本發(fā)明涉及一種圓柱滾子軸承，特別是涉及一種深穴蜂窩小孔系空心圓柱滾子軸承。

背景技術(shù)：

作為一種重要的基礎(chǔ)部件，圓柱滾子軸承的工作性能直接影響機(jī)械設(shè)備的性能。隨著機(jī)械設(shè)備日益朝著高精度、高速、重載等方向發(fā)展，對(duì)圓柱滾子軸承的承載能力、動(dòng)態(tài)性能和疲勞壽命的要求也日益提高。然而傳統(tǒng)實(shí)心圓柱滾子軸承存在承載精度不高、振動(dòng)噪聲大、高速重載工況下易出現(xiàn)疲勞等問(wèn)題。雖然目前出現(xiàn)了不同結(jié)構(gòu)的空心圓柱滾子軸承和深穴空心圓柱滾子軸承，可對(duì)傳統(tǒng)實(shí)心圓柱滾子軸承存在的技術(shù)問(wèn)題予以適當(dāng)程度的消除，但是這些結(jié)構(gòu)形式均采用單一貫穿型孔洞的結(jié)構(gòu)方式，仍然難以解決高速重載工況下內(nèi)孔壁彎曲應(yīng)力大，易發(fā)生彎曲疲勞斷裂失效等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種深穴蜂窩小孔系空心圓柱滾子軸承，該軸承的貫穿型空洞呈蜂窩孔狀布局，融合了空心結(jié)構(gòu)和深穴空心結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，增加了散熱和貯存潤(rùn)滑油的空間；并利用蜂窩結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高特性，分散和降低穿孔內(nèi)壁彎曲應(yīng)力，提高疲勞壽命。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

一種深穴蜂窩小孔系空心圓柱滾子軸承，包括通過(guò)深穴孔和中孔形成深穴空心結(jié)構(gòu)的圓柱滾子，中孔外周分布有位于深穴孔范圍內(nèi)，且與中孔等徑的多個(gè)連通孔，圓柱滾子通過(guò)中孔和多個(gè)連通孔形成蜂窩狀結(jié)構(gòu)。

采用前述技術(shù)方案的本發(fā)明，滾子中部通過(guò)中孔和與中孔等徑的連通孔形成蜂窩狀結(jié)構(gòu)。其不僅融合了空心結(jié)構(gòu)和深穴空心結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，增加了散熱和貯存潤(rùn)滑油的空間；并利用蜂窩結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高特性，分散和降低穿孔內(nèi)壁彎曲應(yīng)力，提高疲勞壽命。

優(yōu)選的，所述深穴孔為直孔、錐孔和圓弧孔中的一種。以提供多種選擇形式，以根據(jù)滾子的直徑、長(zhǎng)度，適應(yīng)軸承載荷范圍、疲勞壽命要求等具體選擇。

優(yōu)選的，所述穴孔、中孔和連通孔三者均通過(guò)吸振材料填充。在軸承滾子的孔系中填充吸振材料，改善了孔洞內(nèi)部的受力情況和應(yīng)力分布，提高了滾子的承載能力，在提高軸承疲勞壽命的同時(shí)，還具有一定的緩沖吸振能力，有利于改善軸承的振動(dòng)噪聲水平。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述穴孔、中孔和連通孔三者中填充的吸振材料呈整體結(jié)構(gòu)。通過(guò)將填充體形成一體，改善滾子剛性，進(jìn)一步提高滾子的承載能力和疲勞壽命。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述穴孔的孔壁上形成有用于防止吸振材料滑轉(zhuǎn)的鍵槽。以通過(guò)防滑轉(zhuǎn)鍵槽提高填充體與滾子本體之間相對(duì)滑轉(zhuǎn)，改善二者之間的剛度，進(jìn)一步提高滾子的承載能力和疲勞壽命。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述吸振材料包括聚四氟乙烯、尼龍和硅橡膠中的一種或多種。以充分利用現(xiàn)有材料領(lǐng)域中具有一定強(qiáng)度、剛度和吸振性能的材料，便于直接采購(gòu)，節(jié)省研制、開發(fā)成本更。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述圓柱滾子兩端通過(guò)對(duì)稱設(shè)置的圓弧段收尾，圓弧段與圓柱段通過(guò)過(guò)渡段光滑連接；所述過(guò)渡段被定義為：在以圓柱滾子中心軸線為X軸的X-Y平面內(nèi)，位于X值增大方向的圓柱段外端圓弧段的圓心坐標(biāo)為X＝l₁，Y＝0，圓弧段與圓柱段的輪廓線通過(guò)構(gòu)成過(guò)渡段的曲線f(x)過(guò)渡連接，該曲線f(x)的方程表達(dá)式為：

其中，H、L通過(guò)以下方程聯(lián)立求解獲得：

式中：x為曲線f(x)的橫坐標(biāo)，且與圓柱滾子中心軸線重合；d為圓柱滾子直徑；l₁為收尾圓弧圓心的橫坐標(biāo)；l₂為f(x)曲線起點(diǎn)與終點(diǎn)橫坐標(biāo)差的絕對(duì)值；h為曲線f(x)起點(diǎn)與終點(diǎn)縱坐標(biāo)差的絕對(duì)值；H為曲線f(x)的峰峰值，L為曲線f(x)周期。以克服圓弧段和直線段曲率變化不連續(xù)的問(wèn)題，消除直線段和圓弧段因曲率突變而存在的應(yīng)力集中現(xiàn)象。

本發(fā)明的有益效果是，通過(guò)將滾子中孔和連通孔設(shè)置為等徑的蜂窩狀分布，以及在兩端深穴、中孔和連通孔內(nèi)填充吸振的四氟乙烯、尼龍和硅橡膠中的一種或多種；改善了滾子剛性，提高了滾子的承載能力和疲勞壽命；同時(shí)，通過(guò)函數(shù)方式確定的滾子兩端與圓弧段的過(guò)渡曲線，克服圓弧段和直線段曲率變化不連續(xù)的問(wèn)題，消除直線段和圓弧段因曲率突變而存在的應(yīng)力集中現(xiàn)象；從另一個(gè)方面提高了滾子的承載能力和疲勞壽命。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明中實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意軸測(cè)圖。

圖2是本發(fā)明中實(shí)施例1不含填充體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明圖2的左視圖。

圖4是本發(fā)明中實(shí)施例1包含填充體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明中外輪廓線的平面示意圖。

圖6是本發(fā)明中實(shí)施例2不含填充體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本發(fā)明中實(shí)施例3不含填充體的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。

實(shí)施例1，參見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5，一種深穴蜂窩小孔系空心圓柱滾子軸承，包括通過(guò)深穴孔1和中孔2形成深穴空心結(jié)構(gòu)的圓柱滾子，中孔2外周分布有位于深穴孔1范圍內(nèi)，且與中孔2等徑的多個(gè)連通孔3，圓柱滾子通過(guò)中孔2和多個(gè)連通孔3形成蜂窩狀結(jié)構(gòu)。其中，深穴孔1為直孔；穴孔1的孔壁上形成有用于防止吸振材料滑轉(zhuǎn)的鍵槽4；穴孔1、中孔2和連通孔3三者均通過(guò)吸振材料填充，且三者中填充的吸振材料呈整體結(jié)構(gòu)；吸振材料包括聚四氟乙烯、尼龍和硅橡膠中的一種或多種。

其中，圓柱滾子兩端通過(guò)對(duì)稱設(shè)置的圓弧段收尾，圓弧段與圓柱段通過(guò)過(guò)渡段光滑連接；過(guò)渡段被定義為：在以圓柱滾子中心軸線為X軸的X-Y平面內(nèi)，位于X值增大方向的圓柱段外端圓弧段的圓心坐標(biāo)為X＝l₁，Y＝0，圓弧段與圓柱段的輪廓線通過(guò)構(gòu)成過(guò)渡段的曲線f(x)過(guò)渡連接，該曲線f(x)的方程表達(dá)式為：

其中，H、L通過(guò)以下方程聯(lián)立求解獲得：

式中：x為曲線f(x)的橫坐標(biāo)，并與圓柱滾子中心軸線重合；d為圓柱滾子直徑；l₁為收尾圓弧圓心的橫坐標(biāo)；l₂為f(x)曲線起點(diǎn)與終點(diǎn)橫坐標(biāo)差的絕對(duì)值；h為曲線f(x)起點(diǎn)與終點(diǎn)縱坐標(biāo)差的絕對(duì)值；H為曲線f(x)的峰峰值，L為曲線f(x)周期。

實(shí)施例2，參見圖5，其中，深穴孔1為錐孔，該錐孔的錐面構(gòu)成深穴孔1的孔壁，且錐孔的大端朝外。

本實(shí)施例的其余結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，在此不再贅述。

實(shí)施例3，參見圖6，其中，深穴孔1為圓弧孔，該圓弧孔的圓弧面構(gòu)成深穴孔1的孔壁。

本實(shí)施例的其余結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，在此不再贅述。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。