CN114087284A - 一种滚子轴承 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种滚子轴承，包括具有外圈滚道的外圈、具有内圈滚道的内圈、多个设置在内圈滚道和外圈滚道之间的滚动体和将多个滚动体间隔地保持在内圈和外圈之间的保持架。外圈滚道呈V形，且外圈滚道的两侧面呈直面或凸弧面；内圈滚道与外圈滚道相对设置，且内圈滚道形状和尺寸与外圈滚道的形状和尺寸均相同；滚动体由两个圆台以它们的下底面结合在一起后构成的；每个滚动体的两个圆台的侧面一一对应地与外圈滚道和内圈滚道接触；保持架包括保持架环体和多根由保持架环体的一端面轴向延伸并沿圆周均布的隔梁；相邻的隔梁和保持架环体形成滚动体兜孔，每根隔梁的端部两侧面均带有锁口。本发明的滚子轴承能双向承受较大的轴向力和径向力。
Description
技术领域
本发明涉及一种滚子轴承。
背景技术
传统的轴承主要由内圈、外圈、滚动体、保持架四部分组成。按照滚动体的类型分类主要分为球轴承和滚子轴承两大类。球轴承的滚动体为球体，滚子轴承的滚动体有圆柱体、圆锥体、鼓形圆柱体等几种类型。典型结构为向心球轴承、圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、球面滚子轴承、滚针轴承。
轴承的滚动体为球型、圆锥和圆柱体时，轴承的主要工作接触面为两个点接触(球轴承)或者两个线接触(滚子轴承)。对于球轴承，两个点接触不足以保证钢球运动时完全稳定，所以轴承在高速运行下容易出现自旋打滑等现象，同时球轴承的两点接触抗倾覆力矩能力也不足，在具有倾覆力矩的情况下，通常采用轴承配对来提高抗倾覆力矩的能力。圆柱形滚子轴承虽然径向承载能力较大，但是轴向承载能力不足。圆锥滚子轴承虽然能承受径向力和轴向力，但是只能承受单向轴向力，双向轴向力时也需要轴承成对使用。然而成对轴承的结构尺寸较大，在空间紧凑的机器人等领域应用就比较困难。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种滚子轴承，它能双向承受较大的轴向力和径向力，且具有承载能力强、高速运动稳定性好、抗倾覆力矩能力强、接触载荷小和使用寿命长的特点。
本发明的目的是这样实现的：一种滚子轴承，包括具有外圈滚道的外圈、具有内圈滚道的内圈、多个设置在内圈滚道和外圈滚道之间的滚动体以及将多个滚动体间隔地保持在内圈和外圈之间并且沿圆周均布的保持架；其中，
所述外圈滚道呈V形，且外圈滚道的两侧面呈直面或凸弧面；
所述内圈滚道与外圈滚道相对设置，且内圈滚道形状和尺寸与外圈滚道的形状和尺寸均相同；
所述滚动体呈两头尖、中间粗的蝶形并由两个尺寸相同的圆台以它们的下底面结合在一起后构成的；滚动体的外表面在两个圆台的连接处以圆弧面倒角弧，该两个圆台的侧面与各自的上底面的连接处均以圆弧面倒角；每个滚动体的两个圆台的侧面一一对应地与外圈滚道和内圈滚道接触；
所述保持架包括呈直圆筒的保持架环体和多根由保持架环体的一端面轴向延伸并沿圆周均布的隔梁；相邻的隔梁和保持架环体形成滚动体兜孔，每根隔梁的端部两侧面均带有锁口。
上述的滚子轴承，其中，所述外圈滚道的两侧面和内圈滚道的两侧面均为凸弧面时，所述滚动体的两个圆台的侧面为直面；当所述外圈滚道的两侧面和内圈滚道的两侧面均为直面时，所述滚动体的两个圆台的侧面为直面或凸弧面。
上述的滚子轴承，其中，所述保持架的滚动体兜孔为轴线是保持架环体的径向线的圆柱孔。
上述的滚子轴承，其中，所述外圈滚道的根部设有矩形槽，形成外圈滚道储油腔；所述内圈滚道的根部也设有矩形槽，形成内圈滚道储油腔。
本发明的滚子轴承具有以下特点：
1、承载能力强，高速运动稳定性好
本发明的滚动体采用飞蝶形滚子结构，套圈滚道采用V形直面或外凸弧面，使轴承受力的平衡性好，接触面比一般轴承多，承载能力强，高速运动时，滚动体和滚道双面约束，高速稳定性好。
2、抗倾覆力矩能力强
由于轴承内部的滚动体有四个面接触，相比普通轴承的两点接触或两个面接触轴承，轴承内部的接触支撑面增大一倍，支撑稳定性和抗倾覆能力大幅度提高，可以保证轴承运行要求的高刚度。
3、单个轴承同时能双向承受较大的轴向力和径向力
传统的轴承的滚动体一般都只有两个点或者面接触，单套轴承只能承受单向载荷，双向载荷需要两个轴承成对配置，本发明的滚子轴承只要单个轴承就可以承受很大的双向载荷，可以简化相关机械结构。
4、同等力学环境下轴承接触载荷小，使用寿命长
由于参与支撑的接触面增大一倍，所以同样受力和变形由多面承担，单个接触面的接触载荷和变形减小，同样载荷下本发明的滚子轴承相比普通结构轴承的接触载荷小，使用寿命长。
附图说明
图1是本发明的滚子轴承的平面图；
图2是图1中的A-A向视图；
图3是本发明的滚子轴承中的内圈的轴向剖面图；
图4是本发明的滚子轴承中的外圈的轴向剖面图；
图5是本发明的滚子轴承中的滚动体的立体图；
图5a是本发明的滚子轴承中的滚动体的平面图；
图5b是图5a中的B-B向视图；
图6是本发明的滚子轴承中的保持架的立体图；
图6a是本发明的滚子轴承中的保持架的平面图；
图6b是图6a中的C-C向视图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
请参阅图1至图6b，本发明的滚子轴承，包括外圈1、内圈2、多个滚动体3以及保持架4。
外圈1的内周面上设有外圈滚道10，该外圈滚道10呈V形，且外圈滚道10的两侧面呈直面或凸弧面；外圈滚道10的根部设有矩形槽11，形成外圈滚道储油腔；
内圈2的外周面上设有内圈滚道20，该内圈滚道20与外圈滚道10相对设置，且内圈滚道20形状和尺寸与外圈滚道10的形状和尺寸均相同；内圈滚道20也呈V形，内圈滚道20的两侧面呈直面或凸弧面；内圈滚道20的根部也设有矩形槽21，形成内圈滚道储油腔；
多个滚动体3设置在内圈滚道20和外圈滚道10之间；每个滚动体3呈两头尖、中间粗的蝶形，滚动体3是由两个尺寸相同的圆台30以它们的下底面结合在一起后构成的，圆台的顶角α与外圈滚道10的两个侧面的夹角相同；滚动体3的外表面在两个圆台30的连接处31以圆弧面倒角，该两个圆台30的侧面与各自的上底面的连接处32均以圆弧面倒角；两个圆台30的下底面的直径为ΦL，滚动体3的总高度为L0≤ΦL；每个滚动体3的两个圆台30的侧面一一对应地与外圈滚道10的两侧面和内圈滚道10的两侧面接触；
保持架4将多个滚动体3间隔地保持在内圈2和外圈1之间并且沿圆周均布；保持架4包括呈直圆筒的保持架环体40以及多根由保持架环体40的一端面轴向延伸并沿圆周均布的隔梁；相邻的隔梁和保持架环体40形成滚动体兜孔，每根隔梁42的端部两侧面均带有锁口43。滚动体3从保持架4的一端通过可弹性张开的隔梁42装入滚动体兜孔41中后通过隔梁42的锁口43锁住滚动体3，滚动体3与滚动体兜孔41之间设有间隙，滚动体3在滚动体兜孔41中可以自由的径向串动和轴向串动，但不能脱离滚动体兜孔41。
本发明的滚子轴承，滚动体3和外圈滚道10的两侧面和内圈滚道10的两侧面均为线接触，当轴承应用于高刚度、低速时，外圈滚道的两侧面和内圈滚道的两侧面均设为直面，滚动体3的两个圆台的侧面也为直面；当需要滚动体3的两个圆台的侧面与外圈滚道10的两侧面和内圈滚道10的两侧面摩擦力矩小一点的时候，将外圈滚道10的两侧面和内圈滚道20的两侧面均设为凸弧面，或者将外圈滚道10的两侧面和内圈滚道20的两侧面均设为直面，而是将滚动体3的两个圆台的侧面设为凸弧面；所以本发明的滚子轴承中的滚动体3和外圈滚道10和内圈滚道20共有四个面接触。轴承的内部游隙可根据需要选择正游隙或负游隙，轴承的装配方式与一般球轴承的装配方式类似。由于滚动体3有四个面接触，因此本发明的滚子轴承比普通的轴承增加两个接触面，所以同样尺寸下本发明的滚子轴承的内部接触刚度和承载能力均大幅增加。同时外圈滚道的两侧面的夹角和内圈滚道的两侧面的夹角还可以根据轴向力及径向力的大小进行相应的调整。当径向力比较大的时候，外圈滚道的两侧面的夹角和内圈滚道的两侧面的夹角可以小一点，当轴向力大的时候，外圈滚道的两侧面的夹角和内圈滚道的两侧面的夹角可以大一点，同时构成滚动体的两个圆台的锥角与之相应调整。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。
Claims (4)
1.一种滚子轴承，包括具有外圈滚道的外圈、具有内圈滚道的内圈、多个设置在内圈滚道和外圈滚道之间的滚动体以及将多个滚动体间隔地保持在内圈和外圈之间并且沿圆周均布的保持架；其特征在于，
所述外圈滚道呈V形，且外圈滚道的两侧面呈直面或凸弧面；
所述内圈滚道与外圈滚道相对设置，且内圈滚道形状和尺寸与外圈滚道的形状和尺寸均相同；
所述滚动体呈两头尖、中间粗的蝶形并由两个尺寸相同的圆台以它们的下底面结合在一起后构成的；滚动体的外表面在两个圆台的连接处以圆弧面倒角弧，该两个圆台的侧面与各自的上底面的连接处均以圆弧面倒角；每个滚动体的两个圆台的侧面一一对应地与外圈滚道和内圈滚道接触；
所述保持架包括呈直圆筒的保持架环体和多根由保持架环体的一端面轴向延伸并沿圆周均布的隔梁；相邻的隔梁和保持架环体形成滚动体兜孔，每根隔梁的端部两侧面均带有锁口。
2.根据权利要求1所述的滚子轴承，其特征在于，所述外圈滚道的两侧面和内圈滚道的两侧面均为凸弧面时，所述滚动体的两个圆台的侧面为直面；当所述外圈滚道的两侧面和内圈滚道的两侧面均为直面时，所述滚动体的两个圆台的侧面为直面或凸弧面。
3.根据权利要求1所述的滚子轴承，其特征在于，所述保持架的滚动体兜孔为轴线是保持架环体的径向线的圆柱孔。
4.根据权利要求1所述的滚子轴承，其特征在于，所述外圈滚道的根部设有矩形槽，形成外圈滚道储油腔；所述内圈滚道的根部也设有矩形槽，形成内圈滚道储油腔。
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