专利名称：凹轴承的制作方法
这是关于凹形轴承的发明。属于机械傅动技术领域。
基本结构如示意1、图2所示。
图1中1是轴颈。2是轴承座，3是轴瓦，即半边滑动轴承。1只被支承半边(180°)，2、3是敝口的，不是通常的环形封闭的，而是只有半环的，以其形状命名，故叫做“凹轴承”。图2中，4是轴颈，6是滚动轴承，以半环(180°)支承在凹轴承座5内。
凹轴承之原理如示意3。7是轴颈，8是轴承，P是轴颈径向作用力，P是方向不变的，在P作用下，轴颈与轴承实际只在P指向上接触，若考虑赫兹变形，也只在P指向上很窄一个角度内接触。故轴承8之虚线所示的半边可以省去。而轴承的支承同样是稳定有效的。基于此原理，凹轴承可使用之范围是轴颈径向作用力方向固定或其变化之范围不超过凹轴承所支承的180°的角度。凹轴承一般是半环的，即包角180°的。但工艺上也可做到包角略大于180°，当需要时，也可做成包角小于180°，仅在作用力指向上支承一段弧度。凹轴承应用于轴颈径向作用力方向基本固定的场合。如皮带传动、链传动、摩擦传动、多数液压传动场合、多数齿轮传动场合。
凹轴承用途之一是用于轴承尺寸受单方向限制的场合。如用于内啮合齿轮特别是小齿轮的双端支承。如图4所示。与内齿轮10啮合的小齿轮9两端支承于凹轴承11、12，该凹轴承之剖视(A-A)即如图1所示形状，其中9对应轴颈1。图4的轴瓦13对应图1的3，而与机座14一体相连的凹轴承(座)11、12则对应图1的2。这样，右端凹轴承12之上部因去掉而避免与内齿轮10相碰。从而可以解决小齿轮直径很小时的内啮合齿轮双端支承问题，避免了传统的内啮合齿轮悬臂支承所带来的变形大、齿向啮合差等问题。此外，在图4那样的场合使用凹轴承，使小齿轮可方便地从径向装入轴承，给装配带来便利。
凹轴承的另一个用途是用于定轴齿轮箱，用来解决轴承定位与密封的矛盾。现行定轴齿轮箱由上、下两箱体组成，各自镗有装轴承的半孔其接合平面又要保证密封，但轴承定位精度与密封二者颇难兼顾。因此或定位不良或漏油成为定轴齿轮箱之传统难题。利用凹轴承的便于使齿轮轴从径向装入的特点，可以经济地解决这个难题。原理如示意5那样，齿轮15两端轴颈分别支承凹轴承16、17、18、19是轴瓦(对应图1之3)。16、17以锣钉固装于铸造底座20上，当然也可以是与底座铸成一体的，虚线所示齿轮22显示它与齿轮15啮合之方位，此方位与凹轴承开口指向相适应。即啮合力之径向分力B(实线箭头)与凹轴承开口方向相反，指向凹轴承轴瓦底部，而啮合力之切向分力(B之虚线箭头)无论指向上或下，其与径向分力之合力的指向是在凹轴承支承轴颈的180°范围的。以这种方式设置的凹轴承，可以可靠有效地支承各齿轮的啮合。由于各齿轮以上述方式支承并可从径向装入凹轴承，则轴承定位与密封二问题可分开来解决。密封可用一个罩，扣装于图5中铸造底座的竖边21上。由于没有定位问题，这个罩子与底座，出轴间的密封可以常规手段容易地解决。罩子可用薄铁皮冲制，或用尼龙制造，用薄铝皮冲制可有良好之散热功效，这样的薄皮罩子取代笨重之铸造箱体，可使齿轮箱重量大为减轻。当然，这种轴承座与底座一体而另加罩子的方法，其轴承座也可用通常的可分式环形闭合轴承座来代替，但制造成本会增加，定位精度也不易保证。
凹轴承的再一个用途是配合阻尼材料，消除齿轮啮合时可能有的齿向偏斜。如示意6，与齿轮22′啮合的齿轮23因加工或装配误差而相对22′有齿向歪斜(夸张地如图6所示)。23两端支承在凹轴承24、25内，26、27是轴瓦(与图1之3相应)，而在轴瓦背部，分别衬有阻尼材料(一般为非金属弹性材料)28、29。如图6示之齿向歪斜时，啮合力合力F偏于中线右边，使右凹轴承1之支承力T2大于左凹轴承之支承为T1，因而右阻尼材料29得到较大压缩，而28则压缩较小，故齿轮23右端后退较多而左端后退较少，从而自动消除了齿向歪斜，恢复沿齿向均匀啮合。由于是凹轴承结构，故轴瓦26、27才有可能做单向径向直线位移，因此设置阻尼材料才起到齿向均衡之作用。按此原理设置的凹轴承阻尼材料，还兼有减振、吸收冲击、降低噪音及减小间隙提高传动精度之作用，并在轴瓦、轴颈磨损后有靠弹性补偿这一磨损的作用。在多轮匀布传动场合还有均载作用，可用于多点柔性啮合系统。受力较大齿轮后退较多从而减轻其受力，起到在各匀布分流传动的齿轮间均匀分配载荷的作用。
两个凹轴承对合起来就可使轴颈有反向的双向位移自由度，如示意7所示。对合在一起的轴瓦31、32(各自相当于图1之3)背后各衬有弹性阻尼材料33、34，从而允许轴颈35向左位移或向右位移，可以在相反作用力下(例如当齿轮转向变换时)都起到前述齿向均衡及均载等作用。可用于行星传动中行星齿轮的均载机构。这是把两个凹轴承开口相向地对合起来放于一个轴承座30之内。
权利要求
1.一种轴承，其特征是，它并不将被支承的轴颈环形封闭起来，而是留有一个开口，它支承轴承的包角通常只有180°，或略大于或小于180°。
2.权利要求1所述之轴承，其特征是，它用于内啮合齿轮特别是小齿轮的双端支承，依靠其省去的半环所减小的单方向上的径向尺寸而避免与齿轮相碰。
3.权利要求1所述之轴承，其特征是，用于定轴齿轮箱中齿轮轴之支承，使齿轮轴可方便地从径向装入轴承，轴承(座)直连于底座，另加一个簿皮外罩用于密封，从而将定位与密封二个问题分开解决。
4.权利要求1所述之轴承，其特征是，在轴瓦背部还衬有弹性阻尼材料，使被支承之轴颈在该方向上可有直线径向位移，用于消除齿轮啮合时的齿向歪斜，减振，补偿磨损及均载。
5.权利要求4所述之轴承，其特征是，两个这样的轴承开口相向地对合起来放于一个轴承座之内，使被支承之轴颈可有方向相反的两个径向位移。
6.权利要求3所述之轴承，其特征是，在定轴齿轮箱内使用时，其开口上可固装另外的半环，构成环形包转轴颈的轴承，由于齿轮轴仍可径向装入轴承，故密封问题仍可用一个薄皮罩子单独解决。
全文摘要
留有开口的半环形轴承，用于内啮合齿轮双端支承及定轴齿轮箱。衬有的阻尼材料可使轴承具有消除齿向歪斜、减振、补偿磨损及均载的作用。
文档编号F16C13/04GK1090380SQ9211405
公开日1994年8月3日 申请日期1992年11月24日 优先权日1992年11月24日
发明者郑悦 申请人:郑悦, 李斓