CN113530979B - 一种城市轨道交通齿轮箱用圆锥滚子轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了城市轨道交通齿轮箱用圆锥滚子轴承，包括，外圈、内圈、圆锥滚子和保持架，外圈的内表面为外圈锥形滚道面；内圈的外表面设有内圈锥形滚道面，内圈锥形滚道面的两侧设有挡边；圆锥滚子置于外圈和内圈之间并与外圈锥形滚道面和内圈锥形滚道面接触；保持架置于外圈与内圈之间，保持架上设有多个周向均布用于保持圆锥滚子的保持架窗孔，保持架窗孔外的两侧的重量相等。本发明公开的轴承由于保持架窗孔外的两侧的重量相等，两侧等重量后会在轴承运转的过程当中保持架向两侧倾斜的几率变小，会使轴承的运转更加平稳。

Description

一种城市轨道交通齿轮箱用圆锥滚子轴承
技术领域
本发明涉及轴承技术领域，尤其是一种城市轨道交通齿轮箱用圆锥滚子轴承。
背景技术
目前，城市轨道交通的特点是站与站之间的间距较短，城市轨道交通车辆频繁进行加减速，齿轮箱的传动比相对较大，而且列车的运行速度较快，大于80km/h，因此轴承需要有可靠的寿命和耐冲击力。城市轨道交通车辆齿轮箱输出端轴承采用的是圆锥滚子轴承，在圆锥滚子轴承的失效案例中滚道的疲劳和保持架断裂是占有很大的比例，如何提高圆锥滚子轴承保持架寿命是亟待解决的问题。
发明内容
本发明提出了一种城市轨道交通齿轮箱用圆锥滚子轴承，解决了现有圆锥滚子轴承保持架容易断裂的问题。
本发明采用的技术手段如下：
一种城市轨道交通齿轮箱用圆锥滚子轴承，包括，
外圈，所述外圈的内表面为外圈锥形滚道面；
内圈，所述内圈的外表面设有内圈锥形滚道面，所述内圈锥形滚道面的两侧设有沿径向方向向外凸起的挡边；
圆锥滚子，所述圆锥滚子置于所述外圈和所述内圈之间并与所述外圈锥形滚道面和所述内圈锥形滚道面接触；
保持架，所述保持架置于所述外圈与所述内圈之间，所述保持架上设有多个周向均布用于保持圆锥滚子的保持架窗孔，所述保持架窗孔外的两侧的重量相等。
进一步地，所述保持架的保持架内径dc、保持架窗孔大头筋宽lc1和保持架小端底边至窗孔距离lc2具有如下关系：
W07大头＝24.492(Dc+S-lc1tagθ)·S·lc1×10-6(kg) (1)
Figure BDA0003200883010000021
W07大头＝W07小头 (3)
其中，S—保持架板厚，lc—保持架窗孔长度，dc1—保持架小端内径，dc—保持架内径，Dc—保持架外径，Z—滚动体数量，Δc—保持架窗孔大端宽度，Δc1—保持架窗孔小端宽度，Lc1为保持架大头筋宽，Lc2为保持架小头筋宽，W07大头为保持架窗孔外大端重量，W07小头为保持架窗孔外小端重量。
进一步地，所述圆锥滚子的外径面具有凸度。
进一步地，所述外圈锥形滚道面具有凸度，所述外圈锥形滚道面的凸度值为所述圆锥滚子的外径面凸度值的25％～35％。
进一步地，所述内圈锥形滚道面具有凸度，所述内圈锥形滚道面的凸度值为所述圆锥滚子的外径面凸度值的15％～25％。
进一步地，所述内圈的大端挡边接触面具有凸度，所述内圈的大端挡边接触面的凸度曲率半径为圆锥滚子基面半径的1.2倍。
进一步地，所述保持架为小挡边引导，所述保持架小端底边与所述内圈的小端外径面的间隙为0.7～1.0mm。
与现有技术比较，本发明公开的城市轨道交通齿轮箱用圆锥滚子轴承具有以下有益效果：由于保持架窗孔外的两侧的重量相等，两侧等重量后会在轴承运转的过程当中保持架向两侧倾斜的几率变小，会使轴承的运转更加平稳。
附图说明
图1为本发明实施例中的一种轨道交通圆锥滚子轴承结构示意图；
图2为本发明实施例中的外圈示意图；
图3是本发明实施例中的内圈示意图；
图4是本发明实施例中的滚子示意图；
图5是本发明实施例中的内圈引导保持架示意图；
图6是本发明实施例中的保持架示意图。
图中：1、外圈；2、内圈；3、圆锥滚子；4、保持架；101、外圈锥形滚道面；201、内圈小挡边外径面；202、内圈锥形滚道面；203、内圈大挡边接触面；301、滚子外径面；401、保持架内径引导面；402、保持架小端部；403、保持架大端部；404、保持架窗孔。
具体实施方式
如图1至图6所示为本发明公开的城市轨道交通齿轮箱用圆锥滚子轴承，包括，
外圈1，外圈1的外表面为圆柱面，外圈1的内表面为外圈锥形滚道面101；
内圈2，内圈2的内表面为圆柱面，所述内圈2的外表面设有内圈锥形滚道面202，所述内圈锥形滚道面202的两侧设有沿径向方向向外凸起的挡边，挡边用于对置于内圈锥形滚道中的圆锥滚子进行约束；
圆锥滚子3，所述圆锥滚子3置于所述外圈1和所述内圈2之间并与所述外圈锥形滚道面101和所述内圈锥形滚道面202接触并实现滚动；
保持架4，所述保持架4置于所述外圈1与所述内圈2之间，所述保持架4上设有多个周向均布用于保持圆锥滚子的保持架窗孔404，所述保持架窗孔404外的两侧的重量相等。
在本实施例中，所述保持架的保持架内径dc、保持架窗孔大头筋宽lc1和保持架小端底边至窗孔距离lc2具有如下关系：
W07大头＝24.492(Dc+S-lc1tagθ)·S·lc1×10-6(kg) (1)
Figure BDA0003200883010000031
W07大头＝W07小头 (3)
其中，S—保持架板厚，lc—保持架窗孔长度，dc1—保持架小端内径，dc—保持架内径，Dc—保持架外径，Z—滚动体数量，Δc—保持架窗孔大端宽度，Δc1—保持架窗孔小端宽度，Lc1为保持架大头筋宽，Lc2为保持架小头筋宽，W07大头为保持架窗孔外大端重量，W07小头为保持架窗孔外小端重量。
本发明的圆锥滚子轴承相对于由轴承设计手册中由以下公式确定的轴承
Figure BDA0003200883010000032
其中：保持架内径dc＝dc1-3.5S,保持架窗孔大头筋宽lc1＝KcS(Kc为系数)，保持架小端底边至窗孔距离lc2＝0.7S。
本发明公开的轴承保持架窗孔外的两侧的重量相等，由于保持架窗孔外的两侧的重量相等，两侧等重量后会在轴承运转的过程当中保持架向两侧倾斜的几率变小，解决了在保持架左右重量不相等的时候，由于是锥形滚子，保持架会产生倾斜，会在轴承的运转过程当中产生振动，影响轴承的使用问题，本发明的公开的轴承的运转更加平稳。
进一步地，所述圆锥滚子的外径面具有凸度，外径面的凸度会降低滚子的应力集中。
进一步地，所述外圈锥形滚道面具有凸度，所述外圈锥形滚道面的凸度值为所述圆锥滚子的外径面凸度值的25％～35％，所述内圈锥形滚道面具有凸度，所述内圈锥形滚道面的凸度值为所述圆锥滚子的外径面凸度值的15％～25％。外圈锥形滚道面、内圈锥形滚道面以及滚子外径面具有凸度会降低滚道面的应力集中，并且在圆锥滚子的外径面凸度值的25％～35％时与内圈的凸度为滚子的15％～25％时可以承受轴的倾斜。
进一步地，所述内圈的大端挡边接触面具有凸度，所述内圈的大端挡边接触面的凸度曲率半径为圆锥滚子基面半径的1.2倍，大挡边具有凸度会改善滚子基面与挡边的接触状态，避免应力集中。
进一步地，所述保持架为小挡边引导，所述保持架小端底边与所述内圈的小端外径面的间隙为0.7～1.0mm，小挡边对保持架的引导会使冲压保持架运转过程当中更加稳定，更耐轴承的冲击和振动。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种城市轨道交通齿轮箱用圆锥滚子轴承，其特征在于：包括，
外圈，所述外圈的内表面为外圈锥形滚道面；
内圈，所述内圈的外表面设有内圈锥形滚道面，所述内圈锥形滚道面的两侧设有沿径向方向向外凸起的挡边；
圆锥滚子，所述圆锥滚子置于所述外圈和所述内圈之间并与所述外圈锥形滚道面和所述内圈锥形滚道面接触；
保持架，所述保持架置于所述外圈与所述内圈之间，所述保持架上设有多个周向均布用于保持圆锥滚子的保持架窗孔，所述保持架窗孔外的两侧的重量相等。
2.根据权利要求1所述的城市轨道交通齿轮箱用圆锥滚子轴承，其特征在于：所述保持架的保持架内径dc、保持架窗孔大头筋宽lc1和保持架小端底边至窗孔距离lc2具有如下关系：
W07大头＝24.492(Dc+S-lc1tagθ)·S·lc1×10-6(kg) (1)
Figure FDA0003200883000000011
W07大头＝W07小头 (3)
其中，S—保持架板厚，lc—保持架窗孔长度，dc1—保持架小端内径，dc—保持架内径，Dc—保持架外径，Z—滚动体数量，Δc—保持架窗孔大端宽度，Δc1—保持架窗孔小端宽度，Lc1为保持架大头筋宽，Lc2为保持架小头筋宽，W07大头为保持架窗孔外大端重量，W07小头为保持架窗孔外小端重量。
3.根据权利要求2所述的城市轨道交通齿轮箱用圆锥滚子轴承，其特征在于：所述圆锥滚子的外径面具有凸度。
4.根据权利要求3所述的城市轨道交通齿轮箱用圆锥滚子轴承，其特征在于：所述外圈锥形滚道面具有凸度，所述外圈锥形滚道面的凸度值为所述圆锥滚子的外径面凸度值的25％～35％。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的城市轨道交通齿轮箱用圆锥滚子轴承，其特征在于：所述内圈锥形滚道面具有凸度，所述内圈锥形滚道面的凸度值为所述圆锥滚子的外径面凸度值的15％～25％。
6.根据权利要求5所述的城市轨道交通齿轮箱用圆锥滚子轴承，其特征在于：所述内圈的大端挡边接触面具有凸度，所述内圈的大端挡边接触面的凸度曲率半径为圆锥滚子基面半径的1.2倍。
7.根据权利要求6所述的城市轨道交通齿轮箱用圆锥滚子轴承，其特征在于：所述保持架为小挡边引导，所述保持架小端底边与所述内圈的小端外径面的间隙为0.7～1.0mm。
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