專利名稱：運動轉(zhuǎn)換軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種滾珠軸承，更具體地說涉及滾珠在軸承內(nèi)外鋼圈滾道上滾動時能使往復直線運動轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運動或者旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成往復直線運動的軸承。
滾珠曲線式運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)取代曲柄連桿式運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)的研究在全世界許多國家積極進行著、并把研究后的專利公告于世-美國于1975年公告了運動轉(zhuǎn)換裝置(專利號U.S3841165)、荷蘭于1983年公告了通過曲線槽和滾珠的運動轉(zhuǎn)換裝置(專利號WO83/00366)，日本于1985年公告了采用導向槽的旋轉(zhuǎn)-往復運動變換裝置(專利號昭60-37452)，我國于1986年公告了名叫同心輪的運動轉(zhuǎn)換裝置(專利號85203619)。本人研究了美國、荷蘭、日本和我國公開的運動轉(zhuǎn)換裝置，并進行了一些可行性試驗后發(fā)現(xiàn)他們共同提出的滾珠、導承或者正弦子在圓柱面上的運動曲線-正弦或類正弦曲線是不正確的。通過質(zhì)點在圓柱面上運動情況分析知道質(zhì)點在圓柱面上周期性運動的軌跡如果不與圓柱中心線垂直時應(yīng)是橢圓，只有橢圓才是唯一正確的運動軌跡。并進一步研究后得到一條很重要的質(zhì)點在圓柱面上運動的定理“當一個運動質(zhì)點沿著一個圓柱面上的橢圓軌跡(或與圓柱中心線相交不等于90°的斜截面即橢圓面上的橢圓軌跡)運動時，而與其隨動的另一個質(zhì)點沿著與這個圓柱通過傳動比為整數(shù)倍的齒輪副連結(jié)的另一個圓柱面上運動時會出現(xiàn)與其對應(yīng)的重復周期的封閉的半橢圓連線(傳動比是1時為1個整橢圓)”。根據(jù)此定理設(shè)計了圓柱面曲線槽加工機床，從此滾珠曲線式運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)取代曲柄連桿式運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)的關(guān)鍵另件-活塞、它的圓柱面上的橢圓或半橢圓封閉連線滾道的加工得到完滿解決。圓柱面曲線槽加工機床已于1987年9月21日申請了專利。專利申請?zhí)?7106526和87213679。
在運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)的活塞上直接加工運動曲線槽對于材料來講浪費大，并且對于系列化生產(chǎn)，對于應(yīng)用運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)的各種機械維修帶來很多困難，因此設(shè)計“運動轉(zhuǎn)換軸承”成了滾珠曲線式運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)取代曲柄連桿式運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)最佳的也是首先考慮的重要課題。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的。該運動轉(zhuǎn)換軸承具有普通軸承一樣的外鋼圈、內(nèi)鋼圈、滾珠，不同的是軸承外鋼圈上的內(nèi)滾道的軌跡不是圓而是橢圓(單周期)或連續(xù)封閉的半橢圓連線(二個或二個以上周期)，并且它的外圈還加工有直半圓槽多條(至少三條)，它的內(nèi)壁上加工有球面凹穴(單周期一個、多周期多個);軸承內(nèi)鋼圈與普通軸承不同的是其外滾道的軌跡也不是圓而是與外鋼圈的滾道軌跡一樣的整個橢圓(單周期)或連續(xù)封閉的半橢圓連線(二個或二個以上周期)，并且軸承內(nèi)鋼圈上還加工有球面凹穴(單周期一個、多周期多個)，內(nèi)鋼圈上還有使其通過滾珠與外鋼圈內(nèi)壁保持間隙配合而安裝有二只安放多粒滾珠(至少三粒)而具有球面凹穴的套;運動轉(zhuǎn)換軸承還有二只控制軸承外鋼圈旋轉(zhuǎn)而只作往復直線運動和使外鋼圈定位而其內(nèi)壁具有多個(與外鋼圈上半圓槽相同數(shù))球面凹穴的定向定位套。當軸承的滾道軌跡的長軸與短軸之比小于或等于2]]>、在固定定向定位套而轉(zhuǎn)動軸承內(nèi)鋼圈，內(nèi)鋼圈球面凹穴里的滾珠沿著外鋼圈上橢圓或連續(xù)封閉的半橢圓連線滾道滾動，此時外鋼圈上球面凹穴里的滾珠沿著內(nèi)鋼圈上橢圓或連續(xù)封閉的半橢圓連線滾道滾動，二球面凹穴里的滾珠共同推動外鋼圈作往復直線運動。在固定定向定位套轉(zhuǎn)動軸承內(nèi)鋼圈的同時，安裝在內(nèi)鋼圈上二只套的球面凹穴里的滾珠沿著外鋼圈的內(nèi)壁上滾動，使軸承內(nèi)鋼圈始終圍繞軸承中心旋轉(zhuǎn)。在外鋼圈作往復直線運動時，安放在定向定位套球面凹穴里的滾珠沿著軸承外鋼圈的半圓槽來回滾動，使軸承外鋼圈始終在軸承中心上來回運動。當軸承滾道軌跡的長軸與短軸之比大于或等于2]]>時，固定軸承的定向定位套而往復推拉軸承的外鋼圈，內(nèi)鋼圈作旋轉(zhuǎn)運動。定向定位套也可安裝在軸承內(nèi)鋼圈或與軸承內(nèi)鋼圈連接的軸的外圈，直半圓槽加工在內(nèi)鋼圈或與內(nèi)鋼圈連接的軸上，定向定位套通過滾珠與軸承內(nèi)鋼圈或與軸承內(nèi)鋼圈連接軸上半圓槽成間隙配合，這時軸承滾道軌跡的長軸與短軸之比如果小于或等于2]]>、固定定向定位套而轉(zhuǎn)動軸承外鋼圈，內(nèi)鋼圈作往復直線運動;如果軸承滾道軌跡的長軸與短軸之比大于或等于2]]>時，固定定向定位套往復推拉內(nèi)鋼圈或與內(nèi)鋼圈連接的軸、外鋼圈作旋轉(zhuǎn)運動。運動轉(zhuǎn)換軸承內(nèi)外鋼圈上的滾道可以是各自一個獨立的但長短軸相同的平行的橢圓滾道或連續(xù)封閉的半橢圓連線滾道，也可以是二個或二個以上各自獨立的但長短軸相同的平行的橢圓滾道或連續(xù)封閉的半橢圓連線滾道，并且無論軸承的外鋼圈或內(nèi)鋼圈單獨具有橢圓滾道或連續(xù)封閉的半橢圓連線滾道就可以。
本發(fā)明的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，另件加工除了軸承外鋼圈的內(nèi)滾道和內(nèi)鋼圈的外滾道需用圓柱面曲線槽加工機床(專利申請?zhí)?7106526本人設(shè)計)，其他均為通用機床，因此制造容易。本發(fā)明廣泛應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成往復直線運動或往復直線運動轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運動的各種機構(gòu)上，在空氣壓縮機、液體壓縮機、水泵、油泵、真空泵活塞式內(nèi)燃機、波浪發(fā)電機、風力發(fā)電機、減速器(滾道二周期以上的運動轉(zhuǎn)換軸承本身就是減速器)、火炮、火箭、導彈等多種領(lǐng)域有著廣泛的實用價值。
圖面說明附

圖1本發(fā)明實施例運動轉(zhuǎn)換軸承的結(jié)構(gòu)圖(其內(nèi)外鋼圈上的滾道均為單周期橢圓滾道。橢圓長短軸之比小于2]]>。
附圖2本發(fā)明實施例運動轉(zhuǎn)換軸承內(nèi)外鋼圈球面凹穴里的滾珠在單周期橢圓滾道上作往復運動的運動軌跡圖。B、C分別代表二滾珠在內(nèi)外鋼圈橢圓滾道上的運動軌跡。
附圖3本發(fā)明實施例運動轉(zhuǎn)換軸承的結(jié)構(gòu)圖1上的A-A剖視圖。
附圖4本發(fā)明實施例運動轉(zhuǎn)換軸承的結(jié)構(gòu)圖(其內(nèi)外鋼圈的滾道為雙周期橢圓滾道，圖上1、2分別為安裝在軸承內(nèi)外鋼圈上一端具有球面凹穴的定珠軸。橢圓長短軸之比小于2]]>)。
附圖5本發(fā)明實施例運動轉(zhuǎn)換軸承內(nèi)外鋼圈球面凹穴里的滾珠和安裝在軸承內(nèi)外鋼圈上的定珠軸球面凹穴里的滾珠在雙周期橢圓滾道上作往復運動的運動軌跡圖。F、G、F’、G’分別代表四滾珠在軸承內(nèi)外鋼圈雙周期橢圓滾道上的運動軌跡。
附圖6本發(fā)明實施例運動轉(zhuǎn)換軸承的結(jié)構(gòu)圖(其內(nèi)外鋼圈上的滾道均為單周期橢圓滾道。橢圓長短軸之比大于2]]>。
附圖7本發(fā)明實施例運動轉(zhuǎn)換軸承內(nèi)外鋼圈珠面凹穴里的滾珠在單周期橢圓滾道上作往復運動的運動軌跡圖。D、E分別代表二滾珠在內(nèi)外鋼圈橢圓滾道上的運動軌跡。
附圖8本發(fā)明實施例運動轉(zhuǎn)換軸承的結(jié)構(gòu)圖(軸承的定向定位套安裝在軸承內(nèi)鋼圈的連接軸的外圈)。其中1代表軸承內(nèi)鋼圈連接軸2代表軸承的定向定位套。
附圖9本發(fā)明實施例運動轉(zhuǎn)換軸承的結(jié)構(gòu)圖(軸承外鋼圈上有單周期橢圓滾道、內(nèi)鋼圈上沒有滾道。)附圖10本發(fā)明實施例運動轉(zhuǎn)換軸承的結(jié)構(gòu)圖(軸承外鋼圈上沒有滾道而安裝有二只具有球面凹穴的定珠軸，內(nèi)鋼圈成了具有二條各自獨立的長短軸相同而且平行的橢圓滾道的軸，軸承內(nèi)鋼圈上原先要安裝的二只具有多個球面凹穴的套撤去、球面凹穴直接加工在軸上)。
附圖11本發(fā)明實施例運動轉(zhuǎn)換軸承在空氣壓縮機上的應(yīng)用示例圖。其中1為運動轉(zhuǎn)換軸承。
下面是本發(fā)明的具體實例如圖1所示，本實施例有外鋼圈、內(nèi)鋼圈、滾珠和定向定位套組成。外鋼圈的內(nèi)壁上有1條橢圓滾道、并有安裝滾珠的球面凹穴1個，其外圈上有5條直半圓槽;內(nèi)鋼圈的外圈有1條橢圓滾道、并有安裝滾珠的球面凹穴1個，其上還安裝有2只具有5個球面凹穴的套;內(nèi)壁上有5個球面凹穴的2只定向定位套安裝在外鋼圈的二邊。外鋼圈〔2〕的球面凹穴內(nèi)安裝有滾珠〔5〕，滾珠〔5〕與內(nèi)鋼圈〔1〕的橢圓滾道成間隙配合;內(nèi)鋼圈〔1〕的球面凹穴內(nèi)安裝有滾珠〔6〕。滾珠〔6〕與外鋼圈〔2〕的橢圓滾道成間隙配合，安裝在內(nèi)鋼圈上的2只套〔8〕的球面凹穴里安裝有滾珠〔7〕，滾珠〔7〕與外鋼圈〔2〕的內(nèi)壁成間隙配合;定向定位套〔3〕的球面凹穴里安裝有滾珠〔4〕，滾珠〔4〕與外鋼圈〔2〕的直半圓槽成間隙配合。
本實施例的工作情況如下當固定定向定位套〔3〕轉(zhuǎn)動內(nèi)鋼圈〔1〕時，安裝在內(nèi)鋼圈〔1〕上球面凹穴里的滾珠〔6〕沿著外鋼圈〔2〕上的橢圓滾道滾動，同時在轉(zhuǎn)動內(nèi)鋼圈〔1〕時，軸承外鋼圈〔2〕上球面凹穴里的滾珠〔5〕沿著內(nèi)鋼圈〔1〕的橢圓滾道滾動與滾珠〔6〕同步推動外鋼圈〔2〕作往復直線運動;在轉(zhuǎn)動內(nèi)鋼圈〔1〕時，安裝在內(nèi)鋼圈〔1〕上二只套〔8〕球面凹穴里的滾珠〔7〕沿著外鋼圈〔2〕的內(nèi)壁滾動。在外鋼圈〔2〕往復直線運動時，定向定位套〔3〕上球面凹穴里的滾珠〔4〕沿著外鋼圈〔2〕半圓槽來回滾動。
權(quán)利要求
1.一種運動轉(zhuǎn)換軸承，有外鋼圈[2]、內(nèi)鋼圈[1]、定向定位套[3]、滾珠[5]和[6]及[4]組成，其特征在于外鋼圈[2]上的內(nèi)滾道軌跡不是圓而是橢圓(或半橢圓連線)，其外圈還加工有直半圓槽多條，其內(nèi)壁上還加工有安裝滾珠的球面凹穴、球面凹穴內(nèi)安裝的滾珠[5]與內(nèi)鋼圈上的外滾道成間隙配合；內(nèi)鋼圈上的外滾道軌跡也不是圓而是與外鋼圈的內(nèi)滾道軌跡一樣的橢圓(或半橢圓連線)，其外圈加工有球面凹穴、球面凹穴內(nèi)安裝的滾珠[6]與外鋼圈[2]的內(nèi)滾道成間隙配合，其上還安裝二只具有多個球面凹穴的套[8]、安裝在套[8]上球面凹穴內(nèi)的滾珠[7]與外鋼圈[2]的內(nèi)壁成間隙配合；定向定位套[3]上加工有多個球面凹穴、球面凹穴內(nèi)安裝的滾珠[4]與外鋼圈[2]上的直半圓槽成間隙配合。
2.如權(quán)利要求1所述的運動轉(zhuǎn)換軸承，其特征在于軸承外鋼圈〔2〕上的內(nèi)滾道軌跡為橢圓(單周期)，并且其外圈等分加工直半圓槽多條，其內(nèi)壁加工有安裝滾珠的球面凹穴。
3.如權(quán)利要求1所述的運動轉(zhuǎn)換軸承，其特征在于內(nèi)鋼圈〔1〕上的外滾道軌跡為橢圓(單周期)，并且其外圈加工有安裝滾珠的球面凹穴。
4.如權(quán)利要求1所述的運動轉(zhuǎn)換軸承，其特征在于內(nèi)鋼圈上安裝有二只具有多個球面凹穴的套〔8〕。
5.如權(quán)利要求1所述的運動轉(zhuǎn)換軸承，其特征在于安裝有二只內(nèi)壁加工有多個球面凹穴的定向定位套〔3〕。
6.如權(quán)利要求2、3所述的運動轉(zhuǎn)換軸承，其特征在于外鋼圈〔2〕和內(nèi)鋼圈〔1〕上的滾道是一個以上的獨立的但長短軸相同的橢圓滾道。
7.如權(quán)利要求2、3所述的運動轉(zhuǎn)換軸承，其特征在于外鋼圈〔2〕和內(nèi)鋼圈〔1〕上的滾道是二個以上運動周期的半橢圓封閉連線滾道。
8.如權(quán)利要求2、3所述的運動轉(zhuǎn)換軸承，其特征在于外鋼圈〔2〕或內(nèi)鋼圈〔1〕只要一方有橢圓滾道。
9.如權(quán)利要求6所述的運動轉(zhuǎn)換軸承，其特征在于內(nèi)鋼圈〔1〕和外鋼圈〔2〕上的橢圓滾道不需一樣多，甚至不論外鋼圈〔2〕或內(nèi)鋼圈〔1〕只要一方有橢圓滾道。
10.如權(quán)利要求7所述的運動轉(zhuǎn)換軸承，其特征在于內(nèi)鋼圈〔1〕和外鋼圈〔2〕上的半橢圓封閉連線滾道不需一樣多，甚至不論外鋼圈〔2〕或內(nèi)鋼圈〔1〕只要一方有半橢圓封閉連線滾道。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種運動轉(zhuǎn)換軸承，它有外鋼圈、內(nèi)鋼圈、滾珠和定向定位套組成。軸承內(nèi)外鋼圈上的滾道軌跡是橢圓或連續(xù)封閉的半橢圓連線。內(nèi)外鋼圈上加工的球面凹穴內(nèi)裝的滾珠分別與外內(nèi)鋼圈上的橢圓或半橢圓連線滾道成間隙配合；內(nèi)鋼圈上安裝著二只上面加工有多個球面凹穴的套、安裝在套上球面凹穴里的滾珠與外鋼圈內(nèi)壁成間隙配合；安裝在定向定位套上球面凹穴里的滾珠與外鋼圈或內(nèi)鋼圈(或與內(nèi)鋼圈連接的軸)上的直半圓槽成間隙配合。
文檔編號F16H25/12GK1039292SQ8810416
公開日1990年1月31日 申請日期1988年7月2日 優(yōu)先權(quán)日1988年7月2日
發(fā)明者朱新根 申請人:朱新根