RU73045U1 - ECCENTRIC ROLLING BEARING - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к подшипникам качения и может быть использовано в механизмах, преобразующих вращательное движение в колебательное с меньшей частотой.The utility model relates to mechanical engineering, namely to rolling bearings and can be used in mechanisms that convert rotational motion to vibrational with a lower frequency.

Предлагаемый подшипник содержит наружное кольцо, дополнительное кольцо и четыре ролика, два четных из которых взаимодействуют с наружным кольцом, а два нечетных - с дополнительным кольцом, причем каждый ролик четной группы взаимодействует также с двумя роликами нечетной группы, а для закрепления на валу используется один из нечетных роликов. При этом в предлагаемой конструкции наружное кольцо и ролики, помимо цилиндрических беговых дорожек, содержат зубчатые венцы, диаметры начальных окружностей которых равны или близки начальным диаметрам цилиндрических беговых дорожек соответствующего звена.The proposed bearing contains an outer ring, an additional ring and four rollers, two even of which interact with the outer ring, and two odd ones with an additional ring, each roller of an even group also interacts with two rollers of an odd group, and one of the odd clips. Moreover, in the proposed design, the outer ring and rollers, in addition to cylindrical treadmills, contain gear rims, the diameters of the initial circles of which are equal to or close to the initial diameters of the cylindrical treadmills of the corresponding link.

Эксцентриковый подшипник содержит одно дополнительное кольцо, расположенное по центру подшипника, внутри наружного кольца, причем наружный диаметр дополнительного кольца меньше диаметра вершин зубчатого венца наружного кольца. Дополнительное кольцо, опирающиеся на разделительные ролики служит для того, чтобы ни при каком направлении приложения сил ведущий вал не сместился относительно наружного кольца в радиальном направлении.The eccentric bearing contains one additional ring located in the center of the bearing, inside the outer ring, the outer diameter of the additional ring being less than the diameter of the tops of the ring gear of the outer ring. An additional ring supported by dividing rollers serves to prevent the drive shaft from shifting radially from the outer ring in any direction of application of forces.

Предлагаемая конструкция имеет увеличенный эксцентриситет, что расширяет ее кинематические возможности по сравнению с известными фрикционными и зубчатыми эксцентриковыми подшипниками качения.The proposed design has an increased eccentricity, which expands its kinematic capabilities in comparison with the known friction and gear eccentric rolling bearings.

Основной эффект от применения подшипника заключается в том, что в приводе не нужен редуктор.The main effect of the use of the bearing is that the gearbox is not needed in the drive.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к подшипникам качения и может быть использовано в механизмах, преобразующих вращательное движение в колебательное.The utility model relates to mechanical engineering, namely to rolling bearings and can be used in mechanisms that convert rotational motion to vibrational.

Известны эксцентриковые подшипники качения с гладкими рабочими поверхностями (например, А.с. 314048 СССР). Такой подшипник содержит наружное и внутреннее кольца, тела качения разного диаметра и сепаратор. Он работает следующим образом. При движении внутреннего кольца, вращающегося с угловой скоростью ω₁, тела качения, увлекаемые силами трения, катятся по наружному кольцу. При этом водило - сепаратор вращается относительно наружного кольца с угловой скоростью ω_h. Передаточное число U механизма: U=ω₁/ω_h=1+d₂/d₁, где d₁ и d₂ - рабочие диаметры внутреннего кольца 1 и наружного кольца 2. Особенностью эксцентрикового подшипника является то, что в кинематических парах, образуемых телами качения и сепаратором, действуют значительные усилия. В результате, тела качения смещаются в окружном направлении, и в подшипнике возникает люфт. Кроме того, существует ограничение по величине эксцентриситета, обусловленное значением коэффициента трения между телами качения и кольцами. Недостатком данного вида подшипников является также непостоянное передаточное число механизма, свойственное всем фрикционным передачам.Eccentric rolling bearings with smooth working surfaces are known (for example, A.S. 314048 USSR). Such a bearing contains an outer and inner ring, rolling elements of different diameters and a cage. It works as follows. During the motion of the inner ring rotating with an angular velocity ω ₁ , the rolling bodies carried away by the forces of friction roll along the outer ring. In this case, the carrier - separator rotates relative to the outer ring with an angular velocity ω _h . Gear ratio U of the mechanism: U = ω ₁ / ω _h = 1 + d ₂ / d ₁ , where d ₁ and d ₂ are the working diameters of the inner ring 1 and outer ring 2. A peculiarity of the eccentric bearing is that in the kinematic pairs formed significant rolling forces act as rolling elements and a separator. As a result, the rolling bodies are displaced in the circumferential direction, and play occurs in the bearing. In addition, there is a limitation in the amount of eccentricity due to the value of the coefficient of friction between the rolling bodies and the rings. The disadvantage of this type of bearings is also the variable gear ratio of the mechanism, characteristic of all friction gears.

Известен эксцентриковый подшипник с зубчатыми телами качения (Полезная модель 63476 РФ), содержащий наружное кольцо, снабженное зубчатым венцом с внутренними зубьями и гладкой беговой дорожкой, шестерню, снабженную цилиндрической беговой дорожкой, посаженную на вал, тела качения разного диаметра, выполненные в виде зубчатых колес с внешними зубьями и гладкими беговыми дорожками. Диаметры цилиндрических беговых дорожек и диаметры начальных поверхностей A known eccentric bearing with gear rolling bodies (Utility Model 63476 RF), comprising an outer ring provided with a gear rim with internal teeth and a smooth treadmill, a gear equipped with a cylindrical treadmill, mounted on a shaft, rolling elements of different diameters made in the form of gears with external teeth and smooth treadmills. Diameters of cylindrical treadmills and diameters of initial surfaces

зубчатых венцов равны или близки между собой. Такой подшипник сохраняет все функции подшипника с гладкими телами качения, но имеет постоянное передаточное число и несколько увеличенный эксцентриситет. Недостаток данного подшипника состоит в том, что его эксцентриситет остается ограниченным. Этот недостаток обусловлен особенностью его конструкции: внутреннее кольцо со всех сторон должно быть охвачено телами качения.ring gears are equal or close to each other. Such a bearing retains all the functions of a bearing with smooth rolling elements, but has a constant gear ratio and slightly increased eccentricity. The disadvantage of this bearing is that its eccentricity remains limited. This drawback is due to the peculiarity of its design: the inner ring from all sides should be covered by rolling elements.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по конструкции является эксцентриковый подшипник (Крохмаль Н.Н. Элементы структурного синтеза, критерии функционирования и расчет основных параметров фрикционных передач с замкнутой системой тел качения. - Дис.... канд. техн. наук. - Курган: КМИ, 1989 г. - с.85, рис.2.10 и с.166, рис.5.7; Волков Г.Ю., Крохмаль Н.Н. Закономерности строения фрикционных механизмов, представляющих собой замкнутую систему тел качения - Известия Вузов. Машиностроение, 1992 г. - №10-12, с.52-57, рис.16.), содержащий наружное кольцо, дополнительное кольцо и четыре ролика, два четных из которых взаимодействуют с наружным кольцом, а два нечетных с дополнительным кольцом, каждый ролик четной группы взаимодействует также с двумя роликами нечетной группы, причем один из роликов четной группы предназначен для закрепления на валу.Closest to the proposed device in design is the eccentric bearing (Krokhmal N.N. Elements of structural synthesis, functioning criteria and calculation of the main parameters of friction gears with a closed system of rolling elements. - Dis .... Candidate of technical sciences. - Kurgan: KMI , 1989 - p.85, fig.2.10 and p.166, fig.5.7; Volkov G.Yu., Krokhmal NN Regularities of the structure of friction mechanisms, which are a closed system of rolling bodies - Izvestiya Vuzov. Engineering, 1992 g. - No. 10-12, p. 52-57, Fig. 16.), containing the outer ring, additional a ring and four rollers, two even of which interact with the outer ring, and two odd with an additional ring, each roller of an even group also interacts with two rollers of an odd group, and one of the rollers of the even group is designed to be mounted on the shaft.

Главным недостатком данного механизма является малый эксцентриситет, ограничиваемый величиной коэффициента трения. Кроме того, такой подшипник характеризуется непостоянством передаточного числа, связанным с упругим скольжением.The main disadvantage of this mechanism is the small eccentricity, limited by the value of the coefficient of friction. In addition, such a bearing is characterized by variability of the gear ratio associated with elastic sliding.

Сам по себе этот механизм несет все недостатки, свойственные фрикционным передачам, но его усовершенствование позволяет получить конструкцию, превосходящую по своим кинематическим возможностям эксцентриковый подшипник (Полезная модель 63476 РФ) с зубчатыми телами качения.By itself, this mechanism carries all the disadvantages inherent in friction gears, but its improvement allows you to get a design that is superior in its kinematic capabilities to an eccentric bearing (Utility Model 63476 RF) with gear rolling bodies.

Предлагается в эксцентриковом подшипнике качения, содержащем наружное кольцо, дополнительное кольцо и четыре ролика, два четных из которых взаимодействуют с наружным кольцом, а два нечетных с дополнительным кольцом, причем каждый ролик четной группы взаимодействует также с двумя роликами нечетной группы, для закрепления на валу использовать один из нечетных роликов. При этом в предлагаемой конструкции наружное кольцо и ролики, помимо цилиндрических беговых дорожек, содержат зубчатые венцы, диаметры начальных окружностей которых равны или близки начальным диаметрам цилиндрических беговых дорожек соответствующего звена.It is proposed in an eccentric rolling bearing containing an outer ring, an additional ring and four rollers, two even of which interact with the outer ring, and two odd ones with an additional ring, and each roller of an even group also interacts with two rollers of an odd group, to be used on the shaft one of the odd clips. Moreover, in the proposed design, the outer ring and rollers, in addition to cylindrical treadmills, contain gear rims, the diameters of the initial circles of which are equal to or close to the initial diameters of the cylindrical treadmills of the corresponding link.

Такая конструкция подшипника обеспечивает максимальный эксцентриситет наружного кольца относительно вала, возможный по условию расположения ведущей шестерни внутри зубчатого венца. При этом гарантируется постоянство передаточного числа механизма, обеспечиваемое зубчатыми зацеплениями.This bearing design provides maximum eccentricity of the outer ring relative to the shaft, possible by the condition of the location of the pinion gear inside the ring gear. At the same time, the gear ratio of the mechanism is ensured by gears.

В одном конструктивном варианте все ролики четной и нечетной группы имеют зубчатые венцы.In one constructive embodiment, all the rollers of the even and odd groups have gear rims.

В другом конструктивном варианте ролик, закрепленный на валу, и ролики четной группы имеют зубчатые венцы, а четвертый ролик выполнен гладким.In another constructive embodiment, the roller mounted on the shaft, and the rollers of the even group have gear rims, and the fourth roller is made smooth.

Для улучшения компоновочных характеристик предлагаемый подшипник содержит одно дополнительное кольцо, расположенное по центру подшипника, внутри наружного кольца, причем наружный диаметр дополнительного кольца меньше диаметра вершин зубчатого венца наружного кольца.To improve the layout characteristics of the proposed bearing contains one additional ring located in the center of the bearing, inside the outer ring, and the outer diameter of the additional ring is less than the diameter of the vertices of the ring gear of the outer ring.

На фиг.1 показан эксцентриковый подшипник, у которого все ролики имеют зубчатые венцы в разрезе по Б-Б и В-В; на фиг.2 - его разрез по А-А; на фиг.3 - разрез по Г-Г подшипника, у которого все ролики снабжены зубчатыми венцами; на фиг.4 - разрез по Г-Г подшипника, у которого один из нечетных роликов выполнен гладким.Figure 1 shows the eccentric bearing, in which all the rollers have gear rims in section along BB and BB; figure 2 is a section along aa; figure 3 is a section along the G-D of the bearing, in which all the rollers are equipped with gear rims; figure 4 is a section along the G-D of the bearing, in which one of the odd rollers is made smooth.

Подшипник, изображенный на фиг.1, 2, 3, содержит наружное кольцо 1, дополнительное кольцо 2 и четыре ролика, два четных 4, 6 которые взаимодействуют с наружным кольцом 1, а два нечетных 3 и 5 взаимодействуют с дополнительным кольцом 2. При этом каждый ролик четной группы взаимодействует также с двумя роликами нечетной группы. Один из нечетных роликов, а именно ролик 3, предназначен для закрепления на валу (в частности, выполнен заодно с валом). Наружное кольцо 1 и все ролики, помимо цилиндрических беговых дорожек, содержат зубчатые венцы, диаметры начальных окружностей которых равны или близки начальным диаметрам цилиндрических беговых дорожек соответствующего звена. Ролики 4, 6 четной группы содержат зубчатые колеса 7 и кольца 8, которые крепятся на осях 9 с помощью гаек 10. Предлагаемый подшипник содержит одно дополнительное кольцо 2, расположенное по центру подшипника, внутри наружного кольца 1, причем наружный диаметр дополнительного кольца меньше диаметра вершин зубчатого венца наружного кольца 1. Диаметр цилиндрических беговых дорожек нечетных роликов 3 и 5, взаимодействующих с цилиндрическими беговыми дорожками четных роликов 4, 6 больше диаметра цилиндрических беговых дрожек, на которые опирается дополнительное кольцо 2. Наружное кольцо 1 подшипника жестко связано с кронштейном 11, образуя совместно с ним шатун, который шарнирно связан с ползуном 12, взаимодействующим со стойкой 13.The bearing shown in figures 1, 2, 3, contains an outer ring 1, an additional ring 2 and four rollers, two even 4, 6 which interact with the outer ring 1, and two odd 3 and 5 interact with the additional ring 2. In this case each movie of an even group also interacts with two videos of an odd group. One of the odd rollers, namely the roller 3, is designed to be mounted on the shaft (in particular, made integral with the shaft). The outer ring 1 and all the rollers, in addition to cylindrical treadmills, contain gear rims, the diameters of the initial circles of which are equal to or close to the initial diameters of the cylindrical treadmills of the corresponding link. Rollers 4, 6 of an even group contain gears 7 and rings 8, which are mounted on the axles 9 with nuts 10. The proposed bearing contains one additional ring 2 located in the center of the bearing, inside the outer ring 1, and the outer diameter of the additional ring is less than the diameter of the vertices the ring gear of the outer ring 1. The diameter of the cylindrical treadmills of the odd rollers 3 and 5, interacting with the cylindrical treadmills of the even rollers 4, 6 is larger than the diameter of the cylindrical treadmill, which relies on additionally ring 2. The outer ring 1 of the bearing is rigidly connected to bracket 11, forming together with it the connecting rod, which is pivotally connected to the slide 12 cooperating with a rack 13.

Эксцентриковый подшипник работает следующим образом. При движении вала 1, вращающегося с угловой скоростью ω₁, тела качения 3, 5 катятся по наружному кольцу 1. Система тел качения совершает совместное переносное вращение также, как если бы они были связаны единым водилом. Передаточное число механизма U=ω₁/ω_h=1+(z₂/z₁), где z₁ и z₂ - соответственно числа зубьев вала и наружного кольца. Для механизма, изображенного на фиг.1, 2, 3 U=3,8. Ползун 12 совершает возвратно-поступательное движение с частотой ν=ω₁/2π·U. Дополнительные кольца 2, The eccentric bearing operates as follows. When the shaft 1 rotates with an angular speed of ω ₁ , the rolling elements 3, 5 roll along the outer ring 1. The system of rolling bodies performs joint, portable rotation as if they were connected by a single carrier. The gear ratio of the mechanism is U = ω ₁ / ω _h = 1 + (z ₂ / z ₁ ), where z ₁ and z ₂ are the number of teeth of the shaft and the outer ring, respectively. For the mechanism depicted in figures 1, 2, 3, U = 3.8. The slider 12 performs a reciprocating motion with a frequency ν = ω ₁ / 2π · U. Additional rings 2,

опирающиеся на ролики нечетной группы 3, 5 служат для того, чтобы ни при каком направлении приложения сил ролик 3, предназначенный для закрепления на валу, не сместился относительно наружного кольца 1 в радиальном направлении.relying on rollers of an odd group 3, 5 serve to ensure that in no direction of application of force the roller 3, intended for fixing on the shaft, does not move relative to the outer ring 1 in the radial direction.

Подшипник, показанный на фиг.4 отличается от предыдущего тем, что ролик 3, закрепленный на валу, и ролики 4, 6 четной группы имеют зубчатые венцы, а ролик 5 выполнен гладким. При этом ролик 5 своими цилиндрическими беговыми дорожками взаимодействует с цилиндрическими беговыми дорожками роликов 4, 6 и с дополнительным кольцом 2. Данный подшипник работает аналогично предыдущему.The bearing shown in FIG. 4 differs from the previous one in that the roller 3 mounted on the shaft and the even group rollers 4, 6 have gear rims, and the roller 5 is smooth. In this case, the roller 5 interacts with its cylindrical treadmills with the cylindrical treadmills of the rollers 4, 6 and with an additional ring 2. This bearing works similarly to the previous one.

Предложенный эксцентриковый подшипник выполняет функции опоры качения, редуктора и эксцентрика одновременно, что существенно упрощает конструкцию и технологию изготовления привода. При этом предлагаемая конструкция имеет увеличенный эксцентриситет, что расширяет ее кинематические возможности по сравнению с известными фрикционными и зубчатыми эксцентриковыми подшипниками качения.The proposed eccentric bearing acts as a rolling support, gearbox and eccentric at the same time, which greatly simplifies the design and manufacturing technology of the drive. Moreover, the proposed design has an increased eccentricity, which expands its kinematic capabilities in comparison with the known friction and gear eccentric rolling bearings.

Данный подшипник может применяться в приводах насосов, в различных механизмах сельскохозяйственной техники, а также в любых других механизмах для получения возвратно-поступательного движения. Основной эффект от его применения заключается в том, что в приводе не нужен редуктор.This bearing can be used in pump drives, in various mechanisms of agricultural machinery, as well as in any other mechanisms for receiving reciprocating motion. The main effect of its use is that the gearbox is not needed in the drive.

Claims (2)

1. Эксцентриковый подшипник качения, содержащий наружное кольцо, дополнительное кольцо и четыре ролика, два четных из которых взаимодействуют с наружным кольцом, а два нечетных - с дополнительным кольцом, каждый ролик четной группы взаимодействует также с двумя роликами нечетной группы, причем один из роликов предназначен для закрепления на валу, отличающийся тем, что для закрепления на валу предназначен один из нечетных роликов, а наружное кольцо и ролики, помимо цилиндрических беговых дорожек, содержат зубчатые венцы, диаметры начальных окружностей которых равны или близки начальным диаметрам цилиндрических беговых дорожек соответствующего звена.1. An eccentric rolling bearing containing an outer ring, an additional ring and four rollers, two even of which interact with the outer ring, and two odd ones with an additional ring, each roller of an even group also interacts with two rollers of an odd group, and one of the rollers is designed for fixing on the shaft, characterized in that one of the odd rollers is intended for fixing on the shaft, and the outer ring and rollers, in addition to cylindrical treadmills, contain gear rims, the initial diameters circles which are equal to or close to the initial diameter cylindrical treadmills corresponding link. 2. Эксцентриковый подшипник качения по п.1, отличающийся тем, что содержит одно дополнительное кольцо, расположенное по центру подшипника, внутри наружного кольца, причем наружный диаметр дополнительного кольца меньше диаметра вершин зубчатого венца наружного кольца.

2. The eccentric rolling bearing according to claim 1, characterized in that it contains one additional ring located in the center of the bearing, inside the outer ring, and the outer diameter of the additional ring is less than the diameter of the tops of the ring gear of the outer ring.