CN101493118B - 新型沟道单列向心滚珠轴承 - Google Patents

新型沟道单列向心滚珠轴承 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型沟道单列向心滚珠轴承，现有的单列向心滚珠轴承不能在顾及承受较大径向力的同时既实现内、外圈相对高速旋转又减小内、外圈相互窜动和/或晃动，本发明包括外圈、内圈、保持器和若干滚珠，外圈具有外圈沟道，内圈具有内圈沟道，若干滚珠位于外圈沟道与内圈沟道之间并由保持器将其保持成特定的分布方式，其特征是：外圈沟道和/或内圈沟道的截面线条轮廓至少包括位于底部的适于高速旋转的高速线条轮廓以及位于两个侧部的防窜线条轮廓。其中的高速线条轮廓保证单列向心滚珠轴承在顾及承受较大径向力的特点的同时实现内、外圈相对高速旋转，而防窜线条轮廓则减小内、外圈的相互窜动和/或晃动，由此达到发明目的。

Description

新型沟道单列向心滚珠轴承
技术领域
本发明涉及一种轴承，尤其是一种同时兼顾高速旋转和减小轴向窜动的滚珠轴承。
背景技术
现有单列向心滚珠轴承的内、外圈沟道的截面线条多为曲率大于滚珠半径的圆弧线条，滚珠与内、外圈沟道为两点接触的形式，即滚珠与内圈沟道的沟底的一点接触和与外圈沟道的沟底的一点接触共两个接触点，这种单列向心滚珠轴承的高速旋转性能取决于旋转时沟道的发热量，而发热量的多少与内、外圈沟道的圆弧线条的曲率大小呈负相关，即曲率越大，内、外圈相对旋转时发热量越少，越适于高速旋转，但内、外圈的相对轴向窜动量和晃动量都较大，定位精度不高，精度寿命有限；若希望内、外圈相对旋转时产生较小的相对窜动和/或晃动，则必须减小沟道圆弧线条的曲率，即将沟道圆弧线条的曲率设计成基本接近滚珠的半径，这样一来就造成内、外圈相对旋转时的发热增加，难以实现内、外圈相对高速旋转。
现有技术中，单列向心滚珠轴承还有采用三点接触的形式，即滚珠与内圈沟道的沟底的一点接触(接触点C)和与外圈沟道的侧部的两点接触(接触点A/B，见图5a)或者与内圈沟道的侧部的两点接触(接触点E/F)和与外圈沟道的沟底的一点接触(接触点D，见图5b)共三个接触点；此外，单列向心滚珠轴承还有采用四点接触的形式，即滚珠与内圈沟道的侧部的两点接触(接触点G/H)和与外圈沟道的侧部的两点接触(接触点J/K，见图6)共四个接触点。这两种结构的接触形式虽然可以通过与沟道侧部的两点接触实现很小的轴向窜动和/或晃动，但由于同一沟道上的两个接触点在内、外圈相对旋转时始终与滚珠接触，滚珠与内、外圈沟道的滑动摩擦加剧，产生的热量也随之增加，因此不适宜实现高速旋转。
因此，一直以来对单列向心滚珠轴承的设计都是在顾此失彼中权衡进行，没能在顾及单列向心滚珠轴承承受较大径向力的特点的同时既实现内、外圈相对高速旋转又减小内、外圈相互窜动和/或晃动的两全方案。
发明内容
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有的单列向心滚珠轴承不能在顾及承受较大径向力的特点的同时既实现内、外圈相对高速旋转又减小内、外圈相互窜动和/或晃动的缺陷，提供一种新型沟道单列向心滚珠轴承。为此，本发明采用下述技术方案：
新型沟道单列向心滚珠轴承，包括外圈、内圈、保持器和若干滚珠，所述外圈具有外圈沟道，所述内圈具有内圈沟道，所述的若干滚珠位于所述的外圈沟道与内圈沟道之间并由所述保持器将其保持成在所述的外圈沟道、内圈沟道上滚动实现所述的外圈相对内圈转动，其特征是：所述的外圈沟道和/或内圈沟道的截面线条轮廓至少包括位于底部的适于高速旋转的高速线条轮廓以及位于两个侧部的防窜线条轮廓。
本发明的有益效果是：沟道的截面线条轮廓包括了适于高速旋转的高速线条轮廓以及两个防窜线条轮廓，其中的高速线条轮廓保证单列向心滚珠轴承在顾及承受较大径向力的特点的同时实现内、外圈相对高速旋转，而防窜线条轮廓则减小内、外圈的相互窜动和/或晃动，由此达到本发明的目的。
附图说明
图1为本发明的一种单列向心滚珠轴承的径向剖面结构示意图。
图2为本发明的一种单列向心滚珠轴承的内圈沟道的截面线条轮廓。
图3为图2的局部放大示意图。
图4为本发明的一种单列向心滚珠轴承的外圈沟道的截面线条轮廓。
图5a为现有单列向心滚珠轴承的一种三点接触式结构的径向剖面结构示意图。
图5b为现有单列向心滚珠轴承的另一种三点接触式结构的径向剖面结构示意图。
图6为现有单列向心滚珠轴承的四点接触式结构的径向剖面结构示意图。
图中：1-外圈，2-内圈，3-保持器，4-滚珠，5-外圈沟道，6-内圈沟道，7A/7B-截面线条轮廓，8A/8B-高速线条轮廓，9A/9B-防窜线条轮廓，10A/10B-凹陷线条轮廓，11A/11B-缺口线条轮廓，A/B/C/D/E/F/G/H/J/K/M/N-滚珠接触点。
具体实施方式
以下结合附图以实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
如图1所示，该新型沟道单列向心滚珠轴承包括外圈1、内圈2、保持器3和若干滚珠4，其中：外圈1具有外圈沟道5，内圈2具有内圈沟道6，滚珠4位于外圈沟道5与内圈沟道6之间并由保持器3将其保持成特定的分布方式，从而使得外圈、内圈相对转动时，滚珠4在外圈沟道5、内圈沟道6上滚动，其中所述的由保持器将滚珠保持成特定的分布方式是指为了便于通过滚珠在外圈沟道、内圈沟道上滚动实现外圈相对内圈转动，常见的分布方式是滚珠均匀分布，也有滚珠两两一组均匀分布的，在此不予赘述，内圈沟道6的截面线条轮廓7A(图中所示的截面线条轮廓为内圈径向剖面的线条轮廓)包括位于底部的适于高速旋转的高速线条轮廓8A以及位于两个侧部的防窜线条轮廓9A。
该新型沟道单列向心滚珠轴承的外圈1、内圈2相对转动时，滚珠4同样在外圈沟道5、内圈沟道6上滚动，相对现有技术，滚珠4与外圈沟道5的配合方式没有改变(接触点N)，而滚珠4与内圈沟道6的配合方式则有改变：首先滚珠接触在内圈沟道6的高速线条轮廓8A上(接触点M)，在顾及承受较大径向力的特点的同时实现内、外圈相对高速旋转，没有轴向窜动和/或晃动时，两个侧部的防窜线条轮廓不与滚珠接触，当内、外圈有轴向窜动和/或晃动时(或者内、外圈有轴向窜动和/或晃动的倾向时，在实践中这种倾向往往是不易察觉或者检测得到的)，两个侧部的防窜线条轮廓9A则交替与滚珠瞬时接触来制止轴向窜动和/或晃动，确保滚珠在许可的范围内运转，不得偏离许可轨道，旋转的发热量不高、晃动也不大，以此实现两全其美。由于两个侧部的防窜线条轮廓不会与滚珠同时接触，且在制止轴向窜动和/或晃动时也是其中一个防窜线条轮廓瞬时的与滚珠接触，因此不会如同现有技术的三点接触、四点接触形式的单列向心滚珠轴承那样的影响内、外圈相对高速旋转。
根据本发明的发明构思，还可以是图1所示技术方案以外的结构形式，如仅将外圈沟道的截面线条轮廓7B设计成包括位于底部的适于高速旋转的高速线条轮廓8B以及位于两个侧部的防窜线条轮廓9B(参见图4)而将内圈沟道的截面线条轮廓7A设计成仅适合高速旋转的结构形式(如截面线条为曲率半径大于滚珠半径的圆弧线条)，或者同时将内、外圈沟道的截面线条轮廓均设计成包括位于底部的适于高速旋转的高速线条轮廓以及位于两个侧部的防窜线条轮廓，即将图2、图4所示的内、外圈沟道的结构同时应用在同一单列向心滚珠轴承上，鉴于前文已经对高速线条轮廓以及位于两个侧部的防窜线条轮廓的作用以及带来的技术效果进行了说明，在此不再对针对这两种结构形式做具体说明。
此外，作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加的技术特征，以便在实施上述技术方案时将以下各段技术措施单独的或者任意结合起来应用到上述技术方案：
高速线条轮廓8A/8B和/或防窜线条轮廓9A/9B为曲线或者直线；或者，高速线条轮廓8A/8B和防窜线条轮廓9A/9B分别为曲线和直线。以便在实施上述技术方案时具有多种实施形式。在图1-4中，高速线条轮廓为曲率大于滚珠半径的圆弧线条，防窜线条轮廓为凸出的曲线轮廓。
外圈沟道5和/或内圈沟道6的截面线条轮廓7A/7B还包括位于高速线条轮廓与防窜线条轮廓之间的凹陷线条轮廓10A/10B，以达到强化散热和储存润滑的作用。
外圈沟道5和/或内圈沟道6的截面线条轮廓7A/7B还包括位于防窜线条轮廓外侧的缺口线条轮廓11A/11B，防止在轴承装配时沟道边缘存在棱角磕伤滚珠。

Claims (4)

1.新型沟道单列向心滚珠轴承，包括外圈(1)、内圈(2)、保持器(3)和若干滚珠(4)，所述外圈(1)具有外圈沟道(5)，所述内圈(2)具有内圈沟道(6)，所述的若干滚珠(4)位于所述的外圈沟道(5)与内圈沟道(6)之间并由所述保持器(3)将其保持成在所述的外圈沟道、内圈沟道上滚动实现所述的外圈相对内圈转动，其特征是：所述的外圈沟道(5)和/或内圈沟道(6)的截面线条轮廓(7A/7B)至少包括位于底部的适于高速旋转的高速线条轮廓(8A/8B)以及位于两个侧部的防窜线条轮廓(9A/9B)。
2.根据权利要求1所述的新型沟道单列向心滚珠轴承，其特征是所述的高速线条轮廓(8A/8B)和/或防窜线条轮廓(9A/9B)为曲线或者直线。
3.根据权利要求1所述的新型沟道单列向心滚珠轴承，其特征是所述的外圈沟道(5)和/或内圈沟道(6)的截面线条轮廓(7A/7B)还包括位于所述的高速线条轮廓(8A/8B)与所述的防窜线条轮廓(9A/9B)之间的凹陷线条轮廓(10A/10B)。
4.根据权利要求1、2或3所述的新型沟道单列向心滚珠轴承，其特征是所述的外圈沟道(5)和/或内圈沟道(6)的截面线条轮廓(7A/7B)还包括位于所述的防窜线条轮廓(9A/9B)外侧的缺口线条轮廓(11A/11B)。
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