轴承内圈不保持绕定轴转动。
2.根据权利要求1所述的能支撑轴做行星运动的复合滚动轴承，其特征在于：所述能支撑轴做行星运动的复合滚动轴承还包括第一轴承中圈，所述第一轴承中圈位于所述轴承内圈和所述中层滚动组件之间，所述轴承内圈和所述第一轴承中圈之间设置有内层滚动组件，所述内层滚动组件包括内层保持架以及设置在所述内层保持架中的多个内层滚动体，所述内层保持架将各所述内层滚动体彼此间隔开，各所述内层滚动体在所述轴承内圈和所述第一轴承中圈之间环形布置。
3.根据权利要求2所述的能支撑轴做行星运动的复合滚动轴承，其特征在于：所述轴承内圈与所述中层保持架通过若干个连接件固定连接，以实现所述轴承内圈与所述中层保持架同步运动。
4.根据权利要求3所述的能支撑轴做行星运动的复合滚动轴承，其特征在于：所述连接件端部分别通过连接螺栓与所述轴承内圈和所述中层保持架固定连接。
5.根据权利要求3所述的能支撑轴做行星运动的复合滚动轴承，其特征在于：所述轴承内圈、所述连接件以及所述中层保持架为一体结构。
6.根据权利要求2所述的能支撑轴做行星运动的复合滚动轴承，其特征在于：所述内层滚动体为球体或圆柱体或圆环体，各所述内层滚动体大小相同；所述中层滚动体为球体或圆柱体或圆环体。
7.根据权利要求2所述的能支撑轴做行星运动的复合滚动轴承，其特征在于：所述轴承内圈设置有键槽，以供支撑轴连接。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的能支撑轴做行星运动的复合滚动轴承，其特征在于：所述能支撑轴做行星运动的复合滚动轴承还包括轴承外圈，所述第二轴承中圈位于所述轴承外圈内，所述第二轴承中圈和所述轴承外圈之间设置有外层滚动组件，所述外层滚动组件包括外层保持架以及设置在所述外层保持架中的多个外层滚动体，所述外层保持架将各所述外层滚动体彼此间隔开，各所述外层滚动体在所述第二轴承中圈和所述轴承外圈之间环形布置。
9.根据权利要求8所述的能支撑轴做行星运动的复合滚动轴承，其特征在于：所述外层滚动体为球体或圆柱体或圆环体，各所述外层滚动体大小相同。
10.根据权利要求2至7所述的能支撑轴做行星运动的复合滚动轴承，其特征在于：
根据支撑轴作行星运动需要的公转直径d3，确定第二轴承中圈的中心点相对第一轴承中圈的中心点的偏心距a，
Figure FDA0003345534480000021
根据第一轴承中圈的外缘直径d1和第二轴承的中圈内缘直径d2，确定中层滚动体的直径大小d，d4≤d≤d5；
Figure FDA0003345534480000022
Figure FDA0003345534480000023
其中，O1为第一轴承中圈的中心点；
O2为第二轴承中圈的中心点；
a为第二轴承中圈的中心点相对第一轴承中圈的中心点的偏心距；
d3为支撑轴作行星运动需要的公转直径大小；
d1为第一轴承中圈的外缘直径大小；
d2为第二轴承中圈的内缘直径大小；
d为中层滚动体的直径大小；
d4为中层滚动体所允许的最小直径大小；
d5为中层滚动体所允许的最大直径大小。
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