一种三段圆弧式滚动球轴承的制作方法

本发明涉及轴承领域，具体涉及一种三段圆弧式滚动球轴承。

背景技术：

滚动轴承是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件。滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成，内圈的作用是与轴相配合并与轴一起旋转；外圈作用是与轴承座相配合，起支撑作用；滚动体是借助于保持架均匀的将滚动体分布在内圈和外圈之间；保持架能使滚动体均匀分布，防止滚动体脱落，引导滚动体旋转起润滑作用。球轴承是常见的一种滚动轴承。

在汽车轮毂电机单元中，电机轴承既作为电机转子支撑部件，又承载整车的重量，使用环境苛刻。电机轴承主要采用深沟球轴承，但是受安装尺寸的限制，球轴承不可能做的较大，那么导致电机轴承承载能力不足，制约了轮毂电机的应用。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种三段圆弧式滚动球轴承，以提高球轴承的承载能力。

为实现上述目的，本发明三段圆弧式滚动球轴承采用如下技术方案：三段圆弧式滚动球轴承，包括外圈、内圈、钢球及保持架，外圈、内圈的滚道横截面均是三段圆弧式结构，所述滚道横截面包括依次衔接的第一圆弧、第二圆弧、第三圆弧，第一圆弧、第二圆弧、第三圆弧的所在圆心中的至多两个圆心同心。

进一步地，所述第一圆弧、第三圆弧的半径值大于第二圆弧的半径值。

进一步地，所述第一圆弧、第三圆弧的半径值相同。

进一步地，所述第一圆弧、第二圆弧、第三圆弧的半径值相同。

进一步地，所述第一圆弧、第二圆弧、第三圆弧中任意两个圆弧均不同心。

进一步地，所述第二圆弧的半径值大于第三圆弧、第二圆弧的半径值。

进一步地，所述第一圆弧、第二圆弧、第三圆弧的半径值不相同。

本发明的有益效果：本发明的球轴承，将内、外圈的滚道的横截面设计为三段圆弧相连接的结构，相对于现有技术中横截面为一个圆弧的结构，可以增加钢球与滚道的接触面积，提高轴承的径向承载能力。在同样的规格尺寸下，具有更高的承载力，能够满足在安装尺寸不足、又需要承受大载荷情况下的要求。另外，内外圈的滚道采用三段式圆弧结构，能够减小轴承的轴向游隙，有利于控制轴承的轴向窜动。在有限的空间内，可以承载更重的车体负荷，因此，可以减小电机尺寸，简化车体设计，进而节约制造成本。

附图说明

图1是本发明三段圆弧式滚动球轴承的实施例1的结构示意图；

图2是现有技术的深沟球轴承中的钢球与内圈滚道接触示意图；

图3是本发明实施例1的球轴承中钢球与内圈滚道接触示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明三段圆弧式滚动球轴承的实施例1：如图1和图3所示，三段圆弧式滚动球轴承，包括外圈1、内圈3、钢球2及保持架，钢球及保持架的结构不变，属于现有技术。本发明的创新之处在于对内外圈的滚道表面进行了重新设计。外圈、内圈的滚道横截面均是三段圆弧式结构，为描述方便，以内圈为例。滚道本是一圆形的弧形槽，其横截面为滚道母线，滚道母线沿内圈中心旋转一周也即形成了滚道。横截面包括依次衔接的第一圆弧r1、第二圆弧r2、第三圆弧r3。第一圆弧r1、第三圆弧r3同心设置且两者半径值相同，第一圆弧r1、第三圆弧r3的半径值大于第二圆弧r2的半径值，且第一圆弧r1的弧长是第二圆弧r2的弧长的二倍以上。为了便于区分第二圆弧的位置，在图中标记有l,l对应第二圆弧的弦长。第一圆弧r1、第三圆弧r3是不与第二圆弧r2同心的，但三者的圆心是位于同一平面内的。这种比值的设计，使得轴承在承受径向载荷时，钢球与滚道表面的接触面积更大。当然，第一圆弧r1、第二圆弧r2、第三圆弧r3的所占圆弧长的比例，可以根据具体情况设置。

从图2、图3中，可以看出改进之后的轴承的优势。图2所示的是现有技术中的深沟球轴承，深沟球轴承中钢球10与内圈20的接触是点接触。内圈20的滚道的横截面为一个半径r的圆弧。在外载荷n1下接触区域为t1。图3所示的是本实施例中轴承的内圈3与钢球2接触状态，同样在n1载荷下，钢球与内圈滚道接触区域为t2，显然，t2大于t1，图3中的钢球的接触应力小于图2中的数值。因此，当图3中的接触应力达到图2中的值时，轴承承受的外载荷必将大于n1，也就说，本实施例中的球轴承在同样规格尺寸下，可以承载更高的外载荷。

从图2、图3中，也可看出，本实施例中的球轴承的轴向游隙也小于同样规格尺寸的现有的轴承的游隙值。减少轴承的轴向游隙，有利于控制轴承的轴向窜动。

本发明的球轴承，将内外圈的滚道表面的横截面设计为三段圆弧相连接的结构，而不是现有技术中的一个圆弧，这样设计可以增加钢球与滚道的接触面积，提高轴承的径向承载能力。在同样的规格尺寸下，具有更高的承载力，能够满足在安装尺寸不足、又需要承受大载荷情况下的要求。而且，三段式圆弧结构，减小了轴承的轴向游隙，有利于控制轴承的轴向窜动。在有限的空间内，可以承载更重的车体负荷，因此，可以减小电机尺寸，简化车体设计，进而节约制造成本。

在承受不同大小的径向载荷时，钢球与内外圈滚道的接触情况是不一样的，以内圈为例，钢球可能与内圈滚道表面的三个圆弧中的两个同时接触，也可能与三个圆弧同时接触。

本发明三段圆弧式滚动球轴承的实施例2：

与实施例1的区别在于，第一圆弧r1、第二圆弧r2、第三圆弧r3的半径值相同。

第一圆弧r1、第二圆弧r2、第三圆弧r3的所在圆心中的任意两个圆心都不同心。

进一步优化，第一圆弧r1、第二圆弧r2、第三圆弧r3的两两相接处设有间隙，间隙较小，是加工滚道表面时形成的，以利于钢球的滚动。

在其他实施例中，第一圆弧、第二圆弧、第三圆弧的半径值可以都不相同。在其他实施例中，第一圆弧、第三圆弧弧长也可短些，小于第二圆弧的弧长。第二圆弧的半径值也可设计成大于第三圆弧、第二圆弧的半径值。

上述实施例中，三段圆弧式滚动球轴承均是单列球轴承，但是本发明的将滚道面设计成三段圆弧式的创新设计不局限应用在单列球轴承上，也可应用到双列球轴承上，或多列球轴承上。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本技术相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种三段圆弧式滚动球轴承，包括外圈、内圈、钢球及保持架，外圈、内圈的滚道横截面均是三段圆弧式结构，所述滚道横截面包括依次衔接的第一圆弧、第二圆弧、第三圆弧，第一圆弧、第二圆弧、第三圆弧的所在圆心中的至多两个圆心同心。本发明的球轴承，将内、外圈的滚道的横截面设计为三段圆弧相连接的结构，相对于现有技术中横截面为一个圆弧的结构，可以增加钢球与滚道的接触面积，提高轴承的径向承载能力。在同样的规格尺寸下，具有更高的承载力，能够满足在安装尺寸不足、又需要承受大载荷情况下的要求。

技术研发人员：闫鹰
受保护的技术使用者：闫鹰
技术研发日：2017.09.18
技术公布日：2019.03.26