JP2003130058A - 転がり機械要素 - Google Patents
転がり機械要素Info
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
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- F16C33/583—Details of specific parts of races
- F16C33/585—Details of specific parts of races of raceways, e.g. ribs to guide the rollers
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- F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
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Abstract
1つの矩形の組合せとなるようにして、負荷容量を飛躍
的に向上させる。 【解決手段】転動体が軌道面上を転動するように構成さ
れた転がり機械要素において、転動体16と半径が同一
であり該転動体16と嵌合する断面形状の円弧部18a
と該円弧部18aの両端において該円弧部18aに対し
接線となる断面形状の直線部18bとが軌道方向に連続
してなる軌道面18を形成した構成を特徴とする。
Description
係り、特に軌道面形状を、転動体とはめあい状態となる
半径の円弧部と直線部との組合せにすることによって、
転動体と軌道面との接触面積が2つの半円及び1つの矩
形の組合せとなるようにして、負荷容量を飛躍的に向上
させることができるようにした転がり機械要素に関す
る。
に示すように、転動体の一例たる玉2を部材3,4によ
り挾むようにして構成されており、部材3,4には、溝
曲率半径が玉径Dwのf(適合度又は適合係数)倍とな
るように形成された断面円弧溝状の軌道面3a,4aが
夫々形成され、玉2と該軌道面3a,4aとの接触は1
円弧接触であった。
点接触となり、接触面積5は、図6に示すように、長軸
の長さが2a、短軸の長さが2bからなる楕円形とな
り、該接触面積5に生ずる応力分布6も、断面楕円弧形
となっていた。
きるだけ0.5に近い値にして玉と軌道面との接触面積
を増大させることが望ましいが、0.5以上0.51未
満では、玉と軌道面との接触部に差動すべりが発生して
摩擦抵抗が増大してしまい、寿命値が低下するので、通
常は0.51乃至0.55の間で定めていた。
差動すべりが少なくなるため、摩擦抵抗の低減による長
寿命化が図れるが、接触面積5が小さくなってしまうた
め、接触部の最大応力σmax が高くなり易く、負荷容量
が小さくなるという問題点があった。
すように、軌道溝のない部材8,9により玉2を挾むよ
うにして構成されたものもあった。この場合にも、部材
8,9と玉2との接触状態は点接触となるが、接触面積
10は、図7に示すように、半径aの円形となり、該接
触面積10に生ずる応力分布11も、断面円弧形となっ
ていた。
触部の最大応力σmax が高くなり易く、負荷容量もより
小さいという問題点があった。
来技術の欠点を除くためになされたものであって、その
目的とするところは、転動体と半径が同一であり該転動
体と嵌合する断面形状の円弧部と該円弧部の両端におい
て該円弧部に対し接線となる断面形状の直線部とを軌道
方向に連続的に形成することによって、差動滑りを増加
させずに転動体と軌道面との接触面積を増加させて接触
部の最大応力を低下させ、負荷容量を飛躍的に増大させ
ることである。
するように構成された転がり機械要素において、転動体
と半径が同一であり該転動体と嵌合する断面形状の円弧
部と該円弧部の両端において該円弧部に対し接線となる
断面形状の直線部とが軌道方向に連続してなる軌道面を
形成することによって、負荷容量を増大させて転がり機
械要素の長寿命化を図ることである。
1)は、転動体と半径が同一であり該転動体と嵌合する
断面形状の円弧部と該円弧部の両端において該円弧部に
対し接線となる断面形状の直線部とを軌道方向に連続的
に形成してなることを特徴とするものである。
面上を転動するように構成された転がり機械要素におい
て、転動体と半径が同一であり該転動体と嵌合する断面
形状の円弧部と該円弧部の両端において該円弧部に対し
接線となる断面形状の直線部とが軌道方向に連続してな
る軌道面を形成したことを特徴とするものである。
基いて説明する。本発明に係る転がり機械要素15は、
図1及び図2において、転動体の一例たる玉16と半径
が同一であり該玉16と嵌合する断面形状の円弧部18
aと、該円弧部18aの両端において該円弧部18aに
対し接線となる断面形状の直線部18bとが軌道方向に
連続してなる軌道面18を形成したものであり、玉16
が軌道面18上を転動するように構成されている。
0に夫々形成されており、図1及び図2に示すように、
円弧部18aが玉中心ob を中心として角度2θの範囲
に形成され、そこから直線部18bが更にθa の角度ま
で形成されている。円弧部18aの半径をRとすると、
直線部18bの長さは、Rθa となる。なお、円弧部半
径Rは、玉16の半径と同一であるので、R=Dw /2
である。実際には公差が必要になるが、円弧部半径Rが
0.51×Dwよりも小さく、できるだけDw /2に近
いことが望ましい。
ルのように(図示せず)直線状でもよく、玉軸受の内外
輪のように円弧状でもよく、或いはボールねじのねじ軸
のように螺旋状であってもよい。転動体は、玉16に限
られるものではなく、例えば球面ころ(図示せず)であ
ってもよい。
以下その作用について説明する。図3に示すように、転
がり機械要素15に対し、部材19が下降する方向にラ
ジアル荷重が作用すると、転がり機械要素15は玉16
と部材19,20との夫々の接触点、即ち軌道面18に
おいて弾性変形し、部材19が下方にδだけ移動すると
考える。円弧部18aと直線部18bとの境界、即ち角
度θの位置では、玉16の直径方向の変形量はδr とな
る。
21は、図5に示すように、幅が2Rθ、高さが2aの
1つの矩形状領域21aと、半径がaである2つの半円
状領域21bが組み合わされたものとなる。矩形状領域
21aは、軌道面18の円弧部18aに生じ、半円状領
域21bは直線部18bに生ずる。
23は、図4及び図5に示すように、最大ヘルツ応力σ
max を頂点とする球面形の分布となり、矩形状領域21
aに生ずるヘルツ応力分布24は、同様に最大ヘルツ応
力がσmax である半円筒形(蒲鉾形)の分布となる。半
円状領域21bと矩形状領域21aとの境界では、応力
分布は連続しているので、ヘルツ応力分布23,24は
同一である。
合)及び本発明について負荷容量を理論計算した結果に
ついて説明する。計算条件としては、玉径Dw =6.3
5mm、角度θ=20°とし、表1に示すように、ラジ
アル方向にδだけ変形したときの玉荷重(ラジアル方向
分力を合計したもの)を算出した。
とした場合についての玉荷重であり、即ち軌道面に円弧
部がなく、平面と玉との接触状態における玉荷重である
ことを示している。σmax は、その玉荷重時の最大ヘル
ツ応力を示している。またQ1(θ) は、半円状領域21
bに生ずる玉荷重のラジアル方向成分を示しており、Q
2(2θ) は、矩形状領域21aに生ずる玉荷重のラジア
ル方向成分を示している。そしてQは、Q1(θ) とQ
2(2θ) との和である。最も右の列には、本発明の場合
の玉荷重Qと従来例(平面と玉)の場合の玉荷重Q
1 θ=0との比(玉荷重比)を示している。
比は16.2となっており、またδ=60μmで見て
も、玉荷重比は7.1となっている。玉荷重比は、同じ
δだけ変形させるために必要なラジアル荷重の比であ
り、本発明の方がはるかに大きなラジアル荷重を必要と
することがわかる。
溝の場合の玉荷重の一例について算出してみると、例え
ば適合係数f=0.52とし(溝曲率半径=0.52×
Dw )、現ISOの規格による基本静定格荷重として定
義される、最大ヘルツ応力σmax =4.2GPa時の玉
荷重Q’を算出すると、3691Nとなる。このときδ
=57.7μmであるので、表1のうち最も近いδ=5
8μmの場合と比較すると、Q/Q’=9801/36
91=2.66となり、やはり従来の円弧溝の場合と比
較しても、本発明の方が大きなラジアル荷重を必要とす
ることがわかる。
の負荷容量を飛躍的に高めるものであることが明らかに
なったことになる。
同一であり該転動体と嵌合する断面形状の円弧部と該円
弧部の両端において該円弧部に対し接線となる断面形状
の直線部とを軌道方向に連続的に形成したので、差動滑
りを増加させずに転動体と軌道面との接触面積を増加さ
せて接触部の最大応力を低下させ、負荷容量を飛躍的に
増大させることができる効果がある。
成された転がり機械要素において、転動体と半径が同一
であり該転動体と嵌合する断面形状の円弧部と該円弧部
の両端において該円弧部に対し接線となる断面形状の直
線部とが軌道方向に連続してなる軌道面を形成したの
で、負荷容量を増大させて転がり機械要素の長寿命化を
図ることができる効果が得られる。
は転がり機械要素の縦断面図である。
る。
がり機械要素の縦断面図である。
り機械要素の縦断面図である。
る半円形ヘルツ応力分布を示す平面図及び側面図であ
る。
径が転動体径Dw のf倍とされた円弧溝を軌道面とし、
楕円形の接触面積及びヘルツ応力分布を持つ転がり機械
要素の縦断面図である。
ツ応力分布を持つ転がり機械要素の縦断面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 転動体と半径が同一であり該転動体と嵌
合する断面形状の円弧部と該円弧部の両端において該円
弧部に対し接線となる断面形状の直線部とを軌道方向に
連続的に形成してなることを特徴とする転がり機械要素
軌道面。 - 【請求項2】 転動体が軌道面上を転動するように構成
された転がり機械要素において、転動体と半径が同一で
あり該転動体と嵌合する断面形状の円弧部と該円弧部の
両端において該円弧部に対し接線となる断面形状の直線
部とが軌道方向に連続してなる軌道面を形成したことを
特徴とする転がり機械要素。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001324005A JP3608163B2 (ja) | 2001-10-22 | 2001-10-22 | 転がり機械要素 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001324005A JP3608163B2 (ja) | 2001-10-22 | 2001-10-22 | 転がり機械要素 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003130058A true JP2003130058A (ja) | 2003-05-08 |
JP3608163B2 JP3608163B2 (ja) | 2005-01-05 |
Family
ID=19140812
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001324005A Expired - Fee Related JP3608163B2 (ja) | 2001-10-22 | 2001-10-22 | 転がり機械要素 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3608163B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004100776A (ja) * | 2002-09-06 | 2004-04-02 | Meiji Univ | 球面ころ使用転がり機械要素 |
JP5349451B2 (ja) * | 2008-02-27 | 2013-11-20 | Thk株式会社 | 転がり案内装置 |
JP2015059645A (ja) * | 2013-09-20 | 2015-03-30 | Ntn株式会社 | 転がり軸受 |
JP2017026068A (ja) * | 2015-07-24 | 2017-02-02 | 日本精工株式会社 | 深溝玉軸受 |
CN111219153A (zh) * | 2020-03-01 | 2020-06-02 | 伊川县光华轴承厂 | 一体式钻杆钻具斜坡动套系统及其配合方法 |
-
2001
- 2001-10-22 JP JP2001324005A patent/JP3608163B2/ja not_active Expired - Fee Related
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