RU2643743C1 - Reducing radial bearing of the first type - Google Patents

Reducing radial bearing of the first type Download PDF

Info

Publication number
RU2643743C1
RU2643743C1 RU2016147849A RU2016147849A RU2643743C1 RU 2643743 C1 RU2643743 C1 RU 2643743C1 RU 2016147849 A RU2016147849 A RU 2016147849A RU 2016147849 A RU2016147849 A RU 2016147849A RU 2643743 C1 RU2643743 C1 RU 2643743C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
diameter
bearing
roller
raceway
rollers
Prior art date
Application number
RU2016147849A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Петрович Адашкевич
Original Assignee
Юрий Петрович Адашкевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юрий Петрович Адашкевич filed Critical Юрий Петрович Адашкевич
Priority to RU2016147849A priority Critical patent/RU2643743C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2643743C1 publication Critical patent/RU2643743C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/24—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for radial load mainly
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/34—Rollers; Needles
    • F16C33/36—Rollers; Needles with bearing-surfaces other than cylindrical, e.g. tapered; with grooves in the bearing surfaces

Landscapes

  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

FIELD: machine building; instrumentation.
SUBSTANCE: invention relates to machine building and instrument making and can be used in any industry. Reducing first-type radial bearing includes outer race (1) and inner race (2) with races, rolling bodies arranged between them, made in the form of two-stage rollers installed in the cage sockets. Stages (3) of the larger diameter rollers run around the inner ring (2) raceway, and the stages (4) of the smaller diameter rollers run around the outer ring (1) raceway. Raceways diameters of the rings (1) and (2), and diameters of large and small stages (3) and (4) of the roller are in proportional relationship, at which the ratio D/d = Dr/kdr is equal to n within the permissible range, and the ratio D/Dr = d/kdr is equal to m, wherein m is determined from the relation m = (n + 1/k) / (n-1), and the diameters of the roller stages are determined from the relations Dr = D/m; dr = d/km, where Dr – diameter of the larger stage (3) of the roller; dr – diameter of the smaller stage (4) of the roller; D is the diameter of the raceway of the outer ring (1); d is the diameter of the inner ring (2) raceway; k is an additional factor chosen by the consumer, which reduces the speed of rotation of the rollers by a factor of k; n is the ratio of the ring (1) raceway diameter to the ring (2) raceway diameter; m is the ratio of the outer ring (1) raceway diameter to the diameter of the roller (3) larger stage. Bearing reduction coefficient is determined from the relation s = zkn, where z is the ratio of the Dr diameter to the standard roller bearing diameter dst.r Dr/dst.r, n is the ratio of D diameter to d D/d diameter.
EFFECT: technical result is increase in the inner ring rotational speed relative to its fixed outer ring at the same rotation speed of the rollers by a factor of s (where the diameters of the roller stages can be calculated by selecting the set value s), reducing the energy of the fuel or electricity spent in rotating the reduction bearing with the frequency of the standard bearing , associated with a decrease in the frequency of rotation of the rollers (a decrease in their kinetic energy) and the absence of sliding friction of the reduction bearing that accompanies the ball bearing operation.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области высокоскоростного машиностроения и приборостроения и может быть использовано для создания высокоскоростных винтовых и турбореактивных двигателей авиации и околоземного ракетостроения или в разгонных модулях первой ступени космических кораблей.The invention relates to the field of high-speed engineering and instrumentation and can be used to create high-speed screw and turbojet engines of aviation and near-Earth rocket science or in upper stage booster modules of spacecraft.

Известен подшипник со ступенчатыми роликами, содержащий наружное и внутреннее кольца с дорожками качения, помещенные между ними тела качения, выполненные в виде установленных в гнезда сепаратора двухступенчатых роликов, ступени большего диаметра которых обкатывают дорожку наружного кольца подшипника, а ступени меньшего диаметра обкатывают дорожку его внутреннего кольца, диаметры дорожек наружного и внутреннего колец и диаметры большей и меньшей ступеней ролика находятся в пропорциональной зависимости, отношение D1/D2=d1/kd2=n, а отношение D1/d1=D2/kd2=m, при этом m=(n+1/k)/(n-1), где d1 - диаметр большей ступени ролика подшипника; d2 - диаметр меньшей ступени ролика подшипника; D1 - диаметр дорожки качения наружного кольца подшипника (дорожки наружного кольца); D2 - диаметр дорожки качения внутреннего кольца подшипника (дорожки внутреннего кольца); k - произвольно выбранный коэффициент понижения частоты вращения роликов; ступени ролика и дорожек колец должны быть цилиндрическими, то есть с постоянными диаметрами (см. RU №2553489 МПК F16C 19/22, F16C 33/36, опубл. 20.06.2015 г.).A known bearing with stepped rollers, containing the outer and inner rings with raceways, the rolling bodies placed between them, made in the form of two-stage rollers installed in the separator sockets, steps of a larger diameter rolling around the track of the outer ring of the bearing, and steps of a smaller diameter running around the track of its inner ring , the diameters of the outer tracks and the inner rings and the diameters of the larger and smaller steps of the roller are in proportional relationship, the ratio d 1 / d 2 = d 1 / kd 2 = n, and otno ix D 1 / d 1 = D 2 / kd 2 = m, wherein m = (n + 1 / k) / (n-1), where d 1 - larger diameter roller bearing stage; d 2 is the diameter of the lower stage of the bearing roller; D 1 - the diameter of the raceway of the outer ring of the bearing (track of the outer ring); D 2 - the diameter of the raceway of the inner ring of the bearing (track of the inner ring); k is an arbitrarily selected coefficient of reduction of the frequency of rotation of the rollers; the steps of the roller and the tracks of the rings must be cylindrical, that is, with constant diameters (see RU No. 2553489 IPC F16C 19/22, F16C 33/36, publ. 06/20/2015).

Наиболее близким аналогом является подшипник, содержащий наружное и внутреннее кольца с дорожками качения (с дорожками), помещенные между ними тела качения, выполненные в виде установленных в гнезда сепаратора двухступенчатых роликов, ступени большего диаметра которых обкатывают дорожку внутреннего кольца подшипника, а ступени меньшего диаметра обкатывают дорожку его наружного кольца, полный коэффициент понижения частоты вращения роликов находится в пропорциональной зависимости от соотношений диаметров D1/D2=n в пределах допустимого и d1/d2=k в пределах допустимого, произведение соотношения

Figure 00000001
является полным коэффициентом понижения частоты вращения роликов по наружному кольцу относительно оси подшипника, обусловленного геометрическими пропорциями диаметров дорожек колец между собой и диаметров ступеней ролика между собой, где: d1 - диаметр большей ступени ролика подшипника; d2 - диаметр меньшей ступени ролика подшипника; D1 - диаметр дорожки наружного кольца подшипника; D2 - диаметр дорожки внутреннего кольца подшипника; n - коэффициент отношения диаметра дорожки наружного кольца D1 к диаметру дорожки внутреннего кольца D2; k - произвольно выбранный коэффициент понижения частоты вращения ролика по дорожке наружного кольца, являющийся коэффициентом пропорциональности соотношения диаметров ступеней ролика d1/d2, ограниченный размерами диаметров ступеней роликов в пределах возможности функционирования подшипника со ступенчатыми роликами, понижающий частоту вращения роликов по дорожке наружного кольца относительно оси подшипника по сравнению со стандартным подшипником, по сути, являющийся коэффициентом редукции ролика (см. RU №2554033 МПК F16C 19/22, F16C 33/36, опубл. 20.06.2015 г.).The closest analogue is a bearing containing the outer and inner rings with raceways (with tracks), the rolling bodies placed between them, made in the form of two-stage rollers installed in the separator seats, whose larger diameters run around the track of the bearing inner ring, and the smaller diameters the track of its outer ring, the full coefficient of reduction of the frequency of rotation of the rollers is proportional to the ratio of the diameters D 1 / D 2 = n within the permissible o and d1 / d2 = k within the acceptable range, the product of the relation
Figure 00000001
is the full coefficient of reduction of the frequency of rotation of the rollers along the outer ring relative to the axis of the bearing, due to the geometric proportions of the diameters of the tracks of the rings between themselves and the diameters of the steps of the roller between each other, where: d 1 is the diameter of the larger stage of the bearing roller; d 2 is the diameter of the lower stage of the bearing roller; D 1 - the diameter of the track of the outer ring of the bearing; D 2 - the diameter of the track of the inner ring of the bearing; n is the ratio of the diameter of the track of the outer ring D 1 to the diameter of the track of the inner ring D 2 ; k is an arbitrarily selected coefficient of reduction of the frequency of rotation of the roller along the track of the outer ring, which is a proportionality coefficient of the ratio of the diameters of the steps of the roller d 1 / d 2 , limited by the dimensions of the diameters of the steps of the rollers within the limits of the possibility of functioning of the bearing with step rollers, reducing the frequency of rotation of the rollers along the track of the outer ring relative to the axis of the bearing compared to a standard bearing, in fact, which is the coefficient of reduction of the roller (see RU No. 2554033 IPC F16C 19/22, F16C 33/36, publ. 06/20/2015 g.).

Недостатком известного технического решения является неверное исчисление коэффициента редукции подшипника. Метод исчисления диаметров ступеней роликов не является неправильным, но здесь будет представлен другой метод исчисления диаметров ступеней роликов.A disadvantage of the known technical solution is the incorrect calculation of the coefficient of reduction of the bearing. The method of calculating the diameters of the steps of the rollers is not wrong, but here another method for calculating the diameters of the steps of the rollers will be presented.

Для редукционного радиального подшипника 1-го типа с моделью вращения внутреннего кольца относительно неподвижного наружного кольца поставлена задача: в несколько раз повысить частоту вращения внутреннего кольца относительно наружного кольца, чтобы частота вращения роликов оставалась на прежнем уровне; вывести математическую формулу исчисления коэффициента редукции подшипника.For a reduction type 1 radial bearing with a model of rotation of the inner ring relative to the stationary outer ring, the task is set: to increase the rotational speed of the inner ring relative to the outer ring several times so that the speed of the rollers remains at the same level; derive a mathematical formula for calculating the coefficient of reduction of the bearing.

Поставленная задача решается тем, что в редукционном радиальном подшипнике 1-го типа, содержащем наружное и внутреннее кольца с дорожками качения, помещенные между ними тела качения, выполненные в виде установленных в гнезда сепаратора двухступенчатых роликов, ступени большего диаметра которых обкатывают дорожку внутреннего кольца подшипника, а ступени меньшего диаметра обкатывают дорожку его наружного кольца, применился метод исчисления диаметров ступеней роликов, описанный в первом аналоге, в котором диаметры дорожек наружного и внутреннего колец и диаметры большей и меньшей ступеней ролика находятся в пропорциональной зависимости, отношение D/d=Dr/kdr равно n, а отношение D/Dr=d/kdr равно m, при этом m равно (n+1/k)/(n-1), гдеThe problem is solved in that in a reduction type 1 radial bearing, containing the outer and inner rings with raceways, the rolling bodies placed between them, made in the form of two-stage rollers installed in the separator seats, the larger diameter steps of which run around the track of the inner bearing ring, and steps of a smaller diameter run around the track of its outer ring, the method of calculating the diameters of the steps of the rollers, described in the first analogue, in which the diameters of the tracks of the outer and the morning rings and the diameters of the larger and smaller steps of the roller are proportional, the ratio D / d = D r / kd r is n, and the ratio D / D r = d / kd r is m, while m is (n + 1 / k) / (n-1), where

Dr - диаметр большей ступени ролика;D r - the diameter of the greater step of the roller;

dr - диаметр меньшей ступени ролика;d r is the diameter of the lower step of the roller;

D - диаметр дорожки качения наружного кольца подшипника (дорожки наружного кольца);D is the diameter of the raceway of the outer ring of the bearing (track of the outer ring);

d - диаметр дорожки качения внутреннего кольца (дорожки внутреннего кольца);d is the diameter of the raceway of the inner ring (track of the inner ring);

k - произвольно выбранный дополнительный коэффициент понижения частоты вращения роликов.k is a randomly selected additional coefficient of reduction of the frequency of rotation of the rollers.

Приведенная зависимость m=(n+1/k)/(n-1) соотношения пар D/Dr=d/kdr=m от соотношения пар D/d=Dr/kdr=n позволила расширить диапазон соотношения размеров диаметров дорожек колец подшипника n, для которого можно исчислить подходящие диаметры ступеней ролика с учетом произвольного в пределах допустимого понижающего коэффициента k. Коэффициент k позволил расширить диапазон соотношения Dr/dr, подходящего для любого из вариантов в пределах допустимого соотношения D/d. Кроме того, эта зависимость позволила рассчитать диаметры ступеней роликов.The given dependence m = (n + 1 / k) / (n-1) of the ratio of pairs D / D r = d / kd r = m from the ratio of pairs D / d = D r / kd r = n allowed to expand the range of the ratio of the sizes of diameters tracks of bearing rings n, for which suitable diameters of the steps of the roller can be calculated taking into account an arbitrary, within the limits of an admissible decreasing coefficient k. The coefficient k allowed to expand the range of the ratio D r / d r , suitable for any of the options within the acceptable ratio D / d. In addition, this relationship allowed us to calculate the diameters of the steps of the rollers.

Исчисленный коэффициент редукции подшипника s=zkn позволил подобрать диаметры ступеней роликов по заданному коэффициенту редукции подшипника, изменяя коэффициент k в коэффициенте редукции ролика q.The calculated bearing reduction coefficient s = zkn made it possible to select the diameters of the roller steps according to the given bearing reduction coefficient, changing the coefficient k in the roller reduction coefficient q.

Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из уровня техники, следовательно, он соответствует условиям патентоспособности изобретения - «изобретательский уровень» и «новизна».Analysis of the known technical solutions, carried out according to scientific, technical and patent documentation, showed that the set of essential features of the claimed technical solution is not known from the prior art, therefore, it meets the conditions of patentability of the invention - “inventive step” and “novelty”.

Редукционный радиальный подшипник первого типа поясняется чертежами:The reduction radial bearing of the first type is illustrated by drawings:

Фиг. 1 - геометрическая схема редукционного радиального подшипника первого типа;FIG. 1 is a geometric diagram of a reducing radial bearing of the first type;

Фиг. 2 - редукционный радиальный подшипник первого типа в разрезе.FIG. 2 - sectional radial bearing of the first type.

Редукционный радиальный подшипник первого типа состоит из наружного кольца 1, внутреннего кольца 2, ступенчатого ролика с большей ступенью 3 и меньшей ступенью 4.The reduction radial bearing of the first type consists of an outer ring 1, an inner ring 2, a stepped roller with a higher stage 3 and a lower stage 4.

Ступенчатый ролик может быть монолитным телом или собранным из отдельных частей. Ступени 3 и 4 ролика жестко связаны между собой. Средний участок ролика с большим диаметром (большая ступень 3) обкатывается только по дорожке внутреннего кольца 2. Одновременно боковые участки ролика с меньшим диаметром (меньшая ступень 4) обкатываются только по дорожке наружного кольца 1, разделенной по ширине проточкой на две части для прохождения между ними большей ступени 3 ролика.The stepped roller may be a monolithic body or assembled from separate parts. Steps 3 and 4 of the roller are rigidly interconnected. The middle section of the roller with a large diameter (large step 3) is run-in only along the track of the inner ring 2. At the same time, the side sections of the roller with a smaller diameter (smaller step 4) are run-in only along the track of the outer ring 1, divided by the width of the groove into two parts for passage between them more steps 3 rollers.

Для приведения размеров редукционного радиального подшипника первого типа к размерам стандартных подшипников за основу исчислений берутся наружный и внутренний диаметры стандартного шарикового или роликового подшипника и ширина подшипника. По выбранным диаметрам стандартного подшипника определяются диаметры дорожек качения наружного и внутреннего колец 1 и 2 редукционного подшипника с учетом присутствия между ними ступенчатых роликов и по этим диаметрам исчисляются диаметры ступеней 3 и 4 ролика с учетом выбранного коэффициента k, толщину внутреннего кольца рассматриваемого подшипника можно сделать меньше, чем у стандартного подшипника, учитывая минимизированный износ дорожки качения внутреннего кольца из-за отсутствия трения скольжения, присущего стандартным шариковым подшипникам, для расширения диапазона размеров диаметров колец и приближения их к диаметрам колец стандартного подшипника. Отсутствие трения скольжения между роликами и дорожками колец позволяет сделать ширину редукционного подшипника такой же, как ширина стандартного подшипника с такими же наружным и внутренним диаметрами колец.To reduce the dimensions of a reducing radial bearing of the first type to the dimensions of standard bearings, the outer and inner diameters of a standard ball or roller bearing and the width of the bearing are taken as the basis for the calculations. The diameters of the raceways of the outer and inner rings 1 and 2 of the reduction bearing are determined by the selected diameters of the standard bearing, taking into account the presence of stepped rollers between them and the diameters of the steps 3 and 4 of the roller are calculated from these diameters taking into account the selected coefficient k, the thickness of the inner ring of the bearing under consideration can be made smaller than the standard bearing, given the minimized wear of the raceway of the inner ring due to the lack of sliding friction inherent in standard ball bearings m bearings, to expand the range of sizes of the diameters of the rings and bring them closer to the diameters of the rings of a standard bearing. The absence of sliding friction between the rollers and the tracks of the rings makes it possible to make the width of the reduction bearing the same as the width of a standard bearing with the same outer and inner diameters of the rings.

Исчисление диаметров ступеней роликаCalculation of the diameters of the steps of the roller

Чтобы снизить частоту вращения ролика в n раз, должно соблюдаться равенствоTo reduce the frequency of rotation of the roller n times, the equality

Figure 00000002
Figure 00000002

D - диаметр наружной дорожки;D is the diameter of the outer track;

d - диаметр внутренней дорожки;d is the diameter of the inner track;

Dr - диаметр большей ступени ролика;D r - the diameter of the greater step of the roller;

dr - диаметр меньший ступени.d r is the diameter of the smaller step.

В формулу (1) внесли коэффициент k, снижающий частоту вращения роликов еще в k разThe coefficient k was introduced into formula (1), which reduces the frequency of rotation of the rollers by another k times

Figure 00000003
Figure 00000003

Формула (2) равна формуле (1), для этого номинал dr в формуле (2) уменьшили в k раз

Figure 00000004
одновременно с умножением dr на k.Formula (2) is equal to formula (1), for this the face value d r in formula (2) was reduced k times
Figure 00000004
simultaneously with the multiplication of d r by k.

Формула (2) после преобразования приняла видFormula (2) after the transformation took the form

Figure 00000005
Figure 00000005

На Фиг. 1. схематически изображены дорожки качения колец и ступени ролика, где r1 - радиус большей ступени ролика; r2 - радиус меньшей ступени.In FIG. 1. schematically shows the raceways of the rings and steps of the roller, where r 1 is the radius of the greater step of the roller; r 2 is the radius of the smaller step.

Из Фиг. 1 вывели равенствоFrom FIG. 1 deduced equality

Figure 00000006
Figure 00000006

Диаметры d и dr, исчисленные из формулы (2), равныThe diameters d and d r calculated from formula (2) are equal

Figure 00000007
Figure 00000007

Диаметр D, исчисленный из формулы (3), равенThe diameter D calculated from formula (3) is equal to

Figure 00000008
Figure 00000008

Формула (4), записанная с использованием формул (5) и (6)Formula (4) written using formulas (5) and (6)

Figure 00000009
Figure 00000009

Формула (7) после преобразования приняла видFormula (7) after the transformation took the form

Figure 00000010
Figure 00000010

Упрощенная формула (8), полученная умножением величины в скобках на n, равнаThe simplified formula (8) obtained by multiplying the value in brackets by n is

Figure 00000011
Figure 00000011

В формуле (9) сократили Dr и рассчитали коэффициент mIn the formula (9), D r was reduced and the coefficient m was calculated

Figure 00000012
Figure 00000012

Зная m, D d, произвольно выбранный понижающий коэффициент k, исчислили диаметры большей и меньшей ступеней ролика с использованием формулы (3)Knowing m, D d, an arbitrarily selected decreasing coefficient k, the diameters of the higher and lower stages of the roller were calculated using formula (3)

Figure 00000013
Figure 00000013

Исчисление коэффициента редукции редукционного радиального подшипника первого типа по сравнению со стандартным подшипникомCalculation of the reduction coefficient of a reducing radial bearing of the first type in comparison with a standard bearing

Диаметр ролика в стандартном подшипнике равенThe diameter of the roller in a standard bearing is

Figure 00000014
Figure 00000014

Частота вращения ступенчатого ролика относительно центральной оси подшипника, связанная с увеличением диаметра средней дорожки качения ролика (большей ступени) по сравнению со стандартным роликом, понизилась в z разThe speed of the stepped roller relative to the central axis of the bearing, associated with an increase in the diameter of the middle raceway of the roller (larger stage) compared to the standard roller, decreased z times

Figure 00000015
Figure 00000015

Полная частота вращения ступенчатого ролика относительно центральной оси подшипника понизилась в s разThe total speed of the stepped roller relative to the central axis of the bearing decreased s times

Figure 00000016
Figure 00000016

s - коэффициент редукции редукционного радиального подшипника первого типа;s is the reduction coefficient of the reduction radial bearing of the first type;

q - коэффициент редукции ступенчатого ролика редукционного радиального подшипника первого типа, равный отношению диаметра большей ступени ролика к диаметру меньшей ступениq is the coefficient of reduction of the stepped roller of a reducing radial bearing of the first type, equal to the ratio of the diameter of the larger stage of the roller to the diameter of the smaller stage

Figure 00000017
Figure 00000017

Формула (14) с учетом формулы (15):Formula (14) taking into account formula (15):

Figure 00000018
Figure 00000018

Для примера расчета диаметров ступеней роликов и коэффициента редукции подшипника выбрали произвольные размеры в любых единицах диаметров дорожек качения наружного и внутреннего колец 1 и 2 подшипника D=116 и d=68, коэффициент k понижения частоты вращения ролика, равный трем, и по ним рассчитаем диаметры большей и меньшей ступеней 3 и 4 ролика и коэффициент редукции подшипника.For an example of calculating the diameters of the steps of the rollers and the coefficient of reduction of the bearing, we chose arbitrary sizes in any units of the diameters of the raceways of the outer and inner rings 1 and 2 of the bearing D = 116 and d = 68, the coefficient of reduction of the frequency of rotation of the roller equal to three, and we calculate the diameters from them larger and smaller stages 3 and 4 of the roller and the coefficient of reduction of the bearing.

В соответствии с формулой (2) отношение диаметров дорожек колец 1 и 2 подшипника равноIn accordance with formula (2), the ratio of the diameters of the tracks of the rings 1 and 2 of the bearing is

Figure 00000019
Figure 00000019

В соответствии с формулой (10) отношение диаметра наружного кольца 1 к диаметру большой ступени 3 ролика равноIn accordance with formula (10), the ratio of the diameter of the outer ring 1 to the diameter of the large stage 3 of the roller is

Figure 00000020
Figure 00000020

Используя формулы (11), рассчитали диаметры большей 3 и меньшей 4 ступеней ролика:Using formulas (11), the diameters of more than 3 and less than 4 steps of the roller were calculated:

Figure 00000021
Figure 00000022
Figure 00000021
Figure 00000022

Всоответствие с формулой (12) диаметр стандартного ролика равенIn accordance with formula (12), the diameter of a standard roller is

Figure 00000023
Figure 00000023

В соответствии с формулой (13) частота вращения ступенчатого ролика, связанная с увеличением диаметра большей ступени ролика, понизилась в z раз по сравнению со стандартным роликом:In accordance with formula (13), the speed of a stepped roller, associated with an increase in the diameter of a larger step of the roller, decreased z times in comparison with a standard roller:

Figure 00000024
Figure 00000024

В соответствии с формулами (14), (15) коэффициент редукции подшипника равен:In accordance with formulas (14), (15), the coefficient of reduction of the bearing is equal to:

Figure 00000025
Figure 00000025

Для увеличения или уменьшения коэффициента редукции подшипника нужно увеличить или уменьшить коэффициент k.To increase or decrease the coefficient of reduction of the bearing, it is necessary to increase or decrease the coefficient k.

Пример расчета диаметров большей 3 и меньшей 4 ступеней роликов с использованием методики расчета и формул (2), (10), (11); с использованием произвольно выбранного понижающего коэффициента k показал простоту расчета редукционного подшипника со ступенчатыми роликами с произвольными диаметрами D и d дорожек качения колец 1 и 2. Метод исчисления коэффициента редукции подшипника поможет подобрать коэффициент k для исчисления диаметров ступеней роликов, обеспечивающих необходимый коэффициента редукции подшипника.An example of calculating diameters greater than 3 and less than 4 steps of rollers using the calculation procedure and formulas (2), (10), (11); using an arbitrarily selected reduction coefficient k showed the simplicity of calculating a reduction bearing with stepped rollers with arbitrary diameters D and d of the raceways of rings 1 and 2. The method of calculating the reduction coefficient of the bearing will help to choose the coefficient k for calculating the diameters of the steps of the rollers that provide the necessary reduction ratio of the bearing.

В результате снижения частоты вращения роликов редукционного подшипника по сравнению со стандартным роликовым подшипником, вращающимся с такой же частотой, в редукционном подшипнике можно повысить предельную для стандартного подшипника частоту вращения в разы (в 8,54 раза для подшипника из примера). Повышение в разы частоты вращения подшипника позволит развивать сверхскоростное машиностроение.As a result of a reduction in the rotation speed of the reduction bearing rollers compared to a standard roller bearing rotating at the same speed, the speed limit for a standard bearing can be increased several times (8.54 times for the example bearing). Increasing the frequency of rotation of the bearing at times will allow the development of ultra-high-speed engineering.

Затраты энергии электричества или топлива на вращение редукционного подшипника тоже снизятся в разы, так как в разы снизится кинетическая энергия вращения ступенчатых роликов. Если предположить, что масса ступенчатых роликов подшипника из примера в два раза больше массы роликов стандартного подшипника с такими же диаметрами дорожек колец, то кинетическая энергия вращения ступенчатых роликов в редукционном подшипнике, вращающегося с частотой стандартного, снизится в 4,27 раза: (8,54 (s из примера):2=4,27).The cost of energy of electricity or fuel for the rotation of the reduction bearing will also decrease significantly, since the kinetic energy of rotation of the stepped rollers will decrease by several times. If we assume that the mass of stepped bearing rollers from the example is twice as large as the mass of standard bearing rollers with the same ring track diameters, then the kinetic energy of rotation of the stepped rollers in a reduction bearing rotating with a standard frequency will decrease 4.27 times: (8, 54 (s from example): 2 = 4.27).

Замена шариковых подшипников, предельная частота вращения которых выше, чем у стандартных роликовых, из-за постоянного проскальзывания шаров по дорожкам, способствующего повышению частоты вращения шариковых подшипников приблизительно в полтора раза по сравнению со стандартными роликовыми подшипниками, на редукционные тоже принесет экономию энергии, так как в редукционном подшипнике отсутствует трение скольжения тел качения по дорожкам, присущее шариковым подшипникам.Replacing ball bearings, the maximum speed of which is higher than that of standard roller bearings, due to the constant slipping of balls along the tracks, which contributes to an increase in the speed of ball bearings by about one and a half times compared with standard roller bearings, to reduction ones will also bring energy savings, since in the reduction bearing there is no sliding friction of the rolling elements along the tracks inherent in ball bearings.

Отсутствие трения скольжения в редукционном подшипнике значительно уменьшит износ дорожек и тел качения (зазоры), присущий шариковым подшипникам, следовательно, уменьшится биение тел качения и вызванный этим шум.The absence of sliding friction in the reduction bearing will significantly reduce the wear of the tracks and rolling elements (clearances) inherent in ball bearings, therefore, the runout of the rolling elements and the noise caused by this will be reduced.

Заявляемое техническое решение обеспечивает повышение частоты вращения внутреннего кольца редукционного подшипника относительно статичного наружного кольца в разы без повышения частоты вращения роликов по сравнению с аналогичным по размерам дорожек колец и частоте вращения внутреннего кольца относительно статичного наружного кольца стандартного подшипника. Диаметры ступеней ролика представленного подшипника и его коэффициент редукции исчисляются по выведенным формулам. Необходимый коэффициент редукции подшипника в пределах допустимого можно обеспечить соответственными диаметрами ступеней роликов. Таким образом, технический результат достигнут.The claimed technical solution provides an increase in the frequency of rotation of the inner ring of the reducing bearing relative to the static outer ring by several times without increasing the frequency of rotation of the rollers compared to similar ring tracks and the frequency of rotation of the inner ring relative to the static outer ring of the standard bearing. The diameters of the steps of the roller of the presented bearing and its reduction coefficient are calculated according to the derived formulas. The required reduction ratio of the bearing, within the permissible limits, can be provided with the corresponding diameters of the roller steps. Thus, the technical result is achieved.

Редукционный подшипник первого типа может быть изготовлен на стандартном оборудовании с использованием современных материалов и технологий.The reduction bearing of the first type can be manufactured on standard equipment using modern materials and technologies.

Claims (16)

1. Редукционный радиальный подшипник первого типа, содержащий наружное и внутреннее кольца с дорожками качения, установленные между ними тела качения, выполненные в виде установленных в гнезда сепаратора двухступенчатых роликов, диаметры дорожек качения наружного и внутреннего колец и диаметры большей и меньшей ступеней ролика находятся в пропорциональной зависимости, при которой соотношение D/d=Dr/kdr равно n в пределах допустимого, а соотношение D\Dr=d\kdr равно m, при этом m определяют из соотношения m=(n+1/k)/(n-1), а диаметры ступеней роликов подшипника определяют из соотношений Dr=D/m; dr=d/km,1. The reduction radial bearing of the first type, containing the outer and inner rings with raceways, the rolling bodies installed between them, made in the form of two-stage rollers installed in the cage of the separator, the diameters of the raceways of the outer and inner rings and the diameters of the larger and lower stages of the roller are proportional dependence, in which the ratio D / d = D r / kd r is n within the acceptable range, and the ratio D \ D r = d \ kd r is m, and m is determined from the relation m = (n + 1 / k) / (n-1), and the diameters of the steps of the rollers bearings determined from the relations D r = D / m; d r = d / km, гдеWhere Dr - диаметр большей ступени ролика;D r - the diameter of the greater step of the roller; dr - диаметр меньшей ступени ролика;d r is the diameter of the lower step of the roller; D - диаметр дорожки качения наружного кольца подшипника;D is the diameter of the raceway of the outer ring of the bearing; d - диаметр дорожки качения внутреннего кольца подшипника;d is the diameter of the raceway of the inner ring of the bearing; k - дополнительный коэффициент, выбираемый потребителем, снижающий частоту вращения роликов еще в k раз;k is an additional coefficient selected by the consumer, reducing the frequency of rotation of the rollers by another k times; n - отношение диаметра дорожки качения большего кольца к диаметру дорожки качения меньшего кольца;n is the ratio of the diameter of the raceway of the larger ring to the diameter of the raceway of the smaller ring; m - отношение диаметра дорожки качения наружного кольца к диаметру большей ступени ролика, отличающийся тем, что ступени роликов большего диаметра обкатывают дорожку качения внутреннего кольца подшипника, а ступени меньшего диаметра обкатывают дорожку качения его наружного кольца.m is the ratio of the diameter of the raceway of the outer ring to the diameter of the larger step of the roller, characterized in that the steps of the rollers of the larger diameter run around the raceway of the inner ring of the bearing, and the steps of the smaller diameter run around the raceway of its outer ring. 2. Подшипник по п. 1, отличающийся тем, что диаметры большей и меньшей ступеней ролика выведены из смоделированной формулы закономерности D-d=2(r1+r2)=Dr+dr.2. The bearing according to claim 1, characterized in that the diameters of the larger and smaller steps of the roller are derived from the simulated regularity formula Dd = 2 (r 1 + r 2 ) = D r + d r . 3. Подшипник по п. 1, отличающийся тем, что коэффициент редукции подшипника исчисляется по формуле s=zkn, 3. The bearing according to claim 1, characterized in that the reduction coefficient of the bearing is calculated by the formula s = zkn, гдеWhere s - коэффициент редукции подшипника;s is the coefficient of reduction of the bearing; z - отношение диаметра большей ступени ролика редукционного подшипника Dr к диаметру dst.r ролика стандартного подшипника z=Dr/dst.r;z is the ratio of the diameter of the larger step of the roller of the reducing bearing D r to the diameter d st.r of the roller of the standard bearing z = D r / d st.r ; k - дополнительный коэффициент, снижающий частоту вращения роликов;k is an additional coefficient that reduces the frequency of rotation of the rollers; n - отношение диаметра дорожки качения наружного кольца к диаметру дорожки качения внутреннего кольца.n is the ratio of the diameter of the raceway of the outer ring to the diameter of the raceway of the inner ring.
RU2016147849A 2016-12-06 2016-12-06 Reducing radial bearing of the first type RU2643743C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016147849A RU2643743C1 (en) 2016-12-06 2016-12-06 Reducing radial bearing of the first type

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016147849A RU2643743C1 (en) 2016-12-06 2016-12-06 Reducing radial bearing of the first type

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015128390A Division RU2015128390A (en) 2015-07-13 2015-07-13 FIRST REDUCED RADIAL BEARING

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2643743C1 true RU2643743C1 (en) 2018-02-05

Family

ID=61173732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016147849A RU2643743C1 (en) 2016-12-06 2016-12-06 Reducing radial bearing of the first type

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2643743C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU28380A1 (en) * 1929-02-28 1932-11-30 В.Н. Трейер Roller bearing with stepped rollers
FR2699238A1 (en) * 1992-12-15 1994-06-17 Mauxion Robert Frictionless roller or ball bearings in circular housings for use in railway, car or electric motor - has areas of roller or ball surface, with differing radii, running on inner and outer tracks.
RU2319046C2 (en) * 2004-09-29 2008-03-10 Михаил Петрович Кабиков Antifriction bearing (versions)
RU2554033C1 (en) * 2014-03-18 2015-06-20 Юрий Петрович Адашкевич Rolling bearings with step rollers
RU2553489C9 (en) * 2014-03-06 2015-07-27 Юрий Петрович Адашкевич Rolling bearing with step rollers and cage for rolling bearing with step rollers

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU28380A1 (en) * 1929-02-28 1932-11-30 В.Н. Трейер Roller bearing with stepped rollers
FR2699238A1 (en) * 1992-12-15 1994-06-17 Mauxion Robert Frictionless roller or ball bearings in circular housings for use in railway, car or electric motor - has areas of roller or ball surface, with differing radii, running on inner and outer tracks.
RU2319046C2 (en) * 2004-09-29 2008-03-10 Михаил Петрович Кабиков Antifriction bearing (versions)
RU2553489C9 (en) * 2014-03-06 2015-07-27 Юрий Петрович Адашкевич Rolling bearing with step rollers and cage for rolling bearing with step rollers
RU2554033C1 (en) * 2014-03-18 2015-06-20 Юрий Петрович Адашкевич Rolling bearings with step rollers

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Han et al. Skidding behavior of cylindrical roller bearings under time-variable load conditions
RU2553489C9 (en) Rolling bearing with step rollers and cage for rolling bearing with step rollers
RU2554033C1 (en) Rolling bearings with step rollers
WO2008011400A3 (en) Floating bearing cartridge for a turbocharger shaft
Kim et al. Design optimization of an angular contact ball bearing for the main shaft of a grinder
Zhang et al. Torque variations of ball bearings based on dynamic model with geometrical imperfections and operating conditions
Liu The effect of misalignment on the life of high speed cylindrical roller bearings
RU2643743C1 (en) Reducing radial bearing of the first type
RU2609545C1 (en) Reducing thrust bearing
RU2578087C1 (en) Reducing second-type bearing
RU2385422C1 (en) Rolling radial bearing of gyroscope
RU158478U1 (en) DOUBLE-ROW RADIALLY STOP BALL BEARING
RU2626800C1 (en) Method of ball bearingscompletion
RU2550598C1 (en) Planetary gear
Gorycki et al. Investigation the influence of the curvature ratio on the frictional moment in rolling bearings
Dawoud et al. Slip characteristics in cylindrical roller bearings—Part II: influence of cage type on rolling element slip
RU2609513C1 (en) Reducing radial thrust bearing of second type
Sun et al. Rolling-element bearings in China: From ancient times to the 20th century
RU2618813C1 (en) Second type reinforced reduction radial thrust bearing
RU155178U1 (en) DOUBLE-ROW RADIALLY STOP BALL BEARING
RU2609516C1 (en) Reducing radial thrust bearing of first type
Li et al. Simulation and experimental validation of tapered roller bearing vibration induced by geometrical imperfection on cup raceway
RU2634610C1 (en) Cageless ball rolling bearing
Cai et al. Fatigue life prediction of high-speed railway bearing based on contact stress
Lee et al. A Study on Efficiency of Tapered Roller Bearing for an Automatic Transmission