CN114046346B - 一种内置式滚动轴承固定结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种内置式滚动轴承固定结构，包括齿轮轴、输出轴、联球轴承和第一隔环，齿轮轴为空心结构，联球轴承安装在输出轴上，输出轴和联球轴承均同轴设置在齿轮轴内，第一隔环与联球轴承一端相抵且固定安装在齿轮轴内壁。本发明有效利用了第一隔环，通过改变第一隔环内孔的尺寸，使其能够挡住第一内圈，防止第一内圈随输出轴移动，既不增加零件数量和空间尺寸，又能达到拆卸轴承时不损坏轴承的目的，同时该零件便于磨削加工，有利于保证较高的精度，适用于高转速工况。

Description

一种内置式滚动轴承固定结构
技术领域
本发明属于减速器内置式轴承技术领域，特别涉及一种内置式滚动轴承固定结构。
背景技术
滚动轴承具有摩擦系数小、功耗较低、起动力矩小、抗断油能力强、适用范围广等优点，广泛地应用于航空发动机上。其作用是支承发动机转子，引导旋转件精确转动，传递旋转件的载荷，为转子提供良好的定位精度和足够的支承刚性。
随着航空发动机功重比的提升，往往要求安装在有限的结构空间内的小尺寸轴承具有更大的承载能力。对于以承受轴向载荷为主的支点，往往采用三个球轴承组合安装、共同分担轴向载荷的轴承组合形式，具体如图1所示。同时，由于减速器在装配过程中需要翻转，安装轴6a应具有在轴向力方向时防止内外圈脱开的功能。
在某些应用场合，安装轴6a需要安装在齿轮轴1a内部，空间狭窄，且与安装轴6a相配的轴由于结构复杂，无法穿过齿轮轴。装配时，需制作一根工艺轴，轴颈与轴承内径保持较大间隙，将轴承内圈套在工艺轴上，使轴承与工艺轴组合成一个整体，再装入齿轮轴内部并固定轴承外圈，然后利用工艺轴套取下工艺轴，换上正式零件，完成装配。
具体的如图1所示，球轴承的一侧安装有隔环2a，其中球轴承的中间内圈4a没有与隔环2a接触，球轴承的最右侧外圈3a与隔环2a相抵，此时如果安装轴6a往右移动，中间内圈4a、右侧内圈7a和左侧内圈8a也会往右移动，中间内圈4a和左侧内圈8a均与安装轴6a过盈配合造成的拆卸力全部施加在钢球5a上，且与钢球5a接触的受力部位为中间内圈4a的棱边，使钢球5a受损(见图1)，由于钢球5a受力后表面出现压坑等永久性损伤，所以每次分解后轴承都得报废，成本过高。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种内置式滚动轴承固定结构。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种内置式滚动轴承固定结构，包括齿轮轴、输出轴、联球轴承和第一隔环；
所述齿轮轴为空心结构；
所述联球轴承安装在输出轴上；
所述输出轴和联球轴承均同轴设置在齿轮轴内；
所述第一隔环与联球轴承一端相抵且固定安装在齿轮轴内壁。
优选的，所述齿轮轴周侧面还安装有前轴承和后轴承，所述前轴承和后轴承分别位于齿轮轴两端。
优选的，所述联球轴承包括两个第一角接触轴承和一个第二角接触轴承，所述第一角接触轴承包括第一外圈和第一内圈，所述第一外圈和第一内圈之间安装有滚珠，所述第一外圈和第一内圈均为环形结构，所述第一外圈的截面呈矩形，且内表面开设有弧形槽，所述滚珠位于弧形槽中，所述第一内圈的截面为条形结构，所述条形结构的末端设置有挡肩。
优选的，所述第二角接触轴承包括第二外圈和第二内圈，所述第二外圈与第二内圈之间安装有滚珠，所述第二外圈截面呈矩形，且朝向滚珠的表面开设有弧形槽，所述滚珠位于弧形槽内，所述第二内圈包括两个并排的半圈，所述半圈截面呈矩形且两个半圈朝向滚珠的一面开设有二分之一大小的弧形槽，所述二分之一大小的弧形槽位于两个半圈相接触的位置。
优选的，所述第一外圈与第一内圈之间以及第二外圈和第二内圈之间内均安装有保持架，所述保持架呈环形结构，表面开设有若干均布的安装孔，所述滚珠安装在安装孔内且与保持架转动配合，所述保持架内表面还设置有若干沿周向均布的挡筋，所述挡筋与安装孔相间分布。
优选的，所述第一内圈和第二内圈均与输出轴过盈配合。
优选的，所述输出轴的表面还设置有环形的轴肩，所述轴肩与远离前轴承的第一内圈相抵且位于第一隔环内侧。
优选的，所述齿轮轴的内壁设置有内螺纹，所述内螺纹连接有外圈压紧螺母，所述外圈压紧螺母与第二外圈相抵。
优选的，所述输出轴的一端还设置有外螺纹，所述外螺纹连接有内圈压紧螺母，所述内圈压紧螺母与第二内圈相抵。
优选的，所述第一隔环呈盘状结构，所述第一隔环端面开设有内孔和若干外孔，所述内孔位于第一隔环的中心，所述外孔沿第一隔环的中心均布，呈半圆形，与内孔连通，且最大直径端点位于内孔的圆周面上。
优选的，所述第一隔环的端面还设置有凸台，所述凸台与远离前轴承的第一外圈相抵，所述凸台的高度为0.5mm-1mm，所述第一隔环设置在第一外圈的靠第一内圈挡肩侧。
优选的，所述内孔的直径等于第一内圈的挡肩的直径减去1mm-2mm，且所述内孔直径减去轴肩直径不小于1mm。
本发明的有益效果：
本发明有效利用了第一隔环，通过改变第一隔环内孔的尺寸，使其能够挡住第一内圈，防止第一内圈随输出轴移动，既不增加零件数量和空间尺寸，又能达到拆卸轴承时不损坏轴承的目的，同时该零件便于磨削加工，有利于保证较高的精度，适用于高转速工况。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了现有技术的内置式滚动轴承固定结构的结构示意图；
图2示出了本发明的一种内置式滚动轴承固定结构的结构示意图；
图3示出了轴承装配结构图；
图4示出了本发明的隔环正视图；
图5示出了本发明的隔环剖视图；
图6为保持架与滚珠的装配图。
图中：1、前轴承；2、齿轮轴；3、后轴承；4、输出轴；401、轴肩；5、第一隔环；501、凸台；502、内孔；503、外孔；6、第一外圈；7、第一内圈；8、滚珠；9、外圈压紧螺母；10、内圈压紧螺母；11、第二外圈；12、第二内圈；13、保持架；1301、挡筋。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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。
一种内置式滚动轴承固定结构，如图2所示，包括齿轮轴2、输出轴4、联球轴承和第一隔环5；
齿轮轴2为空心结构；
联球轴承安装在输出轴4上；
输出轴4和联球轴承均同轴设置在齿轮轴2内；
第一隔环5与联球轴承一端相抵且固定安装在齿轮轴2内壁。
进一步地，齿轮轴2周侧面还安装有前轴承1和后轴承3，前轴承1和后轴承3分别位于齿轮轴2两端。
上述结构中，前轴承1和后轴承3可以避免齿轮轴2沿径向振动，使齿轮轴2能够在径向始终保持稳定。
进一步地，联球轴承包括两个第一角接触轴承和一个第二角接触轴承，第一角接触轴承包括第一外圈6和第一内圈7，第一外圈6和第一内圈7之间安装有滚珠8，第一外圈6和第一内圈7均为环形结构，第一外圈6的截面呈矩形，且内表面开设有弧形槽，滚珠8位于弧形槽中，第一内圈7的截面为条形结构，条形结构的末端设置有挡肩。
上述结构中，利用第二角接触球轴承以相同的方向串联安装，再增加第一角接触球轴承，组合成三联球轴承，每列球轴承所受的载荷约为总轴向力的三分之一，能最大程度地提高轴承的承载能力，其中的第二角接触球轴承，可以满足轴向力反向时内外圈不脱开的要求。
需要说明的是，挡肩内侧根部为弧形，与滚珠8相适应，其中挡肩可以挡住滚珠8。
需要说明的是，在实际应用过程中，第一角接触轴承的数量可以采用两个以上，以实际需要为准。
进一步地，第二角接触轴承包括第二外圈11和第二内圈12，第二外圈11与第二内圈12之间安装有滚珠8，第二外圈11截面呈矩形，且朝向滚珠8的表面开设有弧形槽，滚珠8位于弧形槽内，第二内圈12包括两个并排的半圈，半圈截面呈矩形且两个半圈朝向滚珠8的一面开设有二分之一大小的弧形槽，二分之一大小的弧形槽位于两个半圈接触的位置。
需要说明的是，两个半圈组合在一起构成完成的第二内圈12，接触位置的二分之一大小的弧形槽构成了一个完整的弧形槽，滚珠8位于该完整的弧形槽内。
进一步地，如图6所示，第一外圈6与第一内圈7之间以及第二外圈11与第二内圈12之间内均安装有保持架13，保持架13呈环形结构，表面开设有若干均布的安装孔，滚珠8安装在安装孔内且与保持架13转动配合，保持架13内表面还设置有若干均布的挡筋1301，挡筋1301与安装孔相间分布。
上述结构中，保持架13可以让滚珠8转动稳定，使滚珠8均匀隔开，另外，如果第一内圈6或第一内圈7脱离，挡筋1301可以从保持架13内侧挡住滚珠8。
进一步地，第一内圈7和第二内圈12均与输出轴4过盈配合。
上述结构中，采用过盈配合的方式可以让第一内圈7或第二内圈12与输出轴4之间保持大的摩擦力，防止第一内圈7或第二内圈12沿轴向滑动。
进一步地，输出轴4的表面还设置有环形的轴肩401,轴肩401与远离前轴承1的第一内圈7相抵且位于第一隔环5内侧。
上述结构中，轴肩401和第一隔环5一起固定联球轴承的右端。
进一步地，齿轮轴2的内壁设置有内螺纹，内螺纹连接有外圈压紧螺母9，外圈压紧螺母9与第二外圈11相抵，输出轴4的一端还设置有外螺纹，外螺纹连接有内圈压紧螺母10，内圈压紧螺母10与第二内圈12相抵。
上述结构中，外圈压紧螺母9和内圈压紧螺母10一起固定联球轴承的左端。
进一步地，第一隔环5呈盘状结构，第一隔环5端面开设有内孔502和若干外孔503，内孔502位于第一隔环5的中心，外孔503沿第一隔环5的中心均布，呈半圆形，与内孔502连通，且最大直径端点位于内孔502的圆周面上，第一隔环5的端面还设置有凸台501，凸台501与远离前轴承1的第一外圈6相抵，凸台501的高度为0.5mm-1mm，第一隔环5设置在第一外圈6的靠第一内圈7挡肩侧，内孔502的直径等于第一内圈7的挡肩的直径减去1mm-2mm，且内孔502直径减去轴肩401直径不小于1mm。
如图3所示，上述结构中，在第一隔环的内部按3处均布挖去多余材料，构成三个外孔503，第一隔环5也可以作为调整垫使用；另外，使内孔502直径d1≤第一内圈7的挡肩直径d2-(1-2)mm，同时须保证d1-轴肩401直径d3≥1mm，这样设计的优点在于第一隔环5能挡住第一内圈7，使得第一内圈7不会随输出轴4的往复移动而移动，有利于保护滚珠8，避免其损坏。
如图4所示，第一隔环5与联球轴承贴合的端面设置环形凸台501，凸台501处内径d4按轴肩401设计要求选取。
需要说明的是，使用本发明后，当第一内圈7和第二内圈12随着输出轴4一起移动，第一内圈7端面会先接触到第一隔环5，并在第一隔环5的作用下将第一内圈7和第二内圈12从轴上拆下。
需要说明的是，如图5所示，第一隔环5的厚度L取3mm-4mm。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种内置式滚动轴承固定结构，其特征在于：包括齿轮轴（2）、输出轴（4）、联球轴承和第一隔环（5）；
所述齿轮轴（2）为空心结构；
所述齿轮轴（2）周侧面还安装有前轴承（1）和后轴承（3），所述前轴承（1）和后轴承（3）分别位于齿轮轴（2）两端；
所述联球轴承安装在输出轴（4）上，包括两个第一角接触轴承和一个第二角接触轴承，所述第一角接触轴承包括第一外圈（6）和第一内圈（7）；
所述输出轴（4）和联球轴承均同轴设置在齿轮轴（2）内；
所述第一隔环（5）与联球轴承一端相抵且固定安装在齿轮轴（2）内壁；
所述第一隔环（5）呈盘状结构，所述第一隔环（5）端面开设有内孔（502）和若干外孔（503），所述内孔（502）位于第一隔环（5）的中心，所述外孔（503）沿第一隔环（5）的中心均布，呈半圆形，与内孔（502）连通，且最大直径端点位于内孔（502）的圆周面上；
所述第一隔环（5）的端面还设置有凸台（501），所述凸台（501）与远离前轴承（1）的第一外圈（6）相抵，所述凸台（501）的高度为0.5mm-1mm，所述第一隔环（5）设置在第一外圈（6）的靠第一内圈（7）挡肩侧；
所述内孔（502）的直径等于第一内圈（7）的挡肩的直径减去1mm-2mm，且所述内孔（502）直径减去轴肩（401）直径不小于1mm。
2.根据权利要求1所述的一种内置式滚动轴承固定结构，其特征在于，所述第一外圈（6）和第一内圈（7）之间安装有滚珠（8），所述第一外圈（6）和第一内圈（7）均为环形结构，所述第一外圈（6）的截面呈矩形，且内表面开设有弧形槽，所述滚珠（8）位于弧形槽中，所述第一内圈（7）的截面为条形结构，所述条形结构的末端设置有挡肩。
3.根据权利要求2所述的一种内置式滚动轴承固定结构，其特征在于，所述第二角接触轴承包括第二外圈（11）和第二内圈（12），所述第二外圈（11）与第二内圈（12）之间安装有滚珠（8），所述第二外圈（11）截面呈矩形，且朝向滚珠（8）的表面开设有弧形槽，所述滚珠（8）位于弧形槽内，所述第二内圈（12）包括两个并排的半圈，所述半圈截面呈矩形且两个半圈朝向滚珠（8）的一面开设有二分之一大小的弧形槽，所述二分之一大小的弧形槽位于两个半圈相接触的位置。
4.根据权利要求3所述的一种内置式滚动轴承固定结构，其特征在于，所述第一外圈（6）与第一内圈（7）之间以及第二外圈（11）和第二内圈（12）之间内均安装有保持架（13），所述保持架（13）呈环形结构，表面开设有若干均布的安装孔，所述滚珠（8）安装在安装孔内且与保持架（13）转动配合，所述保持架（13）内表面还设置有若干沿周向均布的挡筋（1301），所述挡筋（1301）与安装孔相间分布。
5.根据权利要求3所述的一种内置式滚动轴承固定结构，其特征在于，所述第一内圈（7）和第二内圈（12）均与输出轴（4）过盈配合。
6.根据权利要求1所述的一种内置式滚动轴承固定结构，其特征在于，所述输出轴（4）的表面还设置有环形的轴肩（401），所述轴肩（401）与远离前轴承（1）的第一内圈（7）相抵且位于第一隔环（5）内侧。
7.根据权利要求3所述的一种内置式滚动轴承固定结构，其特征在于，所述齿轮轴（2）的内壁设置有内螺纹，所述内螺纹连接有外圈压紧螺母（9），所述外圈压紧螺母（9）与第二外圈（11）相抵。
8.根据权利要求3所述的一种内置式滚动轴承固定结构，其特征在于，所述输出轴（4）的一端还设置有外螺纹，所述外螺纹连接有内圈压紧螺母（10），所述内圈压紧螺母（10）与第二内圈（12）相抵。
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