CN105782246B - 角接触球轴承 - Google Patents

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CN105782246B CN201410830144.XA CN201410830144A CN105782246B CN 105782246 B CN105782246 B CN 105782246B CN 201410830144 A CN201410830144 A CN 201410830144A CN 105782246 B CN105782246 B CN 105782246B
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Abstract

角接触球轴承,能够在确保保持架的刚性的同时增加滚珠数量,提高轴承的轴向的承载能力。第1圆环部(31)设置在第2圆环部(32)的径向外侧。支柱(33)具有:从第1圆环部向第2圆环部侧沿轴向延伸的外径侧柱部分(35);从第2圆环部向第1圆环部侧沿轴向延伸的内径侧柱部分(36),是通过将外径侧柱部分的内周面与内径侧柱部分的外周面相连而形成的。外径侧柱部分的外周面与外径侧柱部分的靠近第2圆环部的轴向侧面(35a)的缘部(P1)在轴向与滚珠(3)的中心(O)相比位于第2圆环部侧,内径侧柱部分的内周面与内径侧柱部分的靠近第1圆环部的轴向侧面(36a)的缘部(P2)在轴向与滚珠的中心相比位于第1圆环部侧。

Description

角接触球轴承
技术领域
本发明涉及角接触球轴承。
背景技术
在数控车床、铣床、加工中心、复合加工机、五轴加工机等机床、电动注塑成形机、冲切机等的主轴箱、装载加工物的底座的直动进给机构中,使用将旋转运动转换为直线运动的滚珠丝杠。作为对该滚珠丝杠的轴端进行旋转支持的轴承,采用角接触球轴承(例如参照专利文献1)。在这些轴承中,根据所使用的机床的主轴箱、对加工物进行装载的底座的大小,使用轴承内径为φ10mm~φ200mm左右的尺寸的轴承。
在加工中产生的切削负荷、以急加速和急减速使主轴箱和底座移动的情况下的惯性负荷作为轴向负荷经由滚珠丝杠被角接触球轴承承载。最近的机床具处于如下的倾向:以高效率加工为目的,切削负荷、快速进给所导致的惯性负荷变大,大的轴向负荷被角接触球轴承承载。
所以,在这样的滚珠丝杠支承用的角接触球轴承中,为了增加滚动疲劳寿命,需要兼顾:轴向的承载容量的增加;及用于维持加工精度的高刚性。
为了兼顾这些,或者增大轴承尺寸,或者增多组合的列数即可对应,但增大轴承尺寸时,在滚珠丝杠轴端处空间会增大,另外,过度增多组合的列数时,滚珠丝杠单元部分会成为宽幅的构成。其结果是,由于机床的必要地板面积增加、高度方向的尺寸增加,因此在轴承的大型化、列数增加的方面存在极限。
图12示出以往的滚珠丝杠支承用的角接触球轴承100、和角接触球轴承100所使用的保持架110。在该角接触球轴承100中,通过提高外圈101的轴向一侧、和内圈102的轴向另一侧的槽肩101a、102a,并增大滚珠103的接触角,从而能够增加轴承的轴向负荷的承载能力。另外,保持架110为了避免与外圈101和内圈102的槽肩101a、102a的干扰,将一对圆环部111、112高度不同地配置,利用直线状的支柱113连结该一对圆环部111、112。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2000-104742号公报
发明内容
本发明欲解决的问题
顺便提及,在兜孔的内表面具有球面形状的保持架中,支柱的圆周方向壁厚在支柱的轴向中间部最小。此处,在图12所示的保持架110中,由于支柱113被形成为直线状,因此难以确保支柱的轴向中间部的径向壁厚。因此,欲确保支柱113的轴向中间部的刚性时,滚珠数量会受到限制,可能给轴承的轴向负荷的承载能力带来影响。
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种角接触球轴承,其能够确在保保持架的刚性的同时,增加滚珠数量,提高轴承的轴向的承载能力。
用于解决问题的方案
本发明的上述目的由下述的构成实现。
(1)一种角接触球轴承,包括:
外圈,所述外圈在内周面上具有外圈滚道面;
内圈,所述内圈在外周面上具有内圈滚道面;
多个滚珠,所述多个滚珠具有接触角并自由滚动地配置在所述外圈滚道面与所述内圈滚道面之间;及
滚珠引导方式的保持架,所述保持架包括:在轴向隔开间隔设置的第1圆环部和第2圆环部;及在该第1圆环部与第2圆环部间在圆周方向隔开间隔配置的多个支柱,所述保持架具有多个兜孔,所述多个兜孔分别由在圆周方向相邻的所述支柱和所述第1圆环部及第2圆环部围出,并分别保持所述多个滚珠,
角接触球轴承的特征在于,
在所述内圈的外周面上,相对于所述内圈滚道面在轴向一侧形成有内圈锁口,相对于所述内圈滚道面在轴向另一侧形成有内圈槽肩部,
在所述外圈的内周面上,相对于所述外圈滚道面在轴向一侧形成有外圈槽肩部,相对于所述外圈滚道面在轴向另一侧形成有外圈锁口,
所述滚珠的接触角α为45°≤α≤70°,
设将所述外圈槽肩部的径向高度He除以所述滚珠的直径Da后的结果为Ae(=He/Da)时,0.35≤Ae≤0.50,
设将所述内圈槽肩部的径向高度Hi除以所述滚珠的直径Da后的结果为Ai(=Hi/Da)时,0.35≤Ai≤0.50,
所述第1圆环部设置在所述第2圆环部的径向外侧,
所述支柱具有:从所述第1圆环部向所述第2圆环部侧沿轴向延伸的外径侧柱部分;及从所述第2圆环部向所述第1圆环部侧沿轴向延伸的内径侧柱部分,所述支柱是通过将所述外径侧柱部分的内周面与所述内径侧柱部分的外周面相连而形成的,
所述外径侧柱部分的外周面与所述外径侧柱部分的靠近所述第2圆环部的轴向侧面的缘部在轴向与所述滚珠的中心相比位于所述第2圆环部侧,
所述内径侧柱部分的内周面与所述内径侧柱部分的靠近所述第1圆环部的轴向侧面的缘部在轴向与所述滚珠的中心相比位于所述第1圆环部侧。
(2)如(1)所述的角接触球轴承,其特征在于,
所述外径侧柱部分的靠近所述第2圆环部的轴向侧面与该缘部相比在所述第2圆环部侧,与所述内径侧柱部分的外周面或者所述第2圆环部的外周面连续,且被形成为截面凹形,
所述内径侧柱部分的靠近所述第1圆环部的轴向侧面与该缘部相比在所述第1圆环部侧,与所述外径侧柱部分的内周面或者所述第1圆环部的内周面连续,且被形成为截面凹形。
(3)如(2)所述的角接触球轴承,其特征在于,
所述外径侧柱部分的靠近所述第2圆环部的轴向侧面是曲率半径R1为0.1×Da≤R1≤2×Da的部分圆柱面,
所述内径侧柱部分的靠近所述第1圆环部的轴向侧面是曲率半径R2为0.1×Da≤R2≤2×Da的部分圆柱面。
(4)如(1)~(3)的任一项所述的角接触球轴承,其特征在于,
所述第1圆环部的轴向端面的内径大于所述滚珠的节圆直径,且所述第2圆环部的轴向端面的外径小于所述滚珠的节圆直径。
(5)如(1)~(4)的任一项所述的角接触球轴承,其特征在于,
由所述第1圆环部和所述外径侧柱部分形成的外径侧兜口径Do、和由所述第2圆环部和所述内径侧柱部分形成的内径侧兜口径Di的至少一个小于所述滚珠的直径Da,
满足0.75×Da≤Do≤0.99×Da、0.75×Da≤Di≤0.99×Da的至少一个。
(6)如(1)~(5)的任一项所述的角接触球轴承,其特征在于,
所述兜孔的内表面由球面部分和圆柱部分形成,其中,所述球面部分形成在所述第1圆环部和从所述第1圆环部连续的所述外径侧柱部分的一部分、以及所述第2圆环部和从所述第2圆环部连续的所述内径侧柱部分的一部分,所述圆柱部分形成在所述外径侧柱部分的剩余部分、和所述内径侧柱部分的剩余部分,
所述外径侧柱部分的所述球面部分与所述圆柱部分的边界线、及所述内径侧柱部分的所述球面部分与所述圆柱部分的边界线位于通过所述滚珠的中心的虚拟平面上。
(7)如(1)~(6)的任一项所述的角接触球轴承,其特征在于,
所述角接触球轴承是以背面组合来配置的双列角接触球轴承,包括:具有一对所述外圈滚道面的所述外圈;分别具有所述内圈滚道面的一对所述内圈;及在一对所述外圈滚道面与一对所述内圈滚道面间配置为双列的多个所述滚珠。
(8)如(1)~(6)的任一项所述的角接触球轴承,其特征在于,
所述角接触球轴承是以正面组合来配置的双列角接触球轴承,包括:分别具有所述外圈滚道面的一对所述外圈;具有一对所述内圈滚道面的所述内圈;及在一对所述外圈滚道面与一对所述内圈滚道面间配置为双列的多个所述滚珠。
发明的效果
根据本发明的角接触球轴承,由于滚珠的接触角α为45°≤α≤70°,因此增大接触角,轴承的轴向负荷的承载能力增加,通过将接触角设定得较大,从而能够赋予更大的预压负荷,刚性进一步提高。另外,设将外圈槽肩部的径向高度He除以滚珠的直径Da后的结果为Ae(=He/Da)时,0.35≤Ae≤0.50;设将内圈槽肩部的径向高度Hi除以滚珠的直径Da后的结果为Ai(=Hi/Da)时,0.35≤Ai≤0.50,因此能够在防止轴承的轴向负荷的承载能力不足的同时,容易进行内外圈槽肩部的磨削加工。
并且,第1圆环部设置在第2圆环部的径向外侧,支柱具有:从第1圆环部向第2圆环部侧沿轴向延伸的外径侧柱部分;及从第2圆环部向第1圆环部侧沿轴向延伸的内径侧柱部分,支柱是通过将外径侧柱部分的内周面与内径侧柱部分的外周面相连而形成的,因此,能够将第1圆环部和第2圆环部避免与内圈槽肩部和外圈槽肩部的干扰地高度不同地配置。
另外,外径侧柱部分的外周面与外径侧柱部分的靠近第2圆环部的轴向侧面的缘部在轴向与滚珠的中心相比位于第2圆环部侧;内径侧柱部分的内周面与内径侧柱部分的靠近第1圆环部的轴向侧面的缘部在轴向与滚珠的中心相比位于第1圆环部侧。由此,由于能够确保支柱33的轴向中间部的径向壁厚,因此,为了增加滚珠数量,反而能够将支柱33的轴向中间部的圆周方向壁厚变薄。所以,能够确保保持架的刚性并增加滚珠数量,能够提高轴承的轴向的承载能力。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式所涉及的角接触球轴承的剖视图。
图2是图1的保持架的立体图。
图3是图1的保持架的半剖视图。
图4是沿着图2的III-III线的剖视图。
图5是沿着图3的V-V线的剖视图。
图6是从图3的箭头VI方向观察的主要部分主视图。
图7是本发明的第2实施方式所涉及的角接触球轴承的剖视图。
图8是用于说明图7的角接触球轴承的赋予预压的过程的剖视图。
图9是本发明的第3实施方式所涉及的角接触球轴承的剖视图。
图10是本发明的实施例1所涉及的双列角接触球轴承的剖视图。
图11是本发明的实施例2所涉及的双列角接触球轴承的剖视图。
图12是以往的角接触球轴承的剖视图。
附图标记说明
1 角接触球轴承
3 滚珠
10 外圈
11 外圈槽肩部
12 外圈锁口
20 内圈
21 内圈槽肩部
22 内圈锁口
30 保持架
31 第1圆环部
32 第2圆环部
33 支柱
34 兜孔
34a、34b 球面部分
34c、34d 圆柱部分
35 外径侧柱部分
35a 轴向侧面
36 内径侧柱部分
36a 轴向侧面
Da 滚珠的直径
α 接触角
具体实施方式
下面,使用附图说明本发明的实施方式所涉及的角接触球轴承。
如图1所示,本实施方式的角接触球轴承1包括:在内周面上具有外圈滚道面11的外圈10;在外周面上具有内圈滚道面21的内圈20;配置在外圈滚道面11和内圈滚道面21间的多个滚珠3;及将滚珠3自由滚动地保持的滚珠引导方式的保持架30。
在外圈10的内周面上,相对于外圈滚道面11在轴向一侧(背面侧、图1中左侧)形成有外圈槽肩部12,相对于外圈滚道面11在轴向另一侧(正面侧、图1中右侧)形成有外圈锁口13。
在内圈20的外周面上,相对于内圈滚道面21在轴向一侧(背面侧、图1中左侧)形成有内圈锁口23,相对于内圈滚道面21在轴向另一侧(正面侧、图1中右侧)形成有内圈槽肩部22。
此处,设内圈锁口23的外径为D1,内圈槽肩部22的外径为D2时,使D1<D2;且设外圈锁口13的内径为D3,外圈槽肩部12的内径为D4时,使D3>D4。这样,由于增大内圈槽肩部22的外径D2,并减小外圈槽肩部12的内径D4,因此能够将滚珠3的接触角α设定得较大。更具体而言,通过如上所述设定外径D2和内径D4,能够使接触角α为45°≤α≤70°左右,即使考虑到轴承制作时的接触角α的偏差,也能够为50°≤α≤65°左右,能够增大接触角α。
另外,设将内圈槽肩部22的径向高度Hi除以滚珠3的直径Da后的结果为Ai时,设定为满足0.35≤Ai≤0.50;设将外圈槽肩部12的径向高度He除以滚珠3的直径Da后的结果为Ae时,设定为满足0.35≤Ae≤0.50。
假设在0.35>Ai或者0.35>Ae的情况下,由于内圈槽肩部22或者外圈槽肩部12的径向高度Hi、He相对于滚珠3的直径Da而言过小,因此接触角α不到45°,轴承的轴向负荷的承载能力不足。另外,在0.50<Ai或者0.50<Ae的情况下,由于外圈10和内圈20的滚道面11、21超出滚珠3的节圆直径dm而形成,因此外圈槽肩部12和内圈槽肩部22的磨削加工变得困难,是不期望的。
接下来,参照图2~6详细说明保持架30的构成。保持架30是由合成树脂构成的滚珠引导方式的塑料保持架,构成该保持架30的基体树脂是聚酰胺树脂。此外,对聚酰胺树脂的种类没有限制,除了聚酰胺以外,也可以是聚缩醛树脂、聚醚醚酮、聚酰亚胺等、其他合成树脂。并且,在基体树脂中添加有作为强化材料的玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等。另外,保持架30通过注塑成形或者切削加工来制造。
如图2和图3所示,保持架30包括:在轴向隔开间隔设置的第1圆环部31和第2圆环部32;及在该第1圆环部31和第2圆环部32间在圆周方向隔开间隔配置的多个支柱33,具有多个兜孔34,该多个兜孔34分别由圆周方向相邻的支柱33和第1圆环部31和第2圆环部32围出并分别保持多个滚珠3。
将第1圆环部31设置在第2圆环部32的径向外侧,高度不同地配置,使得第1圆环部31及第2圆环部32与内圈20、外圈10的内圈槽肩部22及外圈槽肩部12不干扰。
支柱33具有:从第1圆环部31向第2圆环部32侧沿轴向延伸的外径侧柱部分35;及从第2圆环部32向第1圆环部31侧沿轴向延伸的内径侧柱部分36,支柱33以外径侧柱部分35的内周面与内径侧柱部分36的外周面相连的方式形成。
所以,各兜孔34由如下的面形成:第1圆环部31的轴向内侧面;在第1圆环部31的轴向内侧面的两侧连续的一对外径侧柱部分35的各圆周方向侧面;第2圆环部32的轴向内侧面;以及在第2圆环部32的轴向内侧面的两侧连续的一对内径侧柱部分36的各圆周方向内侧面。
如图4所示,外径侧柱部分35的靠近第2圆环部的轴向侧面35a以将外径侧柱部分35的外周面、内径侧柱部分36的外周面或者第2圆环部32的外周面相连的方式形成为截面凹形。另外,内径侧柱部分36的靠近第1圆环部的轴向侧面36a也以将内径侧柱部分36的内周面、外径侧柱部分35的内周面或者第1圆环部31的内周面相连的方式形成为截面凹形。
另外,外径侧柱部分35的外周面、与外径侧柱部分35的靠近第2圆环部32的轴向侧面的缘部P1在轴向与滚珠3的中心O相比位于第2圆环部32侧,内径侧柱部分36的内周面、与内径侧柱部分36的靠近第1圆环部31的轴向侧面的缘部P2在轴向与滚珠3的中心O相比位于第1圆环部31侧。
并且,在与该缘部P1相比的第2圆环部32侧,被形成为截面凹形的外径侧柱部分35的轴向侧面35a与内径侧柱部分36的外周面或者第2圆环部32的外周面连续。
同样,在与该缘部P2相比的第1圆环部31侧,被形成为截面凹形的内径侧柱部分36的轴向侧面36a与外径侧柱部分35的内周面或者第1圆环部31的内周面连续。
在本实施方式的角接触球轴承1中,为了避免与外圈槽肩部12和内圈槽肩部22的干扰,并有效活用外圈10和内圈20间的空间,在将第1圆环部31和第2圆环部32高度不同地配置的同时,用支柱33将第1圆环部31和第2圆环部32相连,但需要避免在支柱33的轴向中间部的径向壁厚变薄所导致的强度下降,且避免在轴向中间部的应力集中所导致的保持架30的损坏。特别是,若保持架30与外圈10或者内圈20干扰,则在保持架30与外圈10或者内圈20干扰时力矩会变动,作为滚珠丝杠***不能准确进行定位,另外,干扰时的摩擦会使保持架30磨损,导致保持架30的损坏。并且,在保持架30磨损时产生的磨损粉会成为异物,轴承的润滑状态变差,结果,轴承的寿命会缩短。
然而,如上所述,由于通过设定外径侧柱部分35的外周面与轴向侧面35a的缘部P1的位置、及内径侧柱部分36的内周面与轴向侧面36a的缘部P2的位置,从而能够确保支柱33的轴向中间部的径向壁厚,因此,即使为了使滚珠数量增加而将圆周方向壁厚变薄,也能够避免支柱33的轴向中间部的强度下降。
另外,在本实施方式中,外径侧柱部分35的靠近第2圆环部的轴向侧面35a由曲率半径R1为0.1×Da≤R1≤2×Da的凹状的部分圆柱面形成,内径侧柱部分36的靠近第1圆环部的轴向侧面36a也由曲率半径R2为0.1×Da≤R2≤2×Da的凹状的部分圆柱面形成。
此处,由于曲率半径R1、R2小于0.1×Da时,外圈槽肩部12和内圈槽肩部22达到滚珠节圆直径附近,因此无法避免保持架30与外圈10或者内圈20的干扰。另外,曲率半径R1、R2大于2×Da时,外径侧柱部分35的外周面与轴向侧面35a的缘部P1与轴向中心相比在第1圆环部侧,内径侧柱部分36的内周面与轴向侧面36a的缘部P2与轴向中心相比在第2圆环部侧,成为支柱33的最小壁厚部的轴向中间部的径向壁厚变薄,不能确保支柱33的强度。
此外,优选的是外径侧柱部分35的轴向侧面35a和内径侧柱部分36的轴向侧面36a的曲率半径R1、R2为0.25×Da≤R1≤1.5×Da,0.25×Da≤R2≤1.5×Da。
另外,外径侧柱部分35的轴向侧面35a和内径侧柱部分36的轴向侧面36a只要是能够在避免保持架30与外圈10或者内圈20的干扰的同时避免应力集中而确保支柱33的强度的形状即可,不限于截面圆弧状的部分圆柱面,只要是平滑的截面曲面形状即可,另外,也可以使平面连续来做成为截面凹形状。
另外,如图4所示,第1圆环部31的轴向端面的内径D5大于滚珠3的节圆直径P.C.D.,且第2圆环部32的轴向端面的外径D6小于滚珠3的节圆直径P.C.D.。由此,能够防止第1圆环部31的内周面和第2圆环部32的外周面分别与对置的内圈槽肩部22的外周面和外圈槽肩部12的内周面干扰。
并且,第1圆环部31和外径侧柱部分35的内周面、与第2圆环部32和内径侧柱部分36的外周面由平缓的倾斜面构成,使得在注塑成形时,容易进行轴向拉伸(axial draw)类型模具向轴向的脱模。此外,第1圆环部31及外径侧柱部分35的内周面、和第2圆环部32及内径侧柱部分36的外周面也可以在通过滚珠3的中心O的圆锥面上、或者在母线与该圆锥面的母线平行的圆锥面上。
此外,在本实施方式中,第1圆环部31及外径侧柱部分35的外周面、和第2圆环部32及内径侧柱部分36的内周面由沿着轴向的圆筒面形成。
另外,如图5所示,由第1圆环部31及外径侧柱部分35形成的外径侧兜口径Do、和由第2圆环部32及内径侧柱部分36形成的内径侧兜口径Di的至少一个小于滚珠3的直径Da,满足0.75×Da≤Do≤0.99×Da、0.75×Da≤Di≤0.99×Da中的至少一个。
通常,该角接触球轴承1以正面或者背面组合多个来使用,但为了调整轴承的预压间隙,将暂时组装的轴承再次分解,对外圈10或者内圈20的端面进行调整抛光。此时,在滚珠3从保持架30的兜孔34脱落,即滚珠3与保持架30分离的情况下,组装需要时间。
因此,通过如上所述设计外径侧兜口径Do和内径侧兜口径Di,能够防止滚珠3从保持架30的兜孔34脱落。此外,在满足0.75×Da≤Do≤0.99×Da、0.75×Da≤Di≤0.99×Da这两者的情况下,容易使兜孔34弹性变形来***(咔嚓***,日文:パチン挿入)滚珠3,且滚珠3不会从兜孔34脱落。
另外,在从角接触球轴承1分解外圈10来对外圈10进行调整抛光的情况下,通过至少使外径侧兜口径Do为0.75×Da≤Do≤0.99×Da,从而在预压调整时,防止滚珠3从兜孔34的脱落。
并且,在从角接触球轴承1分解内圈20来对内圈20进行调整抛光的情况下,通过至少使内径侧兜口径Di为0.75×Da≤Di≤0.99×Da,从而在预压调整时,防止滚珠3从兜孔34的脱落。
如图4所示,兜孔34的内表面由球面部分34a、34b和圆柱部分34c、34d形成,其中,该球面部分34a、34b形成在第1圆环部31和从第1圆环部31连续的外径侧柱部分35的一部分、以及第2圆环部32和从第2圆环部32连续的内径侧柱部分36的一部分,该圆柱部分34c、34d形成在外径侧柱部分35的剩余部分、以及内径侧柱部分36的剩余部分。另外,球面部分34a、34b位于使中心与滚珠3的中心O一致的直径R3的单个球面上。
并且,外径侧柱部分35的球面部分34a和圆柱部分34c的边界线、及内径侧柱部分36的球面部分34b和圆柱部分34d的边界线位于通过滚珠3的中心的虚拟平面P上。由此,对于兜孔34,能够容易从轴向进行将球面部分34a、34b成形的模具的脱模。另外,通过使兜孔34的整个内表面不为球面,并设置有圆柱面,从而能够减小滚珠3与兜孔开口部的干扰部分,能够容易***滚珠3。并且,容易排出兜孔34内的油脂,排出油脂封入后的过量油脂,容易进行磨合运转。另外,在用切削加工来形成保持架30的情况下,对球面部分34a、34b进行精加工时的球头立铣刀等工具能够容易进行移动。
此外,优选的是在上述保持架30的合成树脂中添加的强化材料的比例是5~30wt%。强化材料的比例超过30wt%时,由于保持架30的柔软性下降,因此,保持架成形时模具从兜孔34强行拔出时、组装轴承时,向保持架30的兜孔34压入滚珠3时,保持架30的圆周方向缘部38(外径侧柱部分35的外周面与兜孔34的缘部,参照图5)会损坏。
另外,强化材料的比例小于5wt%时,由于热膨胀取决于基体材料即树脂材料的线膨胀系数,因此,轴承旋转中的保持架30的热膨胀相对于滚珠节圆直径的膨胀而言相对增大,滚珠3与保持架30的兜孔34互相顶住,引起烧结等不良状况。因此,通过将合成树脂成分中的强化材料的比例控制在5~30wt%的范围,从而能够防止上述不良状况。
如以上说明,根据本实施方式的角接触球轴承1,由于滚珠3的接触角α为45°≤α≤70°,因此增大接触角α,轴承的轴向负荷的承载能力增加,通过将接触角α设定得较大,从而能够赋予更大的预压负荷,刚性进一步提高。另外,由于设将外圈槽肩部12的径向高度He除以滚珠3的直径Da后的结果为Ae(=He/Da)时,0.35≤Ae≤0.50;设将内圈槽肩部22的径向高度Hi除以滚珠的直径Da后的结果为Ai(=Hi/Da)时,0.35≤Ai≤0.50,因此能够在防止轴承的轴向负荷的承载能力不足的同时,容易进行内外圈槽肩部22、12的磨削加工。
并且,第1圆环部31设置在第2圆环部32的径向外侧,支柱33具有:从第1圆环部31向第2圆环部侧沿轴向延伸的外径侧柱部分35;及从第2圆环部32向第1圆环部侧沿轴向延伸的内径侧柱部分36,支柱33是通过将外径侧柱部分35的内周面与内径侧柱部分36的外周面相连而形成的,因此,能够将第1圆环部31和第2圆环部32避免与内圈槽肩部22和外圈槽肩部12的干扰地高度不同地配置。
另外,外径侧柱部分35的外周面与外径侧柱部分35的靠近第2圆环部的轴向侧面35a的缘部P1在轴向与滚珠3的中心相比位于第2圆环部侧,内径侧柱部分36的内周面与内径侧柱部分36的靠近第1圆环部的轴向侧面36a的缘部P2在轴向与滚珠3的中心相比位于第1圆环部侧。由此,由于能够确保支柱33的轴向中间部的径向壁厚,因此,为了增加滚珠数量,能够将支柱33的轴向中间部的圆周方向壁厚变薄。所以,能够在确保保持架30的刚性的同时增加滚珠数量,能够提高轴承的轴向的承载能力。
(第二实施方式)
图7示出本发明的第2实施方式所涉及的双列角接触球轴承1a。此外,对于与第1实施方式相同或者等同的部分标注相同的附图标记,将说明省略或简化。
如图7所示,在本实施方式中,考虑向机械装置的组装性,为以背面组合进行配置的双列角接触球轴承,具有:具有一对外圈滚道面11、11的单个外圈10a;分别具有内圈滚道面21、21的一对内圈20、20;在一对外圈滚道面11、11与一对内圈滚道面21、21间配置为双列的多个滚珠3;及具有分别保持多个滚珠3的多个兜孔34的滚珠引导方式的保持架30。在外圈10a上设置有固定用的凸缘部14,在凸缘部14形成有螺栓接合用的贯通孔15。另外,在外圈10a的轴向中间部形成有油槽16和油孔17,能够进行油脂的供脂、油气、油雾的供给。
如图8所示,为了调整预压负荷,在内圈端面间设置有适当的轴向间隙δ(通常称为预压间隙),在轴上安装了轴承后,通过使用轴承螺母进行紧固(内圈端面彼此紧贴)直至预压间隙为0(零),从而附加预压。另外,对于适当的预压间隙δ,组装外圈10、内圈20、滚珠3、保持架30,进行间隙测定,之后分解,对内圈20、20进行调整抛光。此外,在增大预压的情况下,将预压间隙增大即可。
在这样分解内圈20并进行调整抛光的情况下,通过至少使内径侧兜口径Di为0.75×Da≤Di≤0.99×Da,从而防止滚珠3从兜孔34的脱落,能够缩短预压调整时组装所需的时间。
其他构成和作用与第1实施方式相同。
(第三实施方式)
图9(a)和(b)示出本发明的第3实施方式所涉及的双列角接触球轴承1b。此外,对于与第1实施方式相同或者等同的部分标注相同的附图标记,将说明省略或简化。
如图9(a)所示,在本实施方式中,为以正面组合来配置的双列角接触球轴承1b,包括:分别具有外圈滚道面11、11的一对外圈10;具有一对内圈滚道面21、21的单个内圈20a;在一对外圈滚道面11、11与一对内圈滚道面21、21间配置为双列的多个滚珠3;及具有分别保持多个滚珠3的多个兜孔34的滚珠引导方式的保持架30。
在该情况下,为了调整预压负荷,为了在外圈端面间得到适当的预压间隙,分解外圈10、10并对外圈10、10进行调整抛光。
在这样分解外圈10、10并进行调整抛光的情况下,通过至少使外径侧兜口径Do为0.75×Da≤Do≤0.99×Da,从而防止滚珠3从兜孔34的脱落,能够缩短预压调整时组装所需的时间。
其他构成和作用与第1实施方式相同。
此外,如图9(b)所示,也可以在外圈10、10的轴向两端部装载有接触型、或者非接触型的密封部件50、50。由此,能够在轴承空间内保持油脂等润滑剂,另外,能够防止来自外部的异物(切削液、切屑等)的侵入。
此外,本发明不限于上述的实施方式,能够进行适当变形、改良等。
实施例1
图10示出适用了第2实施方式的外圈一体且内圈一分为二的滚珠丝杠支承用角接触球轴承的实施例1。在该情况下,角接触球轴承的各种规格和尺寸被设定为如下。
接触角α:50°
滚珠径Da:6.35mm
Ae(=外圈槽肩部的径向高度He/滚珠径Da):0.38
Ai(=内圈槽肩部的径向高度Hi/滚珠径Da):0.38
保持架材质:聚酰胺树脂
外径侧柱部分35的轴向侧面35a的曲率半径R1:0.27×Da(1.7mm)
内径侧柱部分36的轴向侧面36a的曲率半径R2:0.27×Da(1.7mm)
外径侧兜口径φDo:0.80×Da(5.08mm)
内径侧兜口径φDi:0.80×Da(5.08mm)
实施例2
图11示出适用了第2实施方式的外圈一体且内圈一分为二的滚珠丝杠支承用角接触球轴承的实施例2。在该情况下,角接触球轴承的各种规格和尺寸设定如下。
接触角α:60°
滚珠径Da:7.144mm
Ae(=外圈槽肩部的径向高度He/滚珠径Da):0.47
Ai(=内圈槽肩部的径向高度Hi/滚珠径Da):0.47
保持架材质:向聚缩醛树脂中添加10wt%的碳纤维作为强化材料
外径侧柱部分35的轴向侧面35a的曲率半径R1:0.90×Da(6.43mm)
内径侧柱部分36的轴向侧面36a的曲率半径R2:0.90×Da(6.43mm)
外径侧兜口径φDo:0.90×Da(6.43mm)
内径侧兜口径φDi:0.90×Da(6.43mm)
这样构成的实施例1和实施例2的角接触球轴承1a能够取得与上述实施方式同样的效果。

Claims (9)

1.一种角接触球轴承,包括:
外圈,所述外圈在内周面上具有外圈滚道面;
内圈,所述内圈在外周面上具有内圈滚道面;
多个滚珠,所述多个滚珠具有接触角并自由滚动地配置在所述外圈滚道面与所述内圈滚道面之间;及
滚珠引导方式的保持架,所述保持架包括:在轴向隔开间隔设置的第1圆环部和第2圆环部;及在该第1圆环部与第2圆环部间在圆周方向隔开间隔配置的多个支柱,所述保持架具有多个兜孔,所述多个兜孔分别由在圆周方向相邻的所述支柱和所述第1圆环部及第2圆环部围出,并分别保持所述多个滚珠,
角接触球轴承的特征在于,
在所述内圈的外周面上,相对于所述内圈滚道面在轴向一侧形成有内圈锁口,相对于所述内圈滚道面在轴向另一侧形成有内圈槽肩部,
在所述外圈的内周面上,相对于所述外圈滚道面在轴向一侧形成有外圈槽肩部,相对于所述内圈滚道面在轴向另一侧形成有外圈锁口,
所述滚珠的接触角α为45°≤α≤70°,
设将所述外圈槽肩部的径向高度He除以所述滚珠的直径Da后的结果为Ae=He/Da时,0.35≤Ae≤0.50,
设将所述内圈槽肩部的径向高度Hi除以所述滚珠的直径Da后的结果为Ai=Hi/Da时,0.35≤Ai≤0.50,
所述第1圆环部设置在所述第2圆环部的径向外侧,
所述支柱具有:从所述第1圆环部向所述第2圆环部侧沿轴向延伸的外径侧柱部分;及从所述第2圆环部向所述第1圆环部侧沿轴向延伸的内径侧柱部分,所述支柱是通过将所述外径侧柱部分的内周面与所述内径侧柱部分的外周面相连而形成的,
所述外径侧柱部分的外周面与所述外径侧柱部分的靠近所述第2圆环部的轴向侧面的缘部在轴向与所述滚珠的中心相比位于所述第2圆环部侧,
所述内径侧柱部分的内周面与所述内径侧柱部分的靠近所述第1圆环部的轴向侧面的缘部在轴向与所述滚珠的中心相比位于所述第1圆环部侧,
所述外径侧柱部分的靠近所述第2圆环部的轴向侧面与该缘部相比在所述第2圆环部侧,与所述内径侧柱部分的外周面或者所述第2圆环部的外周面连续,且被形成为截面凹形,
所述内径侧柱部分的靠近所述第1圆环部的轴向侧面与该缘部相比在所述第1圆环部侧,与所述外径侧柱部分的内周面或者所述第1圆环部的内周面连续,且被形成为截面凹形。
2.如权利要求1所述的角接触球轴承,其特征在于,
所述外径侧柱部分的靠近所述第2圆环部的轴向侧面是曲率半径R1为0.1×Da≤R1≤2×Da的部分圆柱面,
所述内径侧柱部分的靠近所述第1圆环部的轴向侧面是曲率半径R2为0.1×Da≤R2≤2×Da的部分圆柱面。
3.如权利要求1或2所述的角接触球轴承,其特征在于,
所述第1圆环部的轴向端面的内径大于所述滚珠的节圆直径,且所述第2圆环部的轴向端面的外径小于所述滚珠的节圆直径。
4.如权利要求1或2所述的角接触球轴承,其特征在于,
由所述第1圆环部和所述外径侧柱部分形成的外径侧兜口径Do、和由所述第2圆环部和所述内径侧柱部分形成的内径侧兜口径Di的至少一个小于所述滚珠的直径Da,
满足0.75×Da≤Do≤0.99×Da、0.75×Da≤Di≤0.99×Da的至少一个。
5.如权利要求1或2所述的角接触球轴承,其特征在于,
所述兜孔的内表面由球面部分和圆柱部分形成,其中,所述球面部分形成在所述第1圆环部和从所述第1圆环部连续的所述外径侧柱部分的一部分、以及所述第2圆环部和从所述第2圆环部连续的所述内径侧柱部分的一部分,所述圆柱部分形成在所述外径侧柱部分的剩余部分、和所述内径侧柱部分的剩余部分,
所述外径侧柱部分的所述球面部分与所述圆柱部分的边界线、及所述内径侧柱部分的所述球面部分与所述圆柱部分的边界线位于通过所述滚珠的中心的虚拟平面上。
6.如权利要求1或2所述的角接触球轴承,其特征在于,
所述角接触球轴承是以背面组合来配置的双列角接触球轴承,包括:具有一对所述外圈滚道面的所述外圈;分别具有所述内圈滚道面的一对所述内圈;及在一对所述外圈滚道面与一对所述内圈滚道面间配置为双列的多个所述滚珠。
7.如权利要求1或2所述的角接触球轴承,其特征在于,
所述角接触球轴承是以正面组合来配置的双列角接触球轴承,包括:分别具有所述外圈滚道面的一对所述外圈;具有一对所述内圈滚道面的所述内圈;及在一对所述外圈滚道面与一对所述内圈滚道面间配置为双列的多个所述滚珠。
8.如权利要求1或2所述的角接触球轴承,其特征在于,
所述第1圆环部的轴向端面的内径大于所述滚珠的节圆直径,且所述第2圆环部的轴向端面的外径小于所述滚珠的节圆直径,
由所述第1圆环部和所述外径侧柱部分形成的外径侧兜口径Do、和由所述第2圆环部和所述内径侧柱部分形成的内径侧兜口径Di的至少一个小于所述滚珠的直径Da,
满足0.75×Da≤Do≤0.99×Da、0.75×Da≤Di≤0.99×Da的至少一个。
9.如权利要求1或2所述的角接触球轴承,其特征在于,
所述第1圆环部的轴向端面的内径大于所述滚珠的节圆直径,且所述第2圆环部的轴向端面的外径小于所述滚珠的节圆直径,
所述兜孔的内表面由球面部分和圆柱部分形成,其中,所述球面部分形成在所述第1圆环部和从所述第1圆环部连续的所述外径侧柱部分的一部分、以及所述第2圆环部和从所述第2圆环部连续的所述内径侧柱部分的一部分,所述圆柱部分形成在所述外径侧柱部分的剩余部分、和所述内径侧柱部分的剩余部分,
所述外径侧柱部分的所述球面部分与所述圆柱部分的边界线、及所述内径侧柱部分的所述球面部分与所述圆柱部分的边界线位于通过所述滚珠的中心的虚拟平面上。
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