高軸向承載能力的圓柱滾子軸承的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及滾動軸承【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種用于載重汽車驅(qū)動橋主減速器主錐導(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；它通過提高擋邊強度及改變軸承內(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)的潤滑狀況，形成較好的彈性流體動力潤滑，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。
【專利說明】高軸向承載能力的圓柱滾子軸承

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及滾動軸承【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種可用于載重汽車驅(qū)動橋主減速器主錐導(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4所示。這種圓柱滾子軸承在設(shè)計理論上主要承受徑向載荷，不承受軸向載荷。但在實際使用過程中，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，嚴重影響車輛行駛安全。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的是提供一種用于載重汽車驅(qū)動橋主減速器主錐導(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)的潤滑狀況，形成較好的彈性流體動力潤滑，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]本實用新型技術(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，計算時已將其近似為直線，即等同于弦線)的滾子端面球面線理論計算曲率半徑的90% -95% ；
[0008]所述滾子端面球面線理論計算曲率半徑R的計算公式如下:
[0009]R= (DweA-H1)/sin α，
[0010]R:滾子端面球面線理論計算曲率半徑；
[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算曲率半徑R的95%。
[0015]此外，為了進一步增大擋邊強度，提高軸向承載能力，本實用新型上述技術(shù)方案還進一步改進如下: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數(shù)曲線凸度形狀；
[0017]①所述外圈滾道母線的對數(shù)曲線凸度形狀的凸度量為4?7μπι，對數(shù)曲線方程為:
[0018]y上限=-2.411η(1-0.1125Χ1(Γ3χ-16.8Χ1(Γ3χ2+2Χ1(Γ6χ3)；
[0019]y 下限=-1.381η(1-0.1125Χ1(Γ3χ-16.8Χ1(Γ3χ2+2Χ1(Γ6χ3)；
[0020]②所述內(nèi)圈滾道母線的對數(shù)曲線凸度形狀的凸度量為4?7μπι，對數(shù)曲線方程為:
[0021]y上限=-2.411η(1-0.1125Χ1(Γ3χ-16.8Χ1(Γ3χ2+2Χ1(Γ6χ3)；
[0022]y 下限=-1.381η(1-0.1125Χ1(Γ3χ-16.8Χ1(Γ3χ2+2Χ1(Γ6χ3)；
[0023]③所述圓柱滾子母線的對數(shù)曲線凸度形狀的凸度量為5?8μπι，對數(shù)曲線方程為:
[0024]y上限=-2.311η(1-0.1125Χ1(Γ3χ-17.22Χ1(Γ3χ2+2Χ1(Γ6χ3)；
[0025]yTP艮=-1.4451η (1-0.1125Χ 1(Γ3χ_17.22Χ 1(Γ3χ2+2Χ 1(Γ6χ3)。
[0026]較之現(xiàn)有技術(shù)而言，本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0027]1、本實用新型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際曲率半徑為與擋邊弧線相切的滾子端面球面線理論計算曲率半徑的90% -95%，從而改善了軸承內(nèi)、外圈擋邊和滾子端面接觸區(qū)的潤滑狀況，形成較好的彈性流體動力潤滑，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，本實用新型在滿足了汽車安裝要求的前提下，軸向承載能力提高3倍。
[0028]2、本實用新型的圓柱滾子軸承取消原有的內(nèi)圈越程槽結(jié)構(gòu)改為無越程槽結(jié)構(gòu)，從而使擋邊有效寬度增加21% (如圖3和圖9對比，擋邊有效寬度由圖3的3.3mm增加至圖9的4.0mm)，增大了擋邊強度，提高了軸向承載能力；同時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，使內(nèi)圈擋邊破裂。
[0029]3、本實用新型的圓柱滾子軸承內(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]5、實驗證明，使用本實用新型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)圈擋邊局部視圖；
[0034]圖4是現(xiàn)有技術(shù)的圓柱滾子軸承的圓柱滾子零件圖；
[0035]圖5是本實用新型的圓柱滾子軸承的剖視圖；
[0036]圖6是本實用新型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；
[0037]圖7是本實用新型的圓柱滾子軸承的外圈零件圖；
[0038]圖8是本實用新型的圓柱滾子軸承的內(nèi)圈零件圖；
[0039]圖9是本實用新型的圓柱滾子軸承的內(nèi)圈擋邊局部視圖；
[0040]圖10是本實用新型的圓柱滾子軸承的圓柱滾子零件圖；
[0041]圖11是本實用新型用于計算滾子端面球面線理論計算曲率半徑R的示意圖。
[0042]圖中標(biāo)號說明:
[0043]1-外圈、2_內(nèi)圈、3_圓柱滾子、4_平擋圈；
[0044]2-1:外圈和內(nèi)圈的擋邊弧線；
[0045]2-2:外圈和內(nèi)圈的擋邊弧線兩端點之間的弦線；
[0046]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。

【具體實施方式】
[0047]下面結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本實用新型內(nèi)容進行詳細說明:
[0048]實施例1
[0049]如圖5-圖10所示:
[0050]為本實用新型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:
[0051]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中點具有2?3 μ m的最大垂直距離(也稱凸度量)；
[0052]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算曲率半徑的90% -95% ;優(yōu)選為95%。即按照常規(guī)的設(shè)計為928mm，現(xiàn)可參考采用881mm，但本實用新型并不局限于該尺寸。
[0053]參見圖11所示，所述滾子端面球面線理論計算曲率半徑R的計算公式如下:
[0054]R= (DweZ^-H1Vsina,
[0055]R:滾子端面球面線理論計算曲率半徑；
[0056]Dwe:圓柱滾子3的有效直徑；
[0057]H1:圓柱滾子3端面與擋邊的接觸點至滾道表面徑向距離；
[0058]a:擋邊傾斜角。
[0059]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，即兩者之間無越程槽結(jié)構(gòu)。
[0060]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數(shù)曲線凸度形狀；
[0061]①所述外圈I滾道母線的對數(shù)曲線凸度形狀的凸度量為4?7μπι，對數(shù)曲線方程為:
[0062]y上限=-2.411η(1-0.1125Χ1(Γ3χ-16.8Χ1(Γ3χ2+2Χ1(Γ6χ3)；
[0063]y 下限=-1.381η(1-0.1125Χ1(Γ3χ-16.8Χ1(Γ3χ2+2Χ1(Γ6χ3)；
[0064]②所述內(nèi)圈2滾道母線的對數(shù)曲線凸度形狀的凸度量為4?7μπι，對數(shù)曲線方程為:
[0065]y上限=-2.411η(1-0.1125Χ1(Γ3χ-16.8Χ1(Γ3χ2+2Χ1(Γ6χ3)；
[0066]y 下限=-1.381η(1-0.1125Χ1(Γ3χ-16.8Χ1(Γ3χ2+2Χ1(Γ6χ3)；
[0067]③所述圓柱滾子3母線的對數(shù)曲線凸度形狀的凸度量為5?8μπι，對數(shù)曲線方程為:
[0068]y上限=-2.311η(1-0.1125Χ1(Γ3χ-17.22Χ1(Γ3χ2+2Χ1(Γ6χ3)；
[0069]yTp艮=-1.4451η (1-0.1125Χ 1(Γ3χ_17.22Χ 1(Γ3χ2+2Χ 1(Γ6χ3)。
[0070]上述【具體實施方式】只是對本實用新型的技術(shù)方案進行詳細解釋，本實用新型并不只僅僅局限于上述實施例，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實用新型基礎(chǔ)上的改進、替代，都應(yīng)在本實用新型的保護范圍之內(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算曲率半徑的90% -95% ； 所述滾子端面球面線理論計算曲率半徑R的計算公式如下: R = (DweA-H1)Mna， R:滾子端面球面線理論計算曲率半徑； 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數(shù)曲線凸度形狀； ①所述外圈(I)滾道母線的對數(shù)曲線凸度形狀的凸度量為4?7μπι，對數(shù)曲線方程為:
-2.411η(1-0.1125Χ 1(Γ3χ_16.8Χ 1(Γ3χ2+2Χ 1(Γ6χ3)；
y 下限=-1.381η (1-0.1125Χ 1(Γ3χ_16.8Χ 1(Γ3χ2+2Χ 1(Γ6χ3)； ②所述內(nèi)圈(2)滾道母線的對數(shù)曲線凸度形狀的凸度量為4?7μπι，對數(shù)曲線方程為:
-2.411η(1-0.1125Χ 1(Γ3χ_16.8Χ 1(Γ3χ2+2Χ 1(Γ6χ3)；
y 下限=-1.381η (1-0.1125Χ 1(Γ3χ_16.8Χ 1(Γ3χ2+2Χ 1(Γ6χ3)； ③所述圓柱滾子(3)母線的對數(shù)曲線凸度形狀的凸度量為5?8μπι，對數(shù)曲線方程為:
-2.311η(1-0.1125Χ 1(Γ3χ_17.22X 1(Γ3χ2+2X 1(Γ6χ3)；
y 下限=-1.4451η (1-0.1125Χ 1(Γ3χ_17.22 X 1(Γ3χ2+2 X 1(Γ6χ3)。
【文檔編號】F16C33/58GK204025327SQ201420204589
【公開日】2014年12月17日 申請日期: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 申請人:福建省永安軸承有限責(zé)任公司