一种滚道和球表面具有织构序列的滚动轴承的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种滚道和球表面具有织构序列的滚动轴承。包括轴承外圈、轴承内圈、保持架和球；其特征在于：在轴承外圈的内滚道表面或轴承内圈外滚道表面或球表面，或者其任意两个表面，或者三个表面设有织构序列。轴承外圈的内滚道表面织构序列是一组与内滚道接触点线速度的夹角在圆周方向上按规律变化的条状沟槽；轴承内圈外滚道表面织构序列是一组与外滚道接触点线速度的夹角在圆周方向上按规律变化的条状沟槽；球表面织构序列是一条球形螺旋线沟槽。本实用新型的织构序列，能使球表面的每个点都参与接触，而不是球表面一个环带内的点参与接触。因此球表面接触均匀，对于球表面某任意定点承受的应力循环次数减少，提高了滚动轴承的接触疲劳寿命。
【专利说明】一种滚道和球表面具有织构序列的滚动轴承
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种滚动轴承，尤其是涉及一种滚道和球表面具有织构序列的滚动轴承。
【背景技术】
[0002]在滚动轴承中，滚动体与套圈滚道的相对运动和污物尘埃的侵入，是滚动体和滚道表面产生磨损。随着磨损量的增大，轴承游隙、噪声、振动随之增大，轴承旋转精度降低，最终使轴承丧失了正常的工作性能。
[0003]近年来的大量研究证明，并非越光滑的表面其摩擦学性能就越好，在摩擦副表面加工出一定的织构序列能改善其摩擦学性能。表面织构就是在摩擦副表面上加工出的具有一定尺寸和形态特征的微凹坑或微凹槽以及微凸体。
[0004]基于上述背景，如果能合理设计出套圈滚道以及滚动体的表面织构序列，必然会减少轴承滚道和球的磨损量，提高滚动轴承的接触疲劳寿命。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种滚道和球表面具有织构序列的滚动轴承，在轴承外圈的内滚道或轴承内圈外滚道或球的表面或者其任意两个表面或三个表面设有织构序列。
[0006]本实用新型采用的技术方案是:
[0007]本实用新型包括轴承外圈、轴承内圈、保持架和球；其特征在于:在轴承外圈的内滚道表面或轴承内圈外滚道表面或球表面，或者其任意两个表面，或者三个表面设有织构序列。
[0008]所述的轴承外圈的内滚道表面织构序列是一组与内滚道接触点线速度的夹角在圆周方向上按规律变化的条状沟槽。
[0009]所述的轴承内圈外滚道表面织构序列是一组与外滚道接触点线速度的夹角在圆周方向上按规律变化的条状沟槽。
[0010]所述球表面织构序列是一条球形螺旋线沟槽。
[0011 ] 所述轴承外圈的内滚道表面或轴承内圈外滚道表面织构序列的按规律变化为:在滚动轴承的径向平面内建立xoy坐标系,所述的坐标系以旋转中心为坐标原点；在xoy坐标系的第一象限内，滚道表面的条状沟槽与内滚道或外滚道接触点线速度方向的夹角从90°减少至45° ;在xoy坐标系的第二象限内，滚道表面的条状沟槽与内滚道或外滚道接触点线速度方向的夹角从45°增加至90° ;在xoy坐标系的第三象限内，滚道表面的条状沟槽与内滚道或外滚道接触点线速度方向的夹角从90°增加至135° ;在107坐标系的第四象限内，滚道表面的条状沟槽与内滚道或外滚道接触点线速度方向的夹角从135°减少至90。。
[0012]所述的球形螺旋线由以下方程建立:[0013]p = r(I)
[0014]θ = 180t(2)
[0015]
φ = MOnt(3)
[0016]球形螺旋线建立在以球的球心为原点的球坐标系内；公式(I )、(3)中，r是球形螺旋线的半径，t是O~I的变量,η是螺旋线的圈数，(P , Θ ,识)为球形螺旋线上点的坐标。
[0017]所述轴承外圈的内滚道表面或轴承内圈外滚道表面织构序列的总面积为内外圈滚道表面积的7.5%~30% ;球表面织构序列的总面积为球表面积的7.5%~30% ;轴承外圈的内滚道或轴承内圈外滚道或球表面织构序列条状沟槽的深宽比为1: 4~5。
[0018]本实用新型具有的有益效果是:
[0019]1、与滚道和球表面无织构序列的滚动轴承相比，滚道和球表面织构序列的凹槽可容纳磨粒，提高了摩擦副的耐磨性；在有润滑剂存在的情况下，有利于形成流体动压润滑，提高了滚道和球表面承载能力，起到减摩抗磨的作用。
[0020]2、与套圈滚道表面具有一组恒垂直于套圈滚道接触点线速度方向的均匀织构序列的滚动轴承相比，所述的套圈滚道表面织构序列与套圈滚道接触点线速度方向的夹角在圆周上按一定规律变化的这种滚动轴承，使球表面每个点都参与接触，而不仅仅是表面一个环带内的点参与接触。滚动轴承工作时，球在滚道内受交变载荷作用。球表面参与接触的点越多，那么在轴承运转的一定转数内，球表面某任意定点承受应力的次数减少，磨损量降低。因此，设计的滚动轴承滚道和球表面织构序列能够使球表面各点的磨损量均匀，提高了滚动轴承的接触疲劳寿命。`
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是内外滚道表面织构序列的示意图。
[0022]图2是球表面织构序列的示意图。
[0023]图3是本实用新型结构及套圈滚道表面织构序列与接触点线速度方向夹角的变规律示意图。
[0024]图4是球与套圈滚道接触的示意图。
[0025]图5是球自转运动的示意图。
[0026]图中:1、轴承内圈，2、球，3、保持架，4、轴承外圈。
【具体实施方式】
[0027]下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0028]如图1、图3所示，本实用新型包括轴承外圈4、轴承内圈1、保持架3和球2。在轴承外圈4的内滚道表面或轴承内圈I外滚道表面或球2表面，或者其任意两个表面，或者三个表面设有织构序列。
[0029]所述的轴承外圈的内滚道表面织构序列是一组与内滚道接触点线速度的夹角在圆周方向上按规律变化的条状沟槽。
[0030]所述的轴承内圈外滚道表面织构序列是一组与外滚道接触点线速度的夹角在圆周方向上按规律变化的条状沟槽。[0031]如图2所示，所述球表面织构序列是一条球形螺旋线沟槽。
[0032]如图1所示，是内外滚道表面织构序列的示意图。把轴承内圈或外圈沿圆周方向展开并平铺于平面中，内外滚道表面织构序列是一组其与内外滚道接触点线速度的夹角在圆周方向上按图示规律变化的条状沟槽。如图3所示，所述轴承外圈的内滚道或轴承内圈外滚道表面织构序列的按规律变化为:在滚动轴承的径向平面内建立xoy坐标系，所述的坐标系以旋转中心为坐标原点；在乂07坐标系的第一象限内，滚道表面的条状沟槽与内滚道或外滚道接触点线速度方向的夹角从90°减少至45° ;在xoy坐标系的第二象限内，滚道表面的条状沟槽与内滚道或外滚道接触点线速度方向的夹角从45°增加至90° ;在乂07坐标系的第三象限内，滚道表面的条状沟槽与内滚道或外滚道接触点线速度方向的夹角从90°增加至135° ;在xoy坐标系的第四象限内，滚道表面的条状沟槽与内滚道或外滚道接触点线速度方向的夹角从135°减少至90°。
[0033]所述的球形螺旋线由以下方程建立:
【权利要求】
1.一种滚道和球表面具有织构序列的滚动轴承，包括轴承外圈、轴承内圈、保持架和球；其特征在于:在轴承外圈的内滚道表面或轴承内圈外滚道表面或球表面，或者其任意两个表面，或者三个表面设有织构序列。
2.根据权利要求1所述的一种滚道和球表面具有织构序列的滚动轴承，其特征在于:所述的轴承外圈的内滚道表面织构序列是一组与内滚道接触点线速度的夹角在圆周方向上按规律变化的条状沟槽。
3.根据权利要求1所述的一种滚道和球表面具有织构序列的滚动轴承，其特征在于:所述的轴承内圈外滚道表面织构序列是一组与外滚道接触点线速度的夹角在圆周方向上按规律变化的条状沟槽。
4.根据权利要求1所述的一种滚道和球表面具有织构序列的滚动轴承，其特征在于:所述球表面织构序列是一条球形螺旋线沟槽。
5.根据权利要求2或3所述的一种滚道和球表面具有织构序列的滚动轴承，其特征在于:所述轴承外圈的内滚道表面或轴承内圈外滚道表面织构序列按规律变化为:在滚动轴承的径向平面内建立xoy坐标系，所述的坐标系以旋转中心为坐标原点；在107坐标系的第一象限内，滚道表面的条状沟槽与内滚道或外滚道接触点线速度方向的夹角从90°减少至45° ;在xoy坐标系的第二象限内，滚道表面的条状沟槽与内滚道或外滚道接触点线速度方向的夹角从45°增加至90° ;在xoy坐标系的第三象限内，滚道表面的条状沟槽与内滚道或外滚道接触点线速度方向的夹角从90°增加至135° ;在xoy坐标系的第四象限内，滚道表面的条状沟槽与内滚道或外滚道接触点线速度方向的夹角从135°减少至90°。
6.根据权利要求4所述的一种滚道和球表面具有织构序列的滚动轴承，其特征在于: 所述的球形螺旋线由以下方程建立: P = r(I) Θ = 180t(2) φ = 36§ιιΙ( 3 ) 球形螺旋线建立在以球的球心为原点的球坐标系内；公式(1)、(3)中，r是球形螺旋线的半径，t是O~I的变量，η是螺旋线的圈数，(P , Θ , f )为球形螺旋线上点的坐标。`
7.根据权利要求1所述的一种滚道和球表面具有织构序列的滚动轴承，其特征在于:所述轴承外圈的内滚道表面或轴承内圈外滚道表面织构序列的总面积为内外圈滚道表面积的7.5%~30% ;球表面织构序列的总面积为球表面积的7.5%~30% ;轴承外圈的内滚道或轴承内圈外滚道或球表面织构序列条状沟槽的深宽比为1: 4~5。
【文档编号】F16C33/32GK203627524SQ201320806613
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2013年12月9日
【发明者】许迪初, 彭龙龙, 汪久根 申请人:浙江大学