高軸向承載能力的圓柱滾子軸承的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及滾動(dòng)軸承【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種用于載重汽車驅(qū)動(dòng)橋主減速器主錐導(dǎo)向支承的高軸向承載能力的圓柱滾子軸承。一種高軸向承載能力的圓柱滾子軸承，它包括外圈、內(nèi)圈、夾設(shè)于外圈與內(nèi)圈之間的滿裝圓柱滾子以及設(shè)于內(nèi)圈和圓柱滾子一側(cè)的平擋圈；它通過(guò)提高擋邊強(qiáng)度及改變軸承內(nèi)、外圈與滾子端面接觸部位的擋邊形狀和滾子接觸端面形狀，改善軸承內(nèi)、外圈擋邊和滾子端面接觸區(qū)的潤(rùn)滑狀況，形成較好的彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑，從而能夠大大提高軸向承載能力，有效防止內(nèi)圈擋邊破裂，降低產(chǎn)品使用的故障率。
【專利說(shuō)明】高軸向承載能力的圓柱滾子軸承
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及滾動(dòng)軸承【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種可用于載重汽車驅(qū)動(dòng)橋主減速器主錐導(dǎo)向支承的高軸向承載能力的圓柱滾子軸承。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，中、重載汽車驅(qū)動(dòng)橋主減速器主錐導(dǎo)向支承軸承一般都采用圓柱滾子軸承，參見圖1-圖5所示。這種圓柱滾子軸承在設(shè)計(jì)理論上主要承受徑向載荷，不承受軸向載荷。但在實(shí)際使用過(guò)程中，受到相關(guān)零部件的加工、裝配精度難于保證和汽車超載、路況差等因素的影響，圓柱滾子軸承往往要承受較大的軸向載荷，導(dǎo)致軸承內(nèi)圈擋邊破裂，軸承損壞，并致使相關(guān)零部件損壞，嚴(yán)重影響車輛行駛安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種用于載重汽車驅(qū)動(dòng)橋主減速器主錐導(dǎo)向支承的高軸向承載能力的圓柱滾子軸承，它通過(guò)改變軸承內(nèi)、外圈與滾子端面接觸部位的擋邊形狀和滾子接觸端面形狀，改善軸承內(nèi)、外圈擋邊和滾子端面接觸區(qū)的潤(rùn)滑狀況，形成較好的彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑，從而能夠大大提高軸向承載能力，有效防止內(nèi)圈擋邊破裂，降低產(chǎn)品使用的故障率。
[0004]本發(fā)明技術(shù)方案如下所述:
[0005]—種高軸向承載能力的圓柱滾子軸承,它包括外圈、內(nèi)圈、夾設(shè)于外圈與內(nèi)圈之間的滿裝圓柱滾子以及設(shè)于內(nèi)圈和圓柱滾子一側(cè)的平擋圈，其特征在于:
[0006]在所述圓柱滾子軸承沿軸線剖切的橫截面上，外圈和內(nèi)圈的擋邊均呈微凸的擋邊弧線，位于該擋邊弧線兩端點(diǎn)之間的弦線與所述圓柱滾子軸承沿垂直軸線剖切的縱截面之間具有0° 15’?0° 30’的擋邊傾斜角α，且該擋邊弧線與該弦線中點(diǎn)具有2?3 μ m的最大垂直距離(也稱凸度量)；
[0007]在所述圓柱滾子軸承沿軸線剖切的橫截面上，所述圓柱滾子端面與外圈和內(nèi)圈的擋邊接觸的接觸部位呈球面線，且該圓柱滾子端面的球面線的實(shí)際曲率半徑為與擋邊弧線相切(由于擋邊弧線的凸度量非常微小，計(jì)算時(shí)已將其近似為直線，即等同于弦線)的滾子端面球面線理論計(jì)算曲率半徑的90% -95% ；
[0008]所述滾子端面球面線理論計(jì)算曲率半徑R的計(jì)算公式如下:
[0009]R= (DweA-H1)/sin α，
[0010]R:滾子端面球面線理論計(jì)算曲率半徑；
[0011]Dire:圓柱滾子的有效直徑；
[0012]H1:圓柱滾子端面與擋邊的接觸點(diǎn)至滾道表面徑向距離；
[0013]α:擋邊傾斜角。
[0014]所述圓柱滾子端面的球面線的實(shí)際曲率半徑優(yōu)選為與擋邊弧線相切的滾子端面球面線理論計(jì)算曲率半徑R的95%。[0015]此外，為了進(jìn)一步增大擋邊強(qiáng)度，提高軸向承載能力，本發(fā)明上述技術(shù)方案還進(jìn)一步改進(jìn)如下:所述內(nèi)圈的擋邊弧線與內(nèi)圈的滾道母線之間取消越程槽，改為直接銜接(即內(nèi)圈的擋邊弧線與內(nèi)圈的滾道母線之間無(wú)越程槽)。
[0016]所述內(nèi)圈滾道母線、外圈滾道母線和圓柱滾子母線呈相互匹配的對(duì)數(shù)曲線凸度形狀；
[0017]①所述外圈滾道母線的對(duì)數(shù)曲線凸度形狀的凸度量為4~7μπι，對(duì)數(shù)曲線方程為:
[0018]y上限=-2.411η(1-0.1125Χ10-3χ-16.8Χ10-3χ2+2Χ10-6χ3)；
[0019]y 下限=-1.381η(1-0.1125Χ10-3χ-16.8Χ10-3χ2+2Χ10-6χ3)；
[0020]②所述內(nèi)圈滾道母線的對(duì)數(shù)曲線凸度形狀的凸度量為4~7μπι，對(duì)數(shù)曲線方程為:
[0021]y上限=-2.411η(1-0.1125Χ10-3χ-16.8Χ10-3χ2+2Χ10-6χ3)；
[0022]y 下限=-1.381η(1-0.1125Χ10-3χ-16.8Χ10-3χ2+2Χ10-6χ3)；
[0023]③所述圓柱 滾子母線的對(duì)數(shù)曲線凸度形狀的凸度量為5~8μπι，對(duì)數(shù)曲線方程為:
[0024]y上限=-2.311η(1-0.1125Χ10-3χ-17.22Χ10-3χ2+2Χ10-6χ3)；
[0025]yTP艮=-1.4451η (1-0.1125Χ 10-3χ_17.22Χ 10-3χ2+2Χ 10-6χ3)。
[0026]較之現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0027]1、本發(fā)明的圓柱滾子軸承在其外形尺寸不改變現(xiàn)有技術(shù)軸承的情況下，將圓柱滾子軸承內(nèi)、外圈擋邊由原來(lái)的直擋邊改為帶有一定傾斜角度的微凸弧形擋邊，并將與之接觸的滾子端面改為球面，在所述圓柱滾子軸承沿軸線剖切的橫截面上，所述圓柱滾子端面與外圈和內(nèi)圈的擋邊接觸的接觸部位呈球面線，且該圓柱滾子端面的球面線的實(shí)際曲率半徑為與擋邊弧線相切的滾子端面球面線理論計(jì)算曲率半徑的90% -95%，從而改善了軸承內(nèi)、外圈擋邊和滾子端面接觸區(qū)的潤(rùn)滑狀況，形成較好的彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑，能夠提高軸向承載能力，有效防止內(nèi)圈擋邊破裂。與現(xiàn)有技術(shù)軸承相比，本發(fā)明在滿足了汽車安裝要求的iu提下，軸向承載能力提聞3倍。
[0028]2、本發(fā)明的圓柱滾子軸承取消原有的內(nèi)圈越程槽結(jié)構(gòu)改為無(wú)越程槽結(jié)構(gòu)，從而使擋邊有效寬度增加21% (如圖4和圖10對(duì)比，擋邊有效寬度由圖4的3.3mm增加至圖10的4.0mm)，增大了擋邊強(qiáng)度，提高了軸向承載能力；同時(shí)能夠消除越程槽處存在的較大應(yīng)力，防止軸承受外力沖擊、碰撞時(shí)，使內(nèi)圈擋邊破裂。
[0029]3、本發(fā)明的圓柱滾子軸承內(nèi)圈滾道母線、外圈滾道母線及滾子母線由原有的直線改為呈相互匹配的對(duì)數(shù)曲線凸度形狀，從而可消除“邊緣應(yīng)力”，提高軸承疲勞壽命。
[0030]4、實(shí)驗(yàn)證明，使用本發(fā)明的圓柱滾子軸承降低了故障率92.6%，能夠有效地滿足用戶的使用要求。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的圓柱滾子軸承的剖視圖；
[0032]圖2是現(xiàn)有技術(shù)的圓柱滾子軸承的外圈零件圖；
[0033]圖3是現(xiàn)有技術(shù)的圓柱滾子軸承的內(nèi)圈零件圖；[0034]圖4是現(xiàn)有技術(shù)的圓柱滾子軸承的內(nèi)圈擋邊局部視圖；
[0035]圖5是現(xiàn)有技術(shù)的圓柱滾子軸承的圓柱滾子零件圖；
[0036]圖6是本發(fā)明的圓柱滾子軸承的剖視圖；
[0037]圖7是本發(fā)明的圓柱滾子軸承的內(nèi)圈擋邊與圓柱滾子端面接觸示意圖；
[0038]圖8是本發(fā)明的圓柱滾子軸承的外圈零件圖；
[0039]圖9是本發(fā)明的圓柱滾子軸承的內(nèi)圈零件圖；
[0040]圖10是本發(fā)明的圓柱滾子軸承的內(nèi)圈擋邊局部視圖；
[0041 ] 圖11是本發(fā)明的圓柱滾子軸承的圓柱滾子零件圖；
[0042]圖12是本發(fā)明用于計(jì)算滾子端面球面線理論計(jì)算曲率半徑R的示意圖。
[0043]圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
[0044]1-外圈、2_內(nèi)圈、3_圓柱滾子、4_平擋圈；
[0045]2-1:外圈和內(nèi)圈的擋邊弧線；
[0046]2-2:外圈和內(nèi)圈的擋邊弧線兩端點(diǎn)之間的弦線；
[0047]3-1:圓柱滾子端面與外圈和內(nèi)圈的擋邊接觸的接觸部位球面線。
【具體實(shí)施方式】
[0048]下面結(jié)合說(shuō)明書附圖和具體實(shí)施例對(duì)本
【發(fā)明內(nèi)容】
進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0049]實(shí)施例1
[0050]如圖6-圖11所示:
[0051]為本發(fā)明提供的一種高軸向承載能力的圓柱滾子軸承，它包括外圈1、內(nèi)圈2、夾設(shè)于外圈I與內(nèi)圈2之間的滿裝圓柱滾子3以及設(shè)于內(nèi)圈2和圓柱滾子3 —側(cè)的平擋圈4,其特征在于:
[0052]在所述圓柱滾子軸承沿軸線剖切的橫截面上，外圈I和內(nèi)圈2的擋邊均呈微凸的擋邊弧線2-1，位于該擋邊弧線2-1兩端點(diǎn)之間的弦線2-2與所述圓柱滾子軸承沿垂直軸線剖切的縱截面之間具有0° 15’?0° 30’的擋邊傾斜角α，且該擋邊弧線2-1與該弦線2-2中點(diǎn)具有2?3 μ m的最大垂直距離(也稱凸度量)；
[0053]在所述圓柱滾子軸承沿軸線剖切的橫截面上，所述圓柱滾子3端面與外圈I和內(nèi)圈2的擋邊接觸的接觸部位呈球面線，且該圓柱滾子3端面的球面線的實(shí)際曲率半徑為與擋邊弧線2-1相切的滾子端面球面線理論計(jì)算曲率半徑的90% -95% ;優(yōu)選為95%。即按照常規(guī)的設(shè)計(jì)為928mm，現(xiàn)可參考采用881mm，但本發(fā)明并不局限于該尺寸。
[0054]參見圖12所示，所述滾子端面球面線理論計(jì)算曲率半徑R的計(jì)算公式如下:
[0055]R= (DweA-H1)/sin α，
[0056]R:滾子端面球面線理論計(jì)算曲率半徑；
[0057]Dwe:圓柱滾子3的有效直徑；
[0058]H1:圓柱滾子3端面與擋邊的接觸點(diǎn)至滾道表面徑向距離；
[0059]α:擋邊傾斜角。
[0060]所述內(nèi)圈2的擋邊弧線2-1與內(nèi)圈2的滾道母線直接銜接，即兩者之間無(wú)越程槽結(jié)構(gòu)。
[0061]所述內(nèi)圈2滾道母線、外圈I滾道母線和圓柱滾子3母線呈相互匹配的對(duì)數(shù)曲線凸度形狀；
[0062]①所述外圈I滾道母線的對(duì)數(shù)曲線凸度形狀的凸度量為4~7μπι，對(duì)數(shù)曲線方程為:
[0063]y上限=-2.411η(1-0.1125Χ10-3χ-16.8Χ10-3χ2+2Χ10-6χ3)；
[0064]y 下限=-1.381η(1-0.1125Χ10-3χ-16.8Χ10-3χ2+2Χ10-6χ3)；
[0065]②所述內(nèi)圈2滾道母線的對(duì)數(shù)曲線凸度形狀的凸度量為4~7μπι，對(duì)數(shù)曲線方程為:
[0066]y上限=-2.411η(1-0.1125Χ10-3χ-16.8Χ10-3χ2+2Χ10-6χ3)；
[0067]y 下限=-1.381η(1-0.1125Χ10-3χ-16.8Χ10-3χ2+2Χ10-6χ3)；
[0068]③所述圓柱滾子3母線的對(duì)數(shù)曲線凸度形狀的凸度量為5~8μπι，對(duì)數(shù)曲線方程為:
[0069]y上限=-2.311η(1-0.1125Χ10-3χ-17.22Χ10-3χ2+2Χ10-6χ3)；
[0070]yTp艮=-1.4451η (1-0.1125Χ 10-3χ_17.22Χ 10-3χ2+2Χ 10-6χ3)。
[0071]上述【具體實(shí)施方式】只是對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)解釋，本發(fā)明并不只僅僅局限于上述實(shí)施例，本領(lǐng) 域技術(shù)人員應(yīng)該明白，凡是依據(jù)上述原理及精神在本發(fā)明基礎(chǔ)上的改進(jìn)、替代，都應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高軸向承載能力的圓柱滾子軸承，它包括外圈(I)、內(nèi)圈(2)、夾設(shè)于外圈(I)與內(nèi)圈(2)之間的滿裝圓柱滾子(3)以及設(shè)于內(nèi)圈(2)和圓柱滾子(3) —側(cè)的平擋圈⑷，其特征在于: 在所述圓柱滾子軸承沿軸線剖切的橫截面上，外圈(I)和內(nèi)圈(2)的擋邊均呈微凸的擋邊弧線(2-1)，位于該擋邊弧線(2-1)兩端點(diǎn)之間的弦線(2-2)與所述圓柱滾子軸承沿垂直軸線剖切的縱截面之間具有0° 15’~0° 30’的擋邊傾斜角α，且該擋邊弧線(2-1)與該弦線(2-2)中點(diǎn)具有2~3 μ m的最大垂直距離； 在所述圓柱滾子軸承沿軸線剖切的橫截面上，所述圓柱滾子(3)端面與外圈(I)和內(nèi)圈(2)的擋邊接觸的接觸部位呈球面線，且該圓柱滾子(3)端面的球面線的實(shí)際曲率半徑為與擋邊弧線(2-1)相切的滾子端面球面線理論計(jì)算曲率半徑的90% -95% ； 所述滾子端面球面線理論計(jì)算曲率半徑R的計(jì)算公式如下: R = (DweA-H1)Mna， R:滾子端面球面線理論計(jì)算曲率半徑； Dwe:圓柱滾子(3)的有效直徑； H1:圓柱滾子(3)端面與擋邊的接觸點(diǎn)至滾道表面徑向距離； a:擋邊傾斜角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高軸向承載能力的圓柱滾子軸承，其特征在于:所述圓柱滾子(3)端面的球面線的實(shí) 際曲率半徑為與擋邊弧線(2-1)相切的滾子端面球面線理論計(jì)算曲率半徑R的95%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高軸向承載能力的圓柱滾子軸承，其特征在于:所述內(nèi)圈(2)的擋邊弧線(2-1)與內(nèi)圈(2)的滾道母線直接銜接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高軸向承載能力的圓柱滾子軸承，其特征在于: 所述內(nèi)圈(2)滾道母線、外圈(I)滾道母線和圓柱滾子(3)母線呈相互匹配的對(duì)數(shù)曲線凸度形狀； ①所述外圈(I)滾道母線的對(duì)數(shù)曲線凸度形狀的凸度量為4~7μπι，對(duì)數(shù)曲線方程為:
-2.411η(1-0.1125Χ 10-3χ_16.8Χ 10-3χ2+2Χ 10-6χ3)；
y 下限=-1.381η (1-0.1125Χ 10-3χ_16.8Χ 10-3χ2+2Χ 10-6χ3)； ②所述內(nèi)圈(2)滾道母線的對(duì)數(shù)曲線凸度形狀的凸度量為4~7μπι，對(duì)數(shù)曲線方程為:
-2.411η(1-0.1125Χ 10-3χ_16.8Χ 10-3χ2+2Χ 10-6χ3)；
y 下限=-1.381η (1-0.1125Χ 10-3χ_16.8Χ 10-3χ2+2Χ 10-6χ3)； ③所述圓柱滾子(3)母線的對(duì)數(shù)曲線凸度形狀的凸度量為5~8μπι，對(duì)數(shù)曲線方程為:
-2.311η(1-0.1125Χ 10-3χ_17.22X 10-3χ2+2X 10-6χ3)；
y 下限=-1.4451η (1-0.1125Χ 10-3χ_17.22 X 10-3χ2+2 X 10-6χ3)。
【文檔編號(hào)】F16C19/34GK103967930SQ201410168840
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月24日
【發(fā)明者】陳其南 申請(qǐng)人:福建省永安軸承有限責(zé)任公司