专利名称：：双列角接触腰鼓形滚子轴承及轴承单元的制作方法
技术领域：
：本发明属于轴承，具体是双列角接触腰鼓形滚子轴承及包含该轴承的轴承单元(如汽车轮毂单元)，其兼具双列角接触球轴承和双列角接触圆锥滚子轴承的技术优点。
背景技术：
：目前，运用于汽车轮毂轴承上的内部结构设计，要么是双列角接触球轴承、要么是双列角接触圆锥滚子轴承。前者由于制造简便，成本低廉而广受青睐，但由于作为滚动体的钢球承载能力有限，往往只能应用于轻载车辆且寿命较短；后者核定静负荷承载能力较强，广泛应用于重载车辆，但由于其制造较为复杂，精度难以把握，发热量大，核定动负荷相对于前者增加有限，在实际应用中往往难以达到理想设计寿命，且制造成本较高，其极限转速也没有球轴承高。
发明内容本发明的技术任务是提供一种兼具双列角接触球轴承和双列角接触圆锥滚子轴承的技术优点，能够在中速中载场合具有广泛用途的双列角接触腰鼓形滚子轴承及轴承单元。为此，本发明采用以下技术方案双列角接触腰鼓形滚子轴承，包括并列的两个内圈、套在所述两个内圈外侧的一个外圈、若干滚子，所述两个内圈的外壁各具有一个内圈沟道，所述外圈的内壁具有两个并列的与所述滚子形状相适应且分别与所述两个内圈的内圈沟道对应的外圈沟道，所述的若干滚子呈两列由保持架分别保持在对应的内圈沟道与外圈沟道之间且两列滚子具有相反方向的接触角，其特征是所述的滚子呈腰鼓形。作为优选，所述滚子的腰鼓形表面与通过滚子轴心线的平面相交成为圆弧线，该圆弧线的曲率半径满足2R>D，所述的R为该圆弧线的曲率半径，所述的D为腰鼓形滚子的最大横截面直径。作为优选，所述的外圈沟道、内圈沟道中至少一个沟道包括位于该沟道中间部位用于接触所述滚子腰鼓形表面中间部位的承载轮廓以及位于该承载轮廓两侧并与该承载轮廓一起构成沟道的对应所述滚子腰鼓形表面两端部位的限位轮廓。进一步的，所述的承载轮廓、限位轮廓与通过轴承轴心线的平面相交成为圆弧线。所述的承载轮廓、限位轮廓经沟槽状过渡部连接构成沟道。作为优选，所述的接触角为0°彡α彡45°，所述的α为接触角的大小。双列角接触腰鼓形滚子轴承，包括内圈、套在所述内圈外侧的中圈、套在所述中圈外侧的外圈、若干滚动体，所述内圈的外壁具有内圈沟道，所述中圈的内壁具有与所述滚子形状相适应且分别与所述的内圈沟道对应的第一中圈沟道，所述中圈的外壁具有第二中圈沟道，所述外圈的内壁具有与所述的第二中圈沟道对应的外圈沟道，所述的若干滚动体分为由保持架保持在对应的内圈沟道与第一中圈沟道之间的内层滚动体和由保持架保持在对应的第二中圈沟道与外圈沟道之间的外层滚动体，其特征是所述的内层滚动体和外层滚动体中至少一层滚动体为腰鼓形滚子，该层腰鼓形滚子呈两列分布在对应的沟道内，形成该两列沟道的中圈为一个，形成该两列沟道的外圈或/和内圈为并列的两个，该两列腰鼓形滚子具有相反方向的接触角。双列角接触腰鼓形滚子轴承单元，包括并列的两个内圈、套在所述两个内圈外侧的一个外圈、若干滚子，所述两个内圈的外壁各具有一个内圈沟道，所述外圈的内壁具有两个并列的与所述滚子形状相适应且分别与所述两个内圈的内圈沟道对应的外圈沟道，所述的若干滚子呈两列由保持架分别保持在对应的内圈沟道与外圈沟道之间且两列滚子具有相反方向的接触角，其特征是所述的滚子呈腰鼓形，所述的内圈和外圈中至少一个与单元构件装配或者延伸出连体结构。双列角接触腰鼓形滚子轴承单元，包括内圈、套在所述内圈外侧的中圈、套在所述中圈外侧的外圈、若干滚动体，所述内圈的外壁具有内圈沟道，所述中圈的内壁具有与所述的内圈沟道对应的第一中圈沟道，所述中圈的外壁具有第二中圈沟道，所述外圈的内壁具有与所述的第二中圈沟道对应的外圈沟道，所述的若干滚动体分为由保持架保持在对应的内圈沟道与第一中圈沟道之间的内层滚动体和由保持架保持在对应的第二中圈沟道与外圈沟道之间的外层滚动体，其特征是所述的内层滚动体和外层滚动体中至少一层滚动体为腰鼓形滚子，该层腰鼓形滚子呈两列分布在对应的沟道内，形成该两列沟道的中圈为一个，形成该两列沟道的外圈或/和内圈为并列的两个，该两列腰鼓形滚子具有相反方向的接触角，所述的内圈和外圈中至少一个与单元构件装配或者延伸出连体结构。本发明的有益效果是受载时，腰鼓形滚子与沟道的接触面积介于球状钢珠与圆锥滚子之间，兼具双列角接触球轴承和双列角接触圆锥滚子轴承的技术优点，能够在中速中载场合具有广泛用途，特别适用于汽车轮毂单元。图1是本发明双列角接触腰鼓形滚子轴承的一种结构通过轴承轴心线的平面的剖视图。图2是本发明双列角接触腰鼓形滚子轴承的由承载轮廓、限位轮廓经沟槽状过渡部连接构成的沟道与腰鼓形滚子配合的示意图。图3是本发明双列角接触腰鼓形滚子轴承的另一种结构通过轴承轴心线的平面的剖视图。图4是本发明双列角接触腰鼓形滚子轴承的第三种结构的半剖图。图5是本发明双列角接触腰鼓形滚子轴承的第四种结构的半剖图。图6是本发明双列角接触腰鼓形滚子轴承的第五种结构的半剖图。图7是本发明双列角接触腰鼓形滚子轴承的第六种结构的半剖图。图8是本发明双列角接触腰鼓形滚子轴承单元的一种结构示意图。图9是本发明双列角接触腰鼓形滚子轴承单元的另一种结构示意图。图中标号说明1-内圈，11-内圈沟道；2-外圈，21-外圈沟道，22-承载轮廓，23-限位轮廓，24-沟槽状过渡部3-滚子，31-内层滚动体，32-外层滚动体；4-保持架；5-中圈，51-第一中圈沟道，52-第二中圈沟道；6-单元构件；7-防尘盖，8-连体结构；α-接触角，η-η-轴承套圈与滚子接触处的法线，ο-ο-轴承轴心线，S_S_垂直于轴承轴心线的平面；R-腰鼓形滚子的表面与通过滚子轴心线的平面相交形成的圆弧线的曲率半径，D-为腰鼓形滚子的最大横截面的直径，m-m-腰鼓形滚子的轴心线。具体实施例方式以下结合说明书附图对本发明做进一步说明。如图1所示是本发明的双列角接触腰鼓形滚子轴承的一种结构，其包括并列的两个内圈1、套在两个内圈1外侧的一个外圈2、若干滚子3，两个内圈1的外壁各具有一个内圈沟道11，外圈2的内壁具有两个并列的与滚子3形状相适应且分别与两个内圈的内圈沟道11对应的外圈沟道21，若干滚子呈两列由保持架4分别保持在对应的内圈沟道11与外圈沟道21之间且两列滚子具有相反方向的接触角α，特点是滚子3呈腰鼓形。所述的接触角α，是指轴承的套圈(如外圈)与滚子接触处的法线η-η和垂直于轴承轴心线ο_ο的平面S-S之间的夹角；所述的接触角方向相反，是指该夹角分别位于形成该夹角的垂直于轴承轴心线的平面的两侧(图中一个在左侧，一个在右侧)，从而使得轴承能够承受两个方向的轴向力。一般的，球轴承受载时，钢球与沟道的接触部位实际是一个椭圆，该椭圆的面积S=nab，其中π为圆周率，a为椭圆的短轴，b椭圆的长轴(长轴位于垂直于轴承轴心线ο-ο的平面S-S内，短轴的方向与长轴的方向垂直)。因此，若要提高求轴承的承载能力，就要增大这个椭圆的面积，而短轴a的增大意味着滚动体直径的增加，由于轴承直径轮廓的限制，不可能随意增大短轴a，因此增加长轴b的尺寸就成为可行途径，其一是改变沟道的曲率半径来提高与滚子表面的密合度，但是该措施竟导致轴承严重发热，不妥，再者是改变滚子的形状，本发明就是通过该途径(滚子为腰鼓形)实现的。本发明相对于球轴承，大大提高了承载能力，既保留了球轴承高速低热的优点，又克服了球轴承低载的缺点；本发明相对于圆锥滚子轴承，又克服了发热量大、实际核定动负荷有限的缺点；受载时，腰鼓形滚子与沟道的接触面积介于钢球与沟道的接触面积和圆锥滚子与沟道的接触面积之间，兼具双列角接触球轴承和双列角接触圆锥滚子轴承的技术优点，能够在中速中载场合具有广泛用途。本发明与双列角接触球轴承、双列角接触圆锥滚子轴承的比较参见下表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加的技术特征，虽然图1包含了以下所有附加技术特征，是本发明的较佳实施例，但是本发明并不限于该情形，在实施本发明时根据具体作用将它们选用在上段所述的技术方案上参见图2，滚子3的腰鼓形表面与通过滚子轴心线的平面相交成为圆弧线，该圆弧线的曲率半径满足2R>D，R为该圆弧线的曲率半径，D为腰鼓形滚子的最大横截面直径。以此增加滚动体与沟道接触处的接触应力椭圆的面积。进一步的，外圈沟道21(也可以是内圈沟道，或者同时包括内圈沟道)包括位于该沟道中间部位用于接触滚子腰鼓形表面中间部位的承载轮廓22以及位于该承载轮廓22两侧并与该承载轮廓22—起构成沟道的对应滚子腰鼓形表面两端部位的限位轮廓23。通过该限位轮廓与滚子表面的两端部位的配合，可以进一步有效限制腰鼓形滚子在轴承高速运转时的三维旋转趋势，保证腰鼓形滚子能够按照预定轨道运行。承载轮廓22、限位轮廓23与通过轴承轴心线0-0的平面相交成为圆弧线，便于制造。承载轮廓22、限位轮廓23经沟槽状过渡部24连接构成沟道，所述的沟槽状过渡部24内可以贮存油脂，利于润滑可和轴承降温。接触角为0°^α^45°,α为接触角的大小。如图3所示是本发明的双列角接触腰鼓形滚子轴承的另一种结构，其包括内圈1、套在内圈1外侧的中圈5、套在中圈5外侧的外圈2、若干滚动体，内圈1的外壁具有内圈沟道11，中圈5的内壁具有与内圈沟道11对应的第一中圈沟道51，中圈5的外壁具有第二中圈沟道52，外圈2的内壁具有与第二中圈沟道52对应的外圈沟道21，若干滚动体分为由保持架4保持在对应的内圈沟道11与第一中圈沟道51之间的内层滚动体31和由保持架4保持在对应的第二中圈沟道52与外圈沟道21之间的外层滚动体32，内层滚动体31和外层滚动体32均为腰鼓形滚子并呈两列分布在对应的沟道内，形成该两列沟道的中圈5为一个，形成该两列沟道的外圈2和内圈1均为并列的两个，该两列腰鼓形滚子具有相反方向的接触角。如图4所示是本发明的双列角接触腰鼓形滚子轴承的第三种结构，其与图3的区别在于该轴承外层滚动体32为腰鼓形滚子并呈两列分布在对应的沟道内，形成该两列沟道的中圈5为一个，形成该两列沟道的外圈2为并列的两个，该两列外层腰鼓形滚子具有相反方向的接触角；内层滚动体31为两列钢球，形成该两列沟道的内圈1为一个。如图5所示是本发明的双列角接触腰鼓形滚子轴承的第四种结构，其与图4的区别在于内层滚动体31为一列圆柱滚子(或者滚针滚子)。如图6所示是本发明的双列角接触腰鼓形滚子轴承的第五种结构，其与图3的区别在于该轴承内层滚动体31为腰鼓形滚子并呈两列分布在对应的沟道内，形成该两列沟道的中圈5为一个，形成该两列沟道的内圈2为并列的两个，该两列外层腰鼓形滚子具有相反方向的接触角；外层滚动体32为一列钢球，或一列接触角为0度的腰鼓形滚子，形成该一列沟道的外圈2为一个。如图7所示是本发明的双列角接触腰鼓形滚子轴承的第六种结构，其与图6的区别在于外层滚动体32为一列圆柱滚子(或者滚针滚子、或接触角为0度的腰鼓形滚子)。如图8所示，是本发明双列角接触腰鼓形滚子轴承单元的一种结构，其包括并列的两个内圈1、套在两个内圈1外侧的一个外圈2、若干滚子3，两个内圈1的外壁各具有一个内圈沟道11，外圈2的内壁具有两个并列的与滚子形状相适应且分别与两个内圈的内圈沟道11对应的外圈沟道21，若干滚子呈两列由保持架4分别保持在对应的内圈沟道11与外圈沟道21之间且两列滚子具有相反的接触角，特点是滚子呈腰鼓形，两个内圈1与单元构件6装配构成汽车轮毂单元(也可以由内圈1直接延伸出连体结构8构成汽车轮毂单元，参见图9；或者同时由内圈1、外圈2与单元构件6装配构成汽车轮毂单元；或者同时由内圈1、外圈2直接延伸出连体结构构成汽车轮毂单元；或者内圈1、外圈2中其中一个直接延伸出连体结构，另一个与单元构件6装配构成汽车轮毂单元)。本发明双列角接触腰鼓形滚子轴承单元的其它结构参见图3，，包括内圈1、套在内圈1外侧的中圈5、套在中圈5外侧的外圈2、若干滚动体，内圈1的外壁具有内圈沟道11，中圈的内壁具有与内圈沟道11对应的第一中圈沟道51，中圈5的外壁具有第二中圈沟道52，外圈2的内壁具有与的第二中圈沟道52对应的外圈沟道21，若干滚动体分为由保持架保持在对应的内圈沟道11与第一中圈沟道52之间的内层滚动体31和由保持架保持在对应的第二中圈沟道52与外圈沟道21之间的外层滚动体32，特点是内层滚动体31和外层滚动体32中至少一层滚动体为腰鼓形滚子，该层腰鼓形滚子呈两列分布在对应的沟道内，形成该两列沟道的中圈5为一个，形成该两列沟道的外圈2或/和内圈1为并列的两个，该两列腰鼓形滚子具有相反方向的接触角(其具体结构形式，可以为图3-7中的任一种)，内圈1和外圈2中至少一个与单元构件6装配或者延伸出连体结构(其具体结构形式，可以与上段所述结构形式相同)。进一步的，可以将图1所示双列角接触腰鼓形滚子轴承的附加技术特征应用至图3-7所示的双列角接触腰鼓形滚子轴承以及本发明的双列角接触腰鼓形滚子轴承单元，在此不再一一赘述。此外，为了便于说明，本发明根据行业内通常意义上滚动体的种类，将滚动体分为球和滚子，滚子又分为圆柱滚子、滚针滚子、圆锥滚子、腰鼓形滚子。其中，圆柱滚子的长度与直径之比小于或等于3；滚针的长度与直径之比大于3，但直径小于或等于5mm。权利要求双列角接触腰鼓形滚子轴承，包括并列的两个内圈(1)、套在所述两个内圈(1)外侧的一个外圈(2)、若干滚子(3)，所述两个内圈(1)的外壁各具有一个内圈沟道(11)，所述外圈(2)的内壁具有两个并列的与所述滚子(3)形状相适应且分别与所述两个内圈(1)的内圈沟道(11)对应的外圈沟道(21)，所述的若干滚子(3)呈两列由保持架(4)分别保持在对应的内圈沟道(11)与外圈沟道(21)之间且两列滚子具有相反方向的接触角，其特征是所述的滚子(3)呈腰鼓形。2.根据权利要求1所述的双列角接触腰鼓形滚子轴承，其特征是所述滚子(3)的腰鼓形表面与通过滚子轴心线的平面相交成为圆弧线，该圆弧线的曲率半径满足2R>D，所述的R为该圆弧线的曲率半径，所述的D为腰鼓形滚子的最大横截面直径。3.根据权利要求1或2所述的双列角接触腰鼓形滚子轴承，其特征是所述的外圈沟道(21)、内圈沟道(11)中至少一个沟道包括位于该沟道中间部位用于接触所述滚子腰鼓形表面中间部位的承载轮廓(22)以及位于该承载轮廓(22)两侧并与该承载轮廓一起构成沟道的对应所述滚子腰鼓形表面两端部位的限位轮廓(23)。4.根据权利要求3所述的双列角接触腰鼓形滚子轴承，其特征是所述的承载轮廓(22)、限位轮廓(23)与通过轴承轴心线的平面相交成为圆弧线。5.根据权利要求3所述的双列角接触腰鼓形滚子轴承，其特征是所述的承载轮廓(22)、限位轮廓(23)经沟槽状过渡部(24)连接构成沟道。6.根据权利要求1所述的双列角接触腰鼓形滚子轴承，其特征是所述的接触角为0°^α彡45°，所述的α为接触角的大小。7.双列角接触腰鼓形滚子轴承，包括内圈(1)、套在所述内圈(1)外侧的中圈(5)、套在所述中圈(5)外侧的外圈(2)、若干滚动体，所述内圈(1)的外壁具有内圈沟道(11)，所述中圈的内壁具有与所述的内圈沟道(11)对应的第一中圈沟道(51)，所述中圈(5)的外壁具有第二中圈沟道(52)，所述外圈(2)的内壁具有与所述的第二中圈沟道(52)对应的外圈沟道(21)，所述的若干滚动体分为由保持架保持在对应的内圈沟道(11)与第一中圈沟道(52)之间的内层滚动体(31)和由保持架保持在对应的第二中圈沟道(52)与外圈沟道(21)之间的外层滚动体(32)，其特征是所述的内层滚动体(31)和外层滚动体(32)中至少一层滚动体为腰鼓形滚子，该层腰鼓形滚子呈两列分布在对应的沟道内，形成该两列沟道的中圈(5)为一个，形成该两列沟道的外圈(2)或/和内圈⑴为并列的两个，该两列腰鼓形滚子具有相反方向的接触角。8.双列角接触腰鼓形滚子轴承单元，包括并列的两个内圈(1)、套在所述两个内圈(1)外侧的一个外圈(2)、若干滚子，所述两个内圈(1)的外壁各具有一个内圈沟道(11)，所述外圈(2)的内壁具有两个并列的与所述滚子形状相适应且分别与所述两个内圈(1)的内圈沟道(11)对应的外圈沟道(21)，所述的若干滚子呈两列由保持架(4)分别保持在对应的内圈沟道(11)与外圈沟道(21)之间且两列滚子具有相反方向的接触角，其特征是所述的滚子(3)呈腰鼓形，所述的内圈(1)和外圈(2)中至少一个与单元构件(6)装配或者延伸出连体结构。9.双列角接触腰鼓形滚子轴承单元，包括内圈(1)、套在所述内圈(1)外侧的中圈(5)、套在所述中圈(5)外侧的外圈(2)、若干滚动体，所述内圈⑴的外壁具有内圈沟道(11)，所述中圈的内壁具有与所述的内圈沟道(11)对应的第一中圈沟道(51)，所述中圈(5)的外壁具有第二中圈沟道(52)，所述外圈(2)的内壁具有与所述的第二中圈沟道(52)对应的外圈沟道(21)，所述的若干滚动体分为由保持架保持在对应的内圈沟道(11)与第一中圈沟道(52)之间的内层滚动体(31)和由保持架保持在对应的第二中圈沟道(52)与外圈沟道(21)之间的外层滚动体(32)，其特征是所述的内层滚动体(31)和外层滚动体(32)中至少一层滚动体为腰鼓形滚子，该层腰鼓形滚子呈两列分布在对应的沟道内，形成该两列沟道的中圈(5)为一个，形成该两列沟道的外圈(2)或/和内圈⑴为并列的两个，该两列腰鼓形滚子具有相反方向的接触角，所述的内圈(1)和外圈(2)中至少一个与单元构件(6)装配或者延伸出连体结构。全文摘要本发明公开了一种双列角接触腰鼓形滚子轴承，现有双列角接触球轴承承载能力太低，双列角接触圆锥滚子轴承较双列角接触球轴承的核定动负荷提高不多，但高速性能降低不少，像汽车轮毂轴承这样的中载中速重要场合难以两全齐美，本发明包括并列的两个内圈、一个外圈、若干滚子，两个内圈的外壁各具有一个内圈沟道，外圈的内壁具有两个并列的外圈沟道，若干滚子呈两列由保持架分别保持在对应的内圈沟道与外圈沟道之间且两列滚子具有相反方向的接触角，其特征是滚子呈腰鼓形。受载时，腰鼓形滚子与沟道的接触面积介于球钢珠与圆锥滚子之间，兼具球轴承和圆锥滚子轴承的技术优点，能够在中速中载场合具有广泛用途，特别适用于汽车轮毂单元。文档编号F16C33/58GK101813124SQ20101013349公开日2010年8月25日申请日期2010年3月26日优先权日2010年3月26日发明者李兴林,毛昌金,王文波,胡久舟,陈炳顺申请人:陈炳顺