CN205173268U - 一种径向补偿式轴承十字包总成结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种径向补偿式轴承十字包总成结构，属于十字包技术领域。本实用新型包括十字轴轴头、轴承套、圆柱滚子，所述的轴承套采用锥形孔设计，该轴承套靠近十字轴轴头的一端孔径大于靠近十字轴根部的一端孔径；且所述轴承套中部设置有圆柱形凸起，对应地，所述的十字轴轴头设置有圆柱形凹槽，十字轴轴头和轴承套之间设置有外圈圆柱滚子，十字轴轴头内部凹槽和轴承套凸起配合处设置有内圈圆柱滚子。本实用新型通过改变十字包内部受力状态，改善轴头部位接触应力过大的现象，减轻压溃和疲劳破坏，从而提高了十字包寿命。

Description

一种径向补偿式轴承十字包总成结构

技术领域

本实用新型涉及机械传动装置上万向联轴器的十字包总成结构，更具体地说，涉及一种径向补偿式轴承十字包总成结构，本实用新型可以用在SWC型、SWZ型、SWP型等万向联轴器上。

背景技术

在国家标准的十字万向联轴器中，SWC型属于整体叉头式，SWZ型属于整体轴承座式，SWP型属于剖分式轴承座式等等。以上不同类型的万向联轴器，其十字包总成结构有很多种，但共同点都是：轴向轴承孔为圆柱形，十字轴轴头为圆柱形；两者之间通过圆柱滚子(或滚针)相配合。如图1即为一种典型的十字包总成结构，该结构的优点在于加工简单，但在生产实践中发现，此类十字包总成结构的轴承套、滚柱、十字轴在使用过程中极易损坏，从而使十字包总成的整体寿命大大缩短。

经检索，中国专利申请号200810123807.9，申请日为2008年6月5日，发明创造名称为：轴向高强度螺栓式限位十字包总成结构，该申请案由十字轴组件、轴承组件、端盖组件组成，其特点是在四个轴头上分别有一个轴承端盖，它通过高强度螺栓和叉头相连，轴承端盖与轴承外圈分离可单独拆卸，高强度螺栓外侧有限位卡环对其进行定位和防松，同时还设置了一个轴向调整组件、一个轴承弹性定位组件、一个端面轴承内圈和一个挡片。该申请案通过降低十字轴的长度，从而方便了十字轴的装配，轴承内圈作为一个重量较轻的易损件，成为十字轴受力和冲击最大的部位，既保护了十字轴又降低了十字轴的备件成本。但该申请案并没有从根本上解决十字轴断裂、轴承套压溃、圆柱滚子碎裂等导致十字包总成损坏失效的问题，仍需探索更理想的解决方案。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型鉴于现阶段所用十字包的损坏失效主要有十字轴断裂、轴承套压溃、滚动体碎裂、十字轴的轴头表面压溃等原因。而在设计时，设计人员主要对十字轴的弯曲强度特别关注，防止十字轴断裂；对轴承套和滚动体破坏关注度不够，导致在使用过程中，因滚动体和轴承套损坏使十字包寿命大大缩短。本实用新型通过改变十字包内部受力状态，改善轴头部位接触应力过大的现象，减轻压溃和疲劳破坏，从而提高了十字包寿命。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种径向补偿式轴承十字包总成结构，包括十字轴轴头、轴承套、圆柱滚子，所述的轴承套采用锥形孔设计，该轴承套靠近十字轴轴头的一端孔径大于靠近十字轴根部的一端孔径；且所述轴承套中部设置有圆柱形凸起，对应地，所述的十字轴轴头设置有圆柱形凹槽，十字轴轴头和轴承套之间设置有外圈圆柱滚子，十字轴轴头内部凹槽和轴承套凸起配合处设置有内圈圆柱滚子。

作为本实用新型更进一步的改进，外圈圆柱滚子与十字轴轴头之间夹角α的角度范围为1′～9′。

作为本实用新型更进一步的改进，在轴承套和十字轴轴头之间设置有十字轴端面垫，该十字轴端面垫的材料采用尼龙、铜或铝合金。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的内圈圆柱滚子沿十字轴轴头的轴向设置有1～3排。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种径向补偿式轴承十字包总成结构，其十字包的轴承套采用锥形孔设计，即轴承套靠近十字轴轴头部分为轴承套锥孔大端，靠近十字轴根部的部分为轴承套锥孔小端，如此十字轴在受力传递扭矩时，可以根据十字轴旋转时其圆柱面上线位移不同采取补偿措施，使十字轴从轴头到轴颈各部分在传递力矩过程中尽可能均匀受力，避免十字轴圆柱面局部受力过大，造成局部压溃或疲劳破坏，从而提高了十字包寿命；

(2)本实用新型的一种径向补偿式轴承十字包总成结构，其通过在轴承套中部设置圆柱形凸起，在十字轴轴头内设置圆柱形凹槽，并在圆柱形凸起和圆柱形凹槽之间增设一层内圈圆柱滚子来增大十字轴轴头和轴承套受力面积，从而达到均匀受力的目的；此外，十字轴轴头开设圆柱形凹槽后，刚性减小，旋转受力过程中可以通过十字轴轴头的微量变形达到进一步均匀受力的目的，进一步减弱线位移增大量，避免十字轴局部受力过大，造成的局部压溃或疲劳破坏，进一步提高了十字包寿命；

(3)本实用新型的一种径向补偿式轴承十字包总成结构，对现有十字包结构的改进简单、合理，组装难度及改造成本低，实用性强，便于推广应用。

附图说明

图1为传统十字包总成的结构示意图；

图2为本实用新型中径向补偿式轴承十字包总成的结构图；

图3为图2中圆形区域的放大图。

示意图中的标号说明：

1、十字轴轴头；2、轴承套；21、卡环；3、圆柱滚子；31、外圈圆柱滚子；4、十字轴端面垫；5、内圈圆柱滚子。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

实施例1

参看图2，本实施例的一种径向补偿式轴承十字包总成结构，包括十字轴轴头1、轴承套2、外圈圆柱滚子31、十字轴端面垫4和内圈圆柱滚子5。所述的轴承套2采用锥形孔设计，即该轴承套2靠近十字轴轴头1的一端为轴承套锥孔大端，靠近十字轴根部的一端为锥孔小端。且所述轴承套2中部设置有圆柱形凸起，对应地，所述的十字轴轴头1设置有圆柱形凹槽，十字轴轴头1和轴承套2之间设置有外圈圆柱滚子31，十字轴轴头1内部凹槽和轴承套2凸起配合处设置有内圈圆柱滚子5。在轴承套2和十字轴轴头1之间设置有十字轴端面垫4，该十字轴端面垫4通过弹性定位调整和改善外圈圆柱滚子31和内圈圆柱滚子5的受力，保持外圈圆柱滚子31和内圈圆柱滚子5不会甩落。十字轴端面垫4可选择采用尼龙、铜或铝合金材质，本实施例选用尼龙材质十字轴端面垫4。

发明人指出：十字轴断裂、轴承套压溃、圆柱滚子碎裂、十字轴的轴头表面压溃，是在生产实践中经常出现的，这些情况都严重影响着十字包总成的整体寿命。而现阶段设计人员仍主要对十字轴的弯曲强度特别关注，主要目的在于防止十字轴断裂；对轴承套和圆柱滚子破坏的关注度却很不够。

发明人通过长期的潜心研究发现，传统典型的十字包总成结构如图1所示，其直接使用轴承套2实现十字轴的密封和定位，通过卡环21固定轴承套2，且轴承套2内部开设的轴向轴承孔为圆柱形孔，十字轴轴头1也为圆柱形。由于十字万向联轴器工作过程中，十字轴叉头反向旋转，轴承套2、圆柱滚子3和十字轴轴头1之间会产生转动挤压，又由于十字轴的重心支点较远，十字轴的角位移虽然不变，但线位移大，转动过程中往往是十字轴的轴头部分先受挤压。也正是由于十字轴靠近轴头部位受力远大于十字轴靠近轴颈部位的受力，导致轴头部位变形大，长期工作状态下，轴承套2、圆柱滚子3和十字轴靠近轴头部位就会产生压溃或疲劳破坏，影响整个十字包的使用。

本实施例将轴承套2采用锥形孔设计，采用空间补偿的方式，使十字轴在受力传递扭矩时，可以根据十字轴旋转时其圆柱面上线位移不同采取补偿措施，使十字轴从轴头到轴颈各部分在传递力矩过程中尽可能均匀受力，避免十字轴圆柱面局部受力过大，造成局部压溃或疲劳破坏，从而提高十字包寿命。轴承套2的锥度大小可以根据十字轴材料的弹性模量、热处理硬度等因素确定，从尽可能均匀十字轴从轴头到轴颈各部分在传递力矩过程中受力的角度出发，轴承套2的倾斜角，即如图3所示的外圈圆柱滚子31与十字轴轴头1之间夹角α的角度范围在1′～9′较佳，本实施例设置外圈圆柱滚子31与十字轴轴头1之间夹角α为6′。

此外，本实施例通过在轴承套2中部设置圆柱形凸起，在十字轴轴头1内设置圆柱形凹槽，并在圆柱形凸起和圆柱形凹槽之间增设一层内圈圆柱滚子5来增大十字轴轴头1和轴承套2受力面积，从而达到均匀受力的目的。内圈圆柱滚子5的设置主要从获得较好的均匀受力效果以及十字包总成型号大小的角度考虑，本实施例的设计主要适用小型十字包总成，因此，本实施例中内圈圆柱滚子5沿十字轴轴头1的轴向设置1排。另一发面，十字轴轴头1开设圆柱形凹槽后，刚性减小，旋转受力过程中可以通过十字轴轴头1的微量变形达到进一步均匀受力的目的，进一步减弱线位移增大量，避免十字轴局部受力过大，造成的局部压溃或疲劳破坏，进一步提高了十字包寿命。

实施例2

本实施例的一种径向补偿式轴承十字包总成结构，基本同实施例1，其不同之处在于：本实施例中十字轴端面垫4采用铜材质，内圈圆柱滚子5沿十字轴轴头1的轴向设置有2排，外圈圆柱滚子31与十字轴轴头1之间夹角为α，α取1′。

实施例3

本实施例的一种径向补偿式轴承十字包总成结构，基本同实施例1，其不同之处在于：本实施例中十字轴端面垫4采用铝合金材质，内圈圆柱滚子5沿十字轴轴头1的轴向设置有3排，外圈圆柱滚子31与十字轴轴头1之间夹角α为9′。

实施例1～3所述的一种径向补偿式轴承十字包总成结构，改进简单、合理，组装难度及改造成本低，实用性强，便于推广应用。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种径向补偿式轴承十字包总成结构，包括十字轴轴头(1)、轴承套(2)、圆柱滚子，其特征在于：所述的轴承套(2)采用锥形孔设计，该轴承套(2)靠近十字轴轴头(1)的一端孔径大于靠近十字轴根部的一端孔径；且所述轴承套(2)中部设置有圆柱形凸起，对应地，所述的十字轴轴头(1)设置有圆柱形凹槽，十字轴轴头(1)和轴承套(2)之间设置有外圈圆柱滚子(31)，十字轴轴头(1)内部凹槽和轴承套(2)凸起配合处设置有内圈圆柱滚子(5)。

2.根据权利要求1所述的一种径向补偿式轴承十字包总成结构，其特征在于：外圈圆柱滚子(31)与十字轴轴头(1)之间夹角α的角度范围为1′～9′。

3.根据权利要求1或2所述的一种径向补偿式轴承十字包总成结构，其特征在于：在轴承套(2)和十字轴轴头(1)之间设置有十字轴端面垫(4)，该十字轴端面垫(4)的材料采用尼龙、铜或铝合金。

4.根据权利要求3所述的一种径向补偿式轴承十字包总成结构，其特征在于：所述的内圈圆柱滚子(5)沿十字轴轴头(1)的轴向设置有1～3排。