一种向心球轴承的冲压保持架的设计方法

文档序号:10508524阅读:406来源:国知局
一种向心球轴承的冲压保持架的设计方法
【专利摘要】一种向心球轴承的冲压保持架的设计方法,它涉及一种保持架的设计方法。现有冲压保持架具有局限性,在复杂工况条件下,由于保持架内径与外径存在较大缝隙使保持架仅与滚动体接触,导致保持架靠近外径及内径的边缘出现严重磨损,甚至因过度磨损而发生断裂。本发明中步骤一:初步计算;步骤二:选择冲压保持架的引导形式以及确定冲压保持架与轴承套圈的引导间隙;步骤三:确定冲压保持架的板厚T;步骤四:确定冲压保持架与滚动体的第三引导间隙ξ3;步骤五:计算兜孔直径Dcw;步骤六:计算保持架铆钉孔直径Dwm及铆钉孔中心圆直径Pc;步骤七:加工冲压保持架;步骤八:装配形成轴承。本发明用于设计冲压保持架。
【专利说明】
一种向心球轴承的冲压保持架的设计方法
技术领域
[0001 ]本发明具体涉及一种向心球轴承的冲压保持架的设计方法。
【背景技术】
[0002] 冲压保持架由于简便的加工方式,被广泛的用于深沟球轴承设计中,一般采用滚 动体引导的方式。此种引导结构只适用于低速旋转的轴承,在复杂工况条件下,由于保持架 内径与外径存在较大的缝隙,保持架只能与滚动体接触,导致保持架靠近外径及内径的边 缘会出现严重的磨损,随着轴承工作时间的增加,磨损也会逐渐加剧,直至保持架对滚动体 的限位作用失效,保持架与轴承套圈发生硬接触,最终导致保持架因过度磨损而发生断裂。 由于受到结构限制,采用冲压保持架的轴承,无法满足高转速的使用要求。

【发明内容】

[0003] 本发明的目的是提供一种向心球轴承的冲压保持架的设计方法,以解决现有冲压 保持架具有局限性,在复杂工况条件下,由于保持架内径与外径存在较大缝隙使保持架仅 与滚动体接触,导致保持架靠近外径及内径的边缘出现严重磨损,甚至因过度磨损而发生 断裂的问题。
[0004] 本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是:
[0005] -种向心球轴承的冲压保持架的设计方法,其特征在于:该制造方法包括以下步 骤:
[0006] 步骤一:初步计算:根据向心球轴承图纸的设计要求,计算出外圈对应的挡边直径 D2、内圈对应的挡边直径d2以及滚动体的直径Dw;
[0007] 步骤二:选择冲压保持架的引导形式以及确定冲压保持架与轴承套圈之间引导间 隙的数值:
[0008] 首先冲压保持架的引导形式包括外引导和内引导,当冲压保持架的引导形式为外 引导时,冲压保持架外径表面形成圆柱外引导面,根据步骤一中外圈对应的挡边直径仏,查 询外圈挡边直径和引导间隙的关系表确定该保持架引导面直径Dc对应的冲压保持架与外 圈的第一引导间隙L,再通过外引导公式DciDs-li计算出保持架圆柱外引导面直径Dc;
[0009] 当冲压保持架的引导形式为内引导时,冲压保持架内径表面形成圆柱内引导面, 根据步骤一中内圈对应的挡边直径d2,查询内圈挡边直径和引导间隙的关系表确定该保持 架引导面直径dc对应的冲压保持架与内圈的第二引导间隙ξ 2,再通过内引导公式dc = d2+|2 计算出圆柱内引导面直径dc即可;
[0010] 步骤三:确定冲压保持架的板厚T:通过步骤一计算的滚动体的直径Dw查询滚动体 的直径Dw和板厚T的关系表,从而确定板厚T的数值;
[0011]步骤四:确定冲压保持架与滚动体的第三引导间隙ξ3:根据步骤一计算的外圈挡 边直径D2以及内圈挡边直径d2,查询挡边直径与第三引导间隙ξ3的关系表确定ξ 3的数值;
[0012] 步骤五:计算兜孔直径Dew:由于兜孔直径Dew等于滚动体的直径Dw与第三引导间 隙ξ3之和,根据步骤一得到的滚动体的直径Dw以及步骤四计算的第三引导间隙ξ3即可得到;
[0013] 步骤六:计算保持架中铆钉孔直径Dwm及铆钉孔中心圆直径Pc:铆钉孔直径Dwm根 据滚动体的直径Dw的大小在1~3mm范围内选取,铆钉孔中心圆直径Pc根据公式
十算得出;
[0014] 步骤七:加工冲压保持架;
[0015] 步骤八:装配外圈、内圈、滚动体和冲压保持架形成轴承:冲压保持架采用双半保 持架铆合形式,两半保持架结构一致,对称装配,由铆钉沿铆钉孔铆合压紧,将多个滚动体 固定在外圈与内圈中间形成轴承即可。
[0016] 本发明具有以下有益效果:
[0017] 1、本发明操作步骤合理且简便,能够实现大批冲压保持架的制造过程,延续了冲 压保持架易于批量加工的便捷性;
[0018] 2、本发明通过设计引导面,使冲压保持架与内圈或外圈引导面之间形成稳定的润 滑油膜,有效减少冲压保持架由于引导所造成的磨损;由于润滑油膜的存在,冲压保持架能 够在更高的转速下稳定的工作。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明制造的轴承的第一主视结构示意图;
[0020] 图2为本发明制造的轴承的第二主视结构示意图;
[0021 ]图3为冲压保持架4的主视结构示意图;
[0022] 图4为冲压保持架4的侧视结构剖面图;
[0023] 图5为当冲压保持架4的引导形式为内引导时,冲压保持架4的第一立体结构示意 图;
[0024] 图6为当冲压保持架4的引导形式为内引导时,冲压保持架4的第二立体结构示意 图;
[0025] 图7为当冲压保持架4的引导形式为外引导时,冲压保持架4的第一立体结构示意 图;
[0026] 图8为当冲压保持架4的引导形式为外引导时,冲压保持架4的第二立体结构示意 图。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0027] 一:结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8说明本实施方式,本 实施方式中该设计方法包括以下步骤:
[0028] 步骤一:初步计算:根据向心球轴承图纸的设计要求,计算出外圈1对应的挡边直 径02、内圈2对应的挡边直径d2以及滚动体3的直径Dw;
[0029] 步骤二:选择冲压保持架4的引导形式以及确定冲压保持架4与轴承套圈之间引导 间隙的数值:
[0030] 首先冲压保持架4的引导形式包括外引导和内引导,当冲压保持架4的引导形式为 外引导时,冲压保持架4外径表面形成圆柱外引导面,根据步骤一中外圈1对应的挡边直径 D2,查询外圈挡边直径和引导间隙的关系表确定该保持架引导面直径Dc对应的冲压保持架 4与外圈1的第一引导间隙|!,再通过外引导公式Ddli计算出保持架圆柱外引导面直径 Dc ;
[0031]当冲压保持架4的引导形式为内引导时,冲压保持架4内径表面形成圆柱内引导 面,根据步骤一中内圈2对应的挡边直径山,查询内圈挡边直径和引导间隙的关系表确定该 保持架引导面直径dc对应的冲压保持架4与内圈2的第二引导间隙| 2,再通过内引导公式dc =(12+ξ2计算出圆柱内引导面直径dc即可;
[0032] 步骤三:确定冲压保持架4的板厚T:通过步骤一计算的滚动体3的直径Dw查询滚动 体3的直径Dw和板厚T的关系表,从而确定板厚T的数值;
[0033]步骤四:确定冲压保持架4与滚动体3的第三引导间隙ξ3:根据步骤一计算的外圈 挡边直径出以及内圈挡边直径d2,查询挡边直径与第三引导间隙ξ3的关系表确定ξ3的数值; [0034] 步骤五:计算兜孔直径Dew:由于兜孔直径Dew等于滚动体3的直径Dw与第三引导间 隙ξ3之和,根据步骤一得到的滚动体3的直径Dw以及步骤四计算的第三引导间隙ξ 3即可得 到;
[0035] 步骤六:计算保持架中铆钉孔直径Dwm及铆钉孔中心圆直径Pc:铆钉孔直径Dwm根 据滚动体3的直径Dw的大小在1~3mm范围内选取,铆钉孔中心圆直径P c根据公式
Η十算得出;
[0036]步骤七:加工冲压保持架4;
[0037]步骤八:装配外圈1、内圈2、滚动体3和冲压保持架4形成轴承:冲压保持架4采用双 半保持架铆合形式,两半保持架结构一致,对称装配,由铆钉5沿铆钉孔铆合压紧,将多个滚 动体3固定在外圈1与内圈2中间形成轴承即可。
[0038]本实施方式中滚动体3为钢球。
[0039] 本实施方式中步骤二中涉及的套圈挡边直径和引导间隙的关系表为表一,表一的 具体内容如下:
[0040]
[0041] 上表中外引导结构按照D2尺寸查表,内引导时按照d2尺寸查表。
[0042]本实施方式中步骤三中涉及的滚动体3的直径Dw和板厚T的关系表为表二,表二的 具体内容如下:
[0043]
[0044] 本实施方式中步骤四中涉及的冲压保持架4与滚动体3的第二引导间隙ξ2的关系 表为表三,表三的具体内容如下:
[0045]
[0046] 本实施方式中冲压保持架4的径向宽度Bc2除特殊需要外,按照0.45倍的钢球直径 进行取值,即Bc2 = 0.45 X Dw;轴向宽度Bel按照0.45~0.5倍的轴承宽度取值,并保证Bel取 值不得小于兜孔直径Dew与冲压板厚T值之和。
[0047]本实施方式中步骤六中涉及的滚动体3直径Dw与铆钉孔直径Dwm的关系如下表四, 其具体内容如下:
[0048]
[0049] 上表中的单位为毫米。
[0050] 本实施方式的步骤八中冲压保持架4采用双半保持架铆接方式,需要在保持架兜 孔间预留铆钉孔,铆钉孔直径Dwm根据滚动体直径大小在1~3mm范围内选取,铆钉孔中心圆 Dc +.d.r. 直径Pc按照Pc = ^― + 2T计算取值。
[0051 ]【具体实施方式】二:本实施方式为【具体实施方式】一的进一步限定,本实施方式中所 述冲压保持架4采用塑性变形的金属材料冲压加工而成,所述冲压保持架4为冲压钢板或青 铜制成的保持架。
[0052]【具体实施方式】三:本实施方式为【具体实施方式】一或二的进一步限定,本实施方式 中外圈1与冲压保持架4之间以及内圈2与冲压保持架4之间均形成有弹性油膜6。
[0053]【具体实施方式】四:本实施方式为【具体实施方式】三的进一步限定,本实施方式中所 述冲压保持架4的外径或内径方向设置有Τ型架,Τ型架在冲压保持架4的外径或内径表面形 成圆柱引导面。
[0054]【具体实施方式】五:本实施方式为【具体实施方式】一或四的进一步限定,本实施方式 中第一引导间隙1和第二引导间隙ξ2的取值范围均为0.2~1.2mm,第三引导间隙ξ3的取值 范围为0.3~1.2mm。
【主权项】
1. 一种向心球轴承的冲压保持架的设计方法,其特征在于:该制造方法包括以下步骤: 步骤一:初步计算:根据向心球轴承图纸的设计要求,计算出外圈(1)对应的挡边直径 D2、内圈(2)对应的挡边直径d2以及滚动体(3)的直径Dw; 步骤二:选择冲压保持架(4)的引导形式以及确定冲压保持架(4)与轴承套圈之间引导 间隙的数值: 首先冲压保持架(4)的引导形式包括外引导和内引导,当冲压保持架(4)的引导形式为 外引导时,冲压保持架(4)外径表面形成圆柱外引导面,根据步骤一中外圈(1)对应的挡边 直径D2,查询外圈挡边直径和引导间隙的关系表确定该保持架引导面直径Dc对应的冲压保 持架⑷与外圈⑴的第一引导间隙1,再通过外引导公式Dc = D2-|H+算出保持架圆柱外引 导面直径Dc; 当冲压保持架(4)的引导形式为内引导时,冲压保持架(4)内径表面形成圆柱内引导 面,根据步骤一中内圈(2)对应的挡边直径山,查询内圈挡边直径和引导间隙的关系表确定 该保持架引导面直径dc对应的冲压保持架(4)与内圈(2)的第二引导间隙ξ 2,再通过内引导 公式dc = d2+l2计算出圆柱内引导面直径dc即可; 步骤三:确定冲压保持架(4)的板厚T:通过步骤一计算的滚动体(3)的直径Dw查询滚动 体(3)的直径Dw和板厚T的关系表,从而确定板厚T的数值; 步骤四:确定冲压保持架(4)与滚动体(3)的第三引导间隙ξ3:根据步骤一计算的外圈挡 边直径D2以及内圈挡边直径d2,查询挡边直径与第三引导间隙ξ3的关系表确定ξ 3的数值; 步骤五:计算兜孔直径Dew:由于兜孔直径Dew等于滚动体(3)的直径Dw与第三引导间隙 ξ3之和,根据步骤一得到的滚动体(3)的直径Dw以及步骤四计算的第三引导间隙ξ3即可得 到; 步骤六:计算保持架中铆钉孔直径Dwm及铆钉孔中心圆直径Pc:铆钉孔直径Dwm根据滚 动体(3 )的直径D w的大小在1~3mm范围内选取,铆钉孔中心圆直径P c根据公式 pc=_[^{£ + 27H十算得出; 步骤七:加工冲压保持架(4); 步骤八:装配外圈(1)、内圈(2)、滚动体(3)和冲压保持架(4)形成轴承:冲压保持架(4) 采用双半保持架铆合形式,两半保持架结构一致,对称装配,由铆钉(5)沿铆钉孔铆合压紧, 将多个滚动体(3)固定在外圈(1)与内圈(2)中间形成轴承即可。2. 根据权利要求1所述的一种向心球轴承的冲压保持架的设计方法,其特征在于:所述 冲压保持架(4)采用塑性变形的金属材料冲压加工而成,所述冲压保持架(4)为冲压钢板或 青铜制成的保持架。3. 根据权利要求1或2所述的一种向心球轴承的冲压保持架的设计方法,其特征在于: 外圈(1)与冲压保持架(4)之间以及内圈(2)与冲压保持架(4)之间均形成有弹性油膜(6)。4. 根据权利要求3所述的一种向心球轴承的冲压保持架的设计方法,其特征在于:所述 冲压保持架(4)的外径方向或内径方向设置有T型结构,T型结构在冲压保持架(4)的外径或 内径表面形成圆柱引导面。5. 根据权利要求1或4所述的一种向心球轴承的冲压保持架的制造方法,其特征在于: 第一引导间隙1和第二引导间隙ξ2的取值范围均为0.2~1.2mm,第三引导间隙ξ 3的取值范
【文档编号】F16C33/38GK105864298SQ201610452186
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月21日
【发明人】张振宇, 闫国斌, 冯小川, 赵燕, 张磊, 高翔, 杨光明
【申请人】中航工业哈尔滨轴承有限公司
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