消除涡动的角接触球轴承保持架及轴承

1.本实用新型涉及一种轴承，尤其是涉及一种消除涡动的角接触球轴承保持架及轴承。


背景技术：

2.高速精密角接触球轴承在旋转过程中，内圈带动钢球，钢球带动保持架高速旋转。由于目前保持架兜孔采用直兜孔，钢球与兜孔壁接触点处的公转线速度方向与钢球施加到保持架上的接触力的方向不重合，因此，钢球施加到保持架上的接触力存在径向分力（沿着保持架的直径方向），使得保持架和钢球碰撞的瞬间产生涡动，引起轴承振动和噪声。
3.cn114183460a提供一种角接触球轴承保持架、角接触球轴承，其中的轴承保持架，包括环形架体，环形架体上构造有多个兜孔，多个所述兜孔沿所述环形架体的周向间隔设置，每个所述兜孔具有径向内锁口及径向外锁口，所述环形架体具有与所述环形架体同心的中心筒面，所述中心筒面与所述兜孔的孔壁相交于中心环，由所述径向内锁口至所述中心环之间的兜孔壁及由所述径向外锁口至所述中心环之间的兜孔壁皆为扩口结构，所述扩口结构能够对处于所述兜孔内的钢球形成沿所述环形架体的径向方向上的引导修正。
4.但是上述保持架中，钢球施加到保持架上的接触力仍存在径向分力，无法消除涡动和由此引起的振动和噪声。


技术实现要素：

5.为了实现背景技术中的应用，本实用新型公开一种消除涡动的角接触球轴承保持架。
6.为实现上述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：
7.一种消除涡动的角接触球轴承保持架，包括保持架本体，所述保持架本体上设置有多个用于承接钢球的兜孔；所述兜孔为圆台型，所述兜孔的孔壁的延长线经过保持架本体中心。
8.作为优选方案，所述圆台的半锥角为7
°
～8
°
。
9.作为优选方案，所述圆台的半锥角为7.4
°‑
7.8
°
。
10.作为优选方案，由酚醛树脂或工程塑料制成。
11.作为优选方案，所述的兜孔由成型钻头在保持架本体上均匀钻出。
12.一种具有所述的角接触球轴承保持架的轴承，所述的球轴承的钢球直径db、轴承内圈的外径di和保持架兜孔的半锥角α满足db/(di+db)=sinα。
13.作为优选方案，所述的钢球与内圈接触时与保持架本体的接触点位于兜孔的内侧点。
14.本实用新型的有益效果为：
15.由于目前保持架兜孔采用直兜孔或其他形状的兜孔，钢球与兜孔壁接触点处的公转线速度方向与钢球施加到保持架上的接触力的方向不重合，本实用新型通过将兜孔设计
为渐缩型兜孔，所述兜孔为圆台型，所述圆台的半锥角为arcsin（db/(di+db)）,其中db为钢球的直径，di为轴承内圈的外径，这样可使得兜孔壁的延长线通过保持架本体中心即轴承中心，由此可保证钢球与保持架锥形兜孔壁接触时，保持架受到的接触力方向与钢球在接触点处的公转线速度方向重合，避免了碰撞时保持架受到钢球与兜孔壁之间接触力的径向分力，消除了保持架与钢球碰撞瞬间涡动和由此引起的振动和噪声，也降低了碰撞能量损耗引起的发热。
附图说明
16.图1为轴承结构示意图。
17.图2为结构分析示意图。
具体实施方式
18.通过下面的实施例可以更详细地解释本实用新型，公开本实用新型的目的旨在保护本实用新型范围内的一切变化和改进，本实用新型并不局限于下面的实施例。
19.本实用新型的角接触轴承保持架包括保持架本体，所述保持架本体上设置有多个用于承接钢球的兜孔；所述兜孔的孔壁的延长线经过保持架本体中心兜孔的半锥角为所述圆台的半锥角为7
°
～8
°
，优选7.4
°‑
7.6
°
。
20.其中，所述的保持架本体由酚醛树脂或工程塑料制成。所述的兜孔由成型钻头在保持架本体上均匀钻出。
21.本实用新型通过将兜孔设计为渐缩型兜孔，并且使兜孔壁的延长线通过保持架本体中心即轴承中心，且兜孔的半锥角为所述圆台的半锥角为7
°
～8
°
，具体大小由钢球直径db与轴承内圈外径di的比值决定，这样可保证钢球与保持架渐缩形兜孔壁接触时，保持架受到的接触力方向与钢球在接触点处的公转线速度方向重合，避免了碰撞时保持架受到钢球与兜孔壁之间接触力的径向分力，消除了保持架与钢球碰撞瞬间涡动，以及涡动引起的振动和噪声，也降低了碰撞能量损耗引起的发热。
22.同时，本实用新型公开了一种具有所述的角接触球轴承保持架的轴承，所述的轴承保持架兜孔半锥角满足arcsin（db/(di+db)，db和di分别为钢球直径和内圈外径，α为半锥角。即，钢球被定位在轴承内圈和外圈间并与两者都保持接触，同时，钢球被定位于圆台型兜孔内且保持一个环周均与其接触且相切，其中，所述的钢球与内圈接触时与保持架本体的接触点位于圆台型兜孔的偏内侧，优选为最内侧点。
[0023] 作为一种具体实施例，该设计保持架本体2所用钢球的球径 quote
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为5.5mm，保持架本体2的外径为45.8mm，内径为41.9mm，轴承内圈1外径37mm。
[0024]
球心为o，轴承中心为m，原直兜孔壁为ab，改进后的锥形兜孔壁cd，a点和b点即为最外侧点和最内侧点，c点和d点即为最外侧点和最内侧点，连接od，连接dm，连接om；锥形兜孔壁cd延长线通过轴承中心m（即c、d和m在一条线上），且cd与直兜孔壁ab夹角为α，因为按照直兜孔轴承的规定，直兜孔壁ab∥om,则该角α同样为半锥角。直兜孔时钢珠与其理论接触点在b点，因为锥形兜孔壁cd与钢球4在d点接触，cd沿钢球4在d点的切向方向，od为钢球半径方向且沿着cd的法线方向，所以od垂直于cd，因为c、d和m在一条直线上，所以od垂直于dm。计算如下：
[0025]
如图2所示，在直角δodm中，球径，内圈外径，
[0026]
，可得，。
[0027]
因为ab∥om，所以dm与om夹角为7.4
°
。其中，锥形兜孔壁cd与直兜孔壁ab夹角，该夹角α即为圆台的半锥角。
[0028]
因为钢球4作用在保持架本体2上的接触力q沿cd的法线方向即od方向，钢球4与锥形兜孔壁cd接触点d的公转线速度方向为，则沿od方向，所以钢球4作用在保持架本体2上的接触力q与接触点d的公转线速度方向重合，避免了碰撞时保持架本体2受到接触力的径向分力，也减小了瞬间能量损失，消除了保持架本体2与钢球4碰撞瞬间保持架的涡动以及由此引起的振动和噪声，也降低了碰撞能量损耗引起的发热。
[0029]
本实用新型未详述部分为现有技术，故本实用新型未对其进行详述。


技术特征：
1.一种消除涡动的角接触球轴承保持架，其特征在于：包括保持架本体，所述保持架本体上设置有多个用于承接钢球的兜孔；所述兜孔为圆台型，所述兜孔的孔壁的延长线经过保持架本体中心。2.如权利要求1所述的角接触球轴承保持架，其特征在于：所述圆台的半锥角为7
°
～8
°
。3.如权利要求1所述的角接触球轴承保持架，其特征在于：所述圆台的半锥角为7.4
°‑
7.8
°
。4.如权利要求1所述的角接触球轴承保持架，其特征在于：由酚醛树脂或工程塑料制成。5.如权利要求1所述的角接触球轴承保持架，其特征在于：所述的兜孔由成型钻头在保持架本体上均匀钻出。6.一种具有如权利要求1-5任一项所述的角接触球轴承保持架的轴承，其特征在于，所述的球轴承的钢球直径d
b
、轴承内圈的外径d
i
和保持架兜孔的半锥角α满足d
b
/(d
i
+d
b
)=sinα。7.如权利要求6所述的轴承，其特征在于，所述的钢球与内圈接触时与保持架本体的接触点位于兜孔的内侧点。

技术总结
本实用新型公开了一种消除涡动的角接触球轴承保持架及其轴承，所述的保持架包括保持架本体，所述保持架本体上设置有多个用于承接钢球的兜孔；所述兜孔为圆台型，所述兜孔的孔壁的延长线经过保持架本体中心。兜孔壁的延长线通过保持架本体中心即轴承中心，由此可保证钢球与保持架锥形兜孔壁接触时，保持架受到的接触力方向与钢球在接触点处的公转线速度方向重合，避免了碰撞时保持架受到钢球与兜孔壁之间接触力的径向分力，消除了保持架与钢球碰撞瞬间涡动和由此引起的振动和噪声，也降低了碰撞能量损耗引起的发热。碰撞能量损耗引起的发热。碰撞能量损耗引起的发热。


技术研发人员：王燕霜 刘方正 王明伟 邱庆国 王子君 范雨晴 王高峰 王东峰
受保护的技术使用者：齐鲁工业大学
技术研发日：2022.11.23
技术公布日：2023/2/28