RU2450177C1 - Bilevel eccentric self-aligning radial rolling bearing - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: bilevel eccentric rolling bearing has inner (1), intermediate (2), outer (3) ring and rolling elements (4, 5) placed between them. Ring (2) has an eccentricity (e) not exceeding half of the smallest (S₁) and the biggest (S₂) thickness of ring (2). Point (O₁) is a fixed axle of the bearing as well as an axle of rings (1, 2). Point (O₁) is a movable axle of the bearing as well as an axle of ring (3). Axle (O₂) circulates about axle (O₁) along radius (e).

EFFECT: transmission of rotary motion from the inner ring to the outer ring of the bearing if geometric axes of the inner and outer rings are misaligned and increase in efficiency of the mechanism where this bearing is used.

1 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к подшипникам, в которых тела качения расположены в два яруса и имеют три кольца - внутреннее, промежуточное и внешнее.The invention relates to mechanical engineering, namely to bearings, in which the rolling elements are arranged in two tiers and have three rings - internal, intermediate and external.

Известен радиальный подшипник, [1, стр.326, рис.16.13]. Он имеет внутреннее кольцо, фиксируемое на валу, и внешнее кольцо, которое имеет геометрическую ось, совпадающую с геометрической осью внутреннего кольца. Этот подшипник примем за аналог. Недостатком аналога является то обстоятельство, что он выполнен одноярусным и в связи с этим не может быть применен для необходимости использования двух независимых движений.Known radial bearing, [1, p. 326, Fig. 16.13]. It has an inner ring fixed to the shaft, and an outer ring that has a geometric axis that matches the geometric axis of the inner ring. We will take this bearing as an analogue. The disadvantage of the analogue is the fact that it is single-tier and therefore cannot be used for the need to use two independent movements.

Известен трехколечный, или двухъярусный, шариковый подшипник [2, стр.110, рис.18]. Промежуточное кольцо в таком подшипнике приводится во вращение от специального миниатюрного двигателя.Known three-ring, or two-tier, ball bearing [2, p. 110, Fig. 18]. The intermediate ring in such a bearing is driven by a special miniature engine.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является подшипник качения [3] по патенту на изобретение №2296252, опубликованному 27.03.2007 г. Этот подшипник выполнен двухъярусным с тремя кольцами - внутренним, промежуточным и наружным, между которыми помещены тела качения. Недостатком такого подшипника является невозможность его установки между деталями, геометрические оси которых смещены друг относительно друга.Closest to the proposed invention is a rolling bearing [3] according to patent for invention No. 2296252, published March 27, 2007. This bearing is made in two-tier with three rings - internal, intermediate and external, between which rolling bodies are placed. The disadvantage of this bearing is the inability to install it between parts whose geometric axes are offset from each other.

Задачей изобретения является обеспечение передачи вращательного движения от внутреннего кольца подшипника к внешнему кольцу при несоосности геометрических осей внутреннего и внешнего колец. Это достигается тем что, геометрические оси внешней и внутренней поверхностей промежуточного кольца смещены на величину эксцентриситета геометрических осей внутреннего и внешнего колец.The objective of the invention is the provision of transmission of rotational motion from the inner ring of the bearing to the outer ring with a misalignment of the geometric axes of the inner and outer rings. This is achieved by the fact that the geometric axes of the outer and inner surfaces of the intermediate ring are offset by the eccentricity of the geometric axes of the inner and outer rings.

Такая необходимость может возникнуть, например, при установке дополнительных сателлитов в планетарных редукторах для обеспечения их самоустанавливаемости, как это достигается по патенту [4], где между сателлитом и водилом помещается эксцентриковая втулка. Предлагаемый двухъярусный подшипник, будучи установлен между водилом и сателлитом, за счет эксцентриситета в среднем кольце обеспечит самоустановку сателлита и заменит трение скольжения на трение качения, что приведет к повышению коэффициента полезного действия механизма.Such a need may arise, for example, when installing additional satellites in planetary gearboxes to ensure their self-alignment, as is achieved according to the patent [4], where an eccentric sleeve is placed between the satellite and the carrier. The proposed two-tier bearing, being installed between the carrier and the satellite, due to the eccentricity in the middle ring will provide self-alignment of the satellite and replace sliding friction with rolling friction, which will increase the efficiency of the mechanism.

Сущность изобретения заключается в том, что предлагается двухъярусный эксцентриковый самоустанавливающийся радиальный подшипник качения, включающий в себя внутреннее, промежуточное и наружное кольца и размещенные между кольцами тела качения, при этом геометрические оси внешней и внутренней цилиндрических поверхностей промежуточного кольца подшипника выполнены эксцентричными, а величина эксцентриситета выбирается не более половины суммы наименьшей и наибольшей толщин промежуточного кольца.The essence of the invention lies in the fact that it is proposed a two-tier eccentric self-aligning radial rolling bearing, which includes an inner, intermediate and outer ring and located between the rings of the rolling body, while the geometric axis of the outer and inner cylindrical surfaces of the intermediate ring of the bearing are eccentric, and the eccentricity is selected not more than half the sum of the smallest and largest thicknesses of the intermediate ring.

Предлагаемый двухъярусный самоустанавливающийся радиальный подшипник качения показан на фигуре, где обозначены 1 - внутреннее кольцо подшипника, 2 - промежуточное кольцо подшипника, 3 - наружное кольцо подшипника, 4 - первый ярус тел качения, расположенный между наружной цилиндрической поверхностью кольца 1 и внутренней цилиндрической поверхностью промежуточного кольца 2, 5 - второй ярус тел качения, расположенный между наружной цилиндрической поверхностью промежуточного кольца 2 и внутренней цилиндрической поверхностью наружного кольца 3 подшипника. Точкой O₁ обозначен геометрический центр внутреннего кольца 1 подшипника, а точкой О₂ - геометрический центр наружного кольца 3, смещение осей достигается за счет того, что внешняя и внутренняя цилиндрические поверхности промежуточного кольца подшипника выполнены эксцентричными с эксцентриситетом е, при этом толщина стенки среднего кольца оказывается переменной по периметру и имеет наименьшую толщину S₁ и наибольшую толщину S₂. С тем чтобы промежуточное кольцо оставалось замкнутым, величина эксцентриситета е выбирается не более половины суммы наименьшей S₁ и наибольшей S₂ толщин промежуточного кольца.The proposed two-tier self-aligning radial rolling bearing is shown in the figure, where 1 - the inner ring of the bearing, 2 - the intermediate ring of the bearing, 3 - the outer ring of the bearing, 4 - the first tier of the rolling elements located between the outer cylindrical surface of the ring 1 and the inner cylindrical surface of the intermediate ring are indicated 2, 5 - the second tier of the rolling elements located between the outer cylindrical surface of the intermediate ring 2 and the inner cylindrical surface of the outer ring 3 bearings. The point O ₁ denotes the geometric center of the inner ring 1 of the bearing, and the point O ₂ denotes the geometric center of the outer ring 3, the axial displacement is achieved due to the fact that the outer and inner cylindrical surfaces of the intermediate ring of the bearing are eccentric with eccentricity e, while the wall thickness of the middle ring It turns out to be variable along the perimeter and has the smallest thickness S ₁ and the largest thickness S ₂ . In order for the intermediate ring to remain closed, the eccentricity e is selected no more than half the sum of the smallest S ₁ and the largest S _{2 of the} thicknesses of the intermediate ring.

Работает предлагаемый подшипник следующим образом. При вращении внутреннего кольца 1 совместно с деталью, на которую устанавливается это кольцо, относительно оси O₁ первый ярус тел качения 4 также вращается относительно оси O₁, а второй ярус тел качения 5, за счет эксцентричности наружной цилиндрической поверхности среднего кольца 2 относительно его внутренней цилиндрической поверхности, вращается относительно оси О₂, отстоящей от O₁ на величину е. Совместно с телами качения 5 относительно оси О₂ вращается и наружное кольцо 3. При этом геометрическая ось наружного кольца 3 может занимать любое положение между точками O₁ и О₂, т.е. может совершить круговое движение относительно оси O₁ по радиусу е, что и определяет самоустанавливаемость наружного кольца и всего подшипника в целом.The proposed bearing operates as follows. When the inner ring 1 is rotated together with the part on which this ring is mounted, relative to the axis O _{1, the} first tier of the rolling bodies 4 also rotates about the axis O ₁ , and the second tier of the rolling bodies 5, due to the eccentricity of the outer cylindrical surface of the middle ring 2 relative to its inner cylindrical surface rotates about the axis O _2, O ₁ spaced apart from an amount e. Together with the rolling elements 5 with respect to the axis O ₂ rotates and the outer ring 3. in this case, the geometric axis of the outer ring 3 can occupy Telegram position between the points O ₁ and O ₂ , i.e. can make a circular motion about the axis O ₁ along the radius e, which determines the self-alignment of the outer ring and the entire bearing as a whole.

Самоустанавливаемость наружного кольца может быть доказана по известной формуле подвижности Чебышева П.Л.The self-stability of the outer ring can be proved by the well-known mobility formula P. Chebyshev

W=3n-2p,W = 3n-2p,

где n - число подвижных звеньев, а р - число шарниров рассматриваемой цепи.where n is the number of movable links, and p is the number of hinges of the chain in question.

Относительно внутреннего кольца 1 подвижными являются два звена, а именно промежуточное кольцо 2 и наружное кольцо 3, т.е. n=2. В этой цепи два шарнира - по числу ярусов тел качения 4 и 5, т.е. р=2, тогда W=3·2-2·2=6-4=2.With respect to the inner ring 1, two links are movable, namely the intermediate ring 2 and the outer ring 3, i.e. n = 2. There are two hinges in this chain - according to the number of tiers of rolling elements 4 and 5, i.e. p = 2, then W = 3 · 2-2 · 2 = 6-4 = 2.

Это означает, что наружное кольцо имеет две степени свободы, т.е. может самоустанавливаться.This means that the outer ring has two degrees of freedom, i.e. can self-install.

Источники информацииInformation sources

1. Иванов М.Н. Детали машин: Учеб. для студентов высш. техн. учеб. заведений. - 5-е изд., перераб. - М.: Высш. шк., 1991. - 383 с.: ил.1. Ivanov M.N. Machine details: Textbook. for students of higher education. tech. textbook. institutions. - 5th ed., Revised. - M .: Higher. school., 1991 .-- 383 p.: ill.

2. Шестов С.А. Гироскоп на земле, в небесах и на море. - М.: Знание, 1989. - 192 с.2. Shestov S.A. Gyroscope on earth, in heaven and sea. - M.: Knowledge, 1989 .-- 192 p.

3. Патент РФ №2296252 С2 от 20.06.2005.3. RF patent No. 2296252 C2 of 06/20/2005.

4. Патент РФ №2397384 С1 от 10.06.2009.4. RF patent No. 2397384 C1 of 06/10/2009.

5. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин: Учеб. для втузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. - 640 с.5. Artobolevsky I.I. Theory of mechanisms and machines: Textbook. for technical colleges. - 4th ed., Revised. and add. - M .: Science. Ch. ed. Phys.-Math. lit., 1988 .-- 640 p.

Claims (1)

Двухъярусный эксцентриковый самоустанавливающийся радиальный подшипник качения, включающий внутреннее, промежуточное, наружное кольца и размещенные между кольцами тела качения, отличающийся тем, что геометрические оси внешней и внутренней цилиндрических поверхностей среднего кольца выполнены эксцентричными, а величина эксцентриситета выбирается не более половины суммы наименьшей и наибольшей толщин промежуточного кольца. A two-tier eccentric self-aligning radial rolling bearing, including an inner, intermediate, outer ring and located between the rings of the rolling body, characterized in that the geometric axes of the outer and inner cylindrical surfaces of the middle ring are eccentric, and the eccentricity is selected no more than half the sum of the smallest and largest thicknesses of the intermediate rings.