滚珠轴承的制作方法

本实用新型属于轴承技术领域，具体地来说，是一种滚珠轴承。

背景技术：

轴承(Bearing)是当代机械设备中一种重要零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。在圆周运动中，轴承是不可或缺的零部件。

按运动元件摩擦性质的不同，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两大类。其中，滚动轴承由于滚动摩擦形式的节能性与高精度，应用范围日益广泛，已成为其中最为重要的分支。

依滚动体的不同，滚动轴承又可分为滚珠轴承与滚子轴承两大类。滚珠轴承又叫球轴承，采用滚珠作为滚动体，不能承受较大的载荷，多应用于轻载的工业场合。

目前的滚珠轴承需要采用七颗滚珠，装配难度很高而造成装配工艺复杂，装配成本居高不下。同时，滚珠加工成本高昂，数量众多的滚珠进一步加重了制造成本。此外，数量众多的滚珠，进一步增加了滚珠与轴承沟道之间的摩擦，噪音很大。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种滚珠轴承，具有简化结构而有效降低制造成本与装配难度，成本低廉而噪音很小。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种滚珠轴承，包括轴承外圈、轴承内圈与保持架：

所述轴承外圈具有外圈沟道，所述轴承内圈具有内圈沟道，所述外圈沟道与所述内圈沟道相对包合而成轴承沟道；

所述保持架上设有3颗滚珠，所述滚珠沿所述滚珠轴承的圆周方向均匀分布；

所述滚珠可滚动地保持于所述轴承沟道上，所述保持架随所述滚珠的运动而旋转地保持于所述轴承外圈与所述轴承内圈之间；

所述滚珠与所述轴承沟道之间具有游隙，所述游隙的数值范围为3～30微米。

作为上述技术方案的改进，在负载条件下，所述滚珠以与所述轴承沟道四点接触的作用形式滚动地保持于所述轴承沟道上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述滚珠与所述轴承沟道之间的压力角数值范围为40°～50°。

作为上述技术方案的进一步改进，所述内圈沟道的圆度不大于5微米。

作为上述技术方案的进一步改进，所述内圈沟道的表面粗糙度不大于0.5微米。

作为上述技术方案的进一步改进，所述外圈沟道的圆度不大于5微米。

作为上述技术方案的进一步改进，所述外圈沟道的表面粗糙度不大于0.5微米。

作为上述技术方案的进一步改进，所述保持架上设有用于容纳所述滚珠的兜孔，所述兜孔的两端开口分别面向所述外圈沟道与所述内圈沟道。

作为上述技术方案的进一步改进，所述滚珠的球直径偏差不大于0.25微米，球形偏差不大于0.25微米。

作为上述技术方案的进一步改进，所述滚珠的表面粗糙度不大于0.02微米。

本实用新型的有益效果是：通过在保持架上设置3颗滚珠，保持架随滚珠的滚动而旋转地保持于轴承沟道上，滚珠与轴承沟道之间设有处于3～30微米范围内的游隙，实现了以3颗滚珠连接轴承内圈与轴承外圈的结构形式，减少了滚珠数目，降低了装配难度，提供了一种制造成本低、噪音小的滚珠轴承。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施例1提供的滚珠轴承的主视图；

图2是图1中滚珠轴承的A-A剖视图；

图3是图2中滚珠轴承的M处放大视图；

图4是图3中滚珠轴承的N处放大视图。

主要元件符号说明：

1000-滚珠轴承，0100-轴承外圈，0110-外圈沟道，0200-轴承内圈，0210-内圈沟道，0300-保持架，0310-兜孔，0400-滚珠，α-压力角。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对滚珠轴承进行更全面的描述。附图中给出了滚珠轴承的优选实施例。但是，滚珠轴承可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对滚珠轴承的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在滚珠轴承的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

请结合参阅图1、图2、图3与图4，滚珠轴承1000包括轴承外圈0100、轴承内圈0200与保持架0300：

轴承外圈0100具有外圈沟道0110，轴承内圈0200具有内圈沟道0210，外圈沟道0110与内圈沟道0210相对包合而成轴承沟道；

保持架0300上设有3颗滚珠0400，滚珠0400沿滚珠轴承1000的圆周方向均匀分布；

滚珠0400可滚动地保持于轴承沟道上，保持架0300随滚珠0400的运动而旋转地保持于轴承外圈0100与轴承内圈0200之间；

滚珠0400与轴承沟道之间具有游隙，游隙的数值范围为3～30微米。

具体地，滚珠0400与轴承沟道之间的游隙，是指在滚珠轴承1000完成组装后，将轴承外圈0100与轴承外圈0100二者中的一方固定时，使二者中的另一方沿滚珠轴承1000的径向或轴向移动所可发生的移动距离。

游隙的大小对滚珠轴承1000的疲劳寿命、温升、噪声、振动等性能均有影响。在3～30微米的游隙范围内，滚珠0400与轴承沟道的间隙距离合理。在滚动轴承受到负载作用时，内外圈受压而挤压滚珠0400。滚珠0400与轴承沟道发生挤压变形，以点接触的形式传递动力与运动。

由于游隙数值合理，滚珠0400与轴承沟道的变形量处于理想范围内，使3颗滚珠0400可均匀地接受载荷，避免过大游隙引致的偏心，同时避免过小间隙引致的承载不足。

游隙所保证的合理变形量，以有助于保持应力处于滚珠0400与轴承沟道的额定范围内，避免应力过大而对接触面造成破坏，进一步改善滚珠轴承1000使用寿命。

在此，可实现3颗滚珠0400的结构形式，大幅减少滚珠轴承1000所需滚珠0400的数量，有效地降低了滚珠轴承1000的制造成本。同时，滚珠0400的数量减少，亦有利于降低装配难度，简化装配工艺，进一步降低滚珠轴承1000的制造成本。

优选地，在负载条件下，滚珠0400以与轴承沟道四点接触的作用形式滚动地保持于轴承沟道上。

具体地，滚珠0400一侧与外圈沟道0110形成两点接触，另一侧与内圈沟道0210形成两点接触，从而与轴承沟道形成四点接触。

受到负载作用时，滚珠0400与轴承沟道之间通过四个接触点而发生力的作用。四点接触的形式，使滚珠0400与轴承沟道之间可发生沿滚珠轴承1000轴向的力作用，亦可发生沿滚珠轴承1000径向的力作用，保证滚珠轴承1000具有同时承受轴向载荷与径向载荷的能力，进一步扩大滚珠轴承1000的应用范围。

进一步优选，滚珠0400与轴承沟道之间的压力角α数值范围为40°～50°。

具体地，压力角α是指轴承压力线与径向平面之间的夹角。其中，轴承压力线是指，轴承内圈0200与轴承外圈0100发生负荷力作用时，滚珠0400与轴承内圈0200、轴承外圈0100的接触点之间的连线，力的作用沿压力线而传递。

压力角α处于40°～50°之间时，滚珠轴承1000的轴向载荷与径向载荷较为均衡，使滚珠轴承1000的承载能力进一步增强。

优选地，内圈沟道0210的圆度不大于5微米。

具体地，内圈沟道0210的圆度是一项重要的质量指标，直接影响轴承的工作精度、平稳性和使用寿命。

其中，内圈沟道0210的圆度又叫圆度公差，是指内圈沟道0210的横截面接近理论圆的程度。圆度公差属于形状公差，其公差带是以公差值t为半径差的两同心圆之间的区域。圆度的数值越小，表明内圈沟道0210偏离理论圆的程度越小，内圈沟道0210越圆滑。

在内圈沟道0210的圆度不大于5微米的条件下，轴承沟道更为圆滑，使滚珠0400于轴承沟道内滚动更为顺畅，且轴承沟道表面不具微小突变点，避免对滚珠0400造成点蚀损害。

同时，滚珠0400与轴承沟道之间具有更理想的点接触状态，使沿程阻力更小，一方面利于降低沿程阻力造成的转动能量损耗，节约能量而保证旋转速度；另一方面利于避免发生尖角碰撞而发出噪声，有效地降低滚珠轴承1000的噪音。

优选地，内圈沟道0210的表面粗糙度不大于0.5微米。

具体地，表面粗糙度(surface roughness)是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度。其两波峰或两波谷之间的距离(波距)很小(在1毫米以下)，它属于微观几何形状误差。一般地，表面粗糙度越小，则表面越光滑。

在内圈沟道0210的表面粗糙度不大于0.5微米的条件下，内圈沟道0210表面光滑。进而，轴承沟道表面光滑，极大地降低滚珠0400滚动过程受到的阻尼作用，有利于提高滚珠轴承1000的额定转速，使滚珠轴承1000适用于高速场合。

同时，表面粗糙度较小，保证内圈沟道0210表面不存在突变点，避免突变点对滚珠0400表面造成应力集中的点蚀损害。

优选地，外圈沟道0110的圆度不大于5微米。

具体地，外圈沟道0110的圆度是一项重要的质量指标，直接影响轴承的工作精度、平稳性和使用寿命。

如前所述，类似于内圈沟道0210的圆度影响，在内圈沟道0210的圆度不大于5微米的条件下，轴承沟道更为圆滑，使滚珠0400于轴承沟道内滚动更为顺畅，且轴承沟道表面不具微小突变点，避免对滚珠0400造成点蚀损害。

优选地，外圈沟道0110的表面粗糙度不大于0.5微米。

具体地，在外圈沟道0110的表面粗糙度不大于0.5微米的条件下，外圈沟道0110表面光滑。进而，轴承沟道表面光滑，极大地降低滚珠0400滚动过程受到的阻尼作用，有利于提高滚珠轴承1000的额定转速，使滚珠轴承1000适用于高速场合。

同时，表面粗糙度较小，保证外圈沟道0110表面不存在突变点，避免突变点对滚珠0400表面造成应力集中的点蚀损害。

优选地，保持架0300上设有用于容纳滚珠0400的兜孔0310，兜孔0310的两端开口分别面向外圈沟道0110与内圈沟道0210。

具体地，滚珠0400可滚动地保持于兜孔0310内。滚珠0400自兜孔0310的两端开口突出于保持架0300外，在负载作用下与外圈沟道0110及内圈沟道0210发生接触。

当滚珠0400于轴承沟道内滚动运转时，滚珠0400通过兜孔0310而驱动保持架0300同时运动，使保持架0300随滚珠0400的滚动而在轴承外圈0100与轴承内圈0200之间旋转。

进一步优选，保持架0300上设有3个兜孔0310，分别用于容纳3颗滚珠0400。

具体地，兜孔0310沿滚珠轴承1000的圆周方向均匀分布于保持架0300上，保证3颗滚珠0400的均匀分布。

优选地，滚珠0400的球直径偏差不大于0.25微米，球形偏差不大于0.25微米。

具体地，球直径偏差是指滚珠0400的球形直径与公称直径之间的偏差值。滚珠0400的球直径偏差较小，可有效保证滚珠0400的尺寸在理想范围内，进一步改善滚珠0400与轴承沟道的契合度，使滚珠0400与轴承沟道之间的受力与运动状态更佳。

球形偏差又称球度，即滚珠0400的球形形状与理想球形之间的偏差度。滚珠0400的球形偏差较小，可有效保证滚珠0400的球形更为理想，不会出现跳动凸起，使滚珠0400与轴承沟道之间的受力与运动状态更佳，进一步降低阻尼影响。

优选地，滚珠0400的表面粗糙度不大于0.02微米。

具体地，滚珠0400的表面粗糙度不大于0.02微米，保证滚珠0400表面极为光滑，从而极大地降低滚珠0400滚动过程受到的阻尼作用，有利于提高滚珠轴承1000的额定转速，使滚珠轴承1000适用于高速场合。

同时，表面粗糙度较小，保证滚珠0400表面不存在突变点，避免突变点对滚珠0400表面造成应力集中的点蚀损害。

此外，滚珠0400表面不存在突变点，保证滚珠0400与轴承沟道之间确切地以四点接触的形式而发生力的作用，从而保证滚珠0400与轴承沟道之间的较佳载荷传递。

优选地，轴承外圈0100与轴承内圈0200可由轴承钢、陶瓷、塑料等制成，保持架0300可由塑料、轻金属等制成，滚珠0400可由轴承钢、陶瓷、塑料等制成。其中，轻金属是指密度小于4.5克/立方厘米的金属，如铍、铝、镁、钠、钾、钙、锶等。

在此，由于结构改良，滚珠轴承1000的制作材料大为拓展，使应用场合更为丰富。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。