[发明专利]高轴向承载能力的圆柱滚子轴承

说明书

技术领域

本发明涉及滚动轴承技术领域，特别涉及一种可用于载重汽车驱动桥主减速器主锥导向支承的高轴向承载能力的圆柱滚子轴承。

背景技术

目前，中、重载汽车驱动桥主减速器主锥导向支承轴承一般都采用圆柱滚子轴承，参见图1-图5所示。这种圆柱滚子轴承在设计理论上主要承受径向载荷，不承受轴向载荷。但在实际使用过程中，受到相关零部件的加工、装配精度难于保证和汽车超载、路况差等因素的影响，圆柱滚子轴承往往要承受较大的轴向载荷，导致轴承内圈挡边破裂，轴承损坏，并致使相关零部件损坏，严重影响车辆行驶安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于载重汽车驱动桥主减速器主锥导向支承的高轴向承载能力的圆柱滚子轴承，它通过改变轴承内、外圈与滚子端面接触部位的挡边形状和滚子接触端面形状，改善轴承内、外圈挡边和滚子端面接触区的润滑状况，形成较好的弹性流体动力润滑，从而能够大大提高轴向承载能力，有效防止内圈挡边破裂，降低产品使用的故障率。

本发明技术方案如下所述：

一种高轴向承载能力的圆柱滚子轴承，它包括外圈、内圈、夹设于外圈与内圈之间的满装圆柱滚子以及设于内圈和圆柱滚子一侧的平挡圈，其特征在于：

在所述圆柱滚子轴承沿轴线剖切的横截面上，外圈和内圈的挡边均呈微凸的挡边弧线，位于该挡边弧线两端点之间的弦线与所述圆柱滚子轴承沿垂直轴线剖切的纵截面之间具有0°15’～0°30’的挡边倾斜角α，且该挡边弧线与该弦线中点具有2～3μm的最大垂直距离(也称凸度量)；

在所述圆柱滚子轴承沿轴线剖切的横截面上，所述圆柱滚子端面与外圈和内圈的挡边接触的接触部位呈球面线，且该圆柱滚子端面的球面线的实际曲率半径为与挡边弧线相切(由于挡边弧线的凸度量非常微小，计算时已将其近似为直线，即等同于弦线)的滚子端面球面线理论计算曲率半径的90％-95％；

所述滚子端面球面线理论计算曲率半径R的计算公式如下：

R＝(D_we/2-H₁)/sinα，

R：滚子端面球面线理论计算曲率半径；

D_we：圆柱滚子的有效直径；

H₁：圆柱滚子端面与挡边的接触点至滚道表面径向距离；

α：挡边倾斜角。

所述圆柱滚子端面的球面线的实际曲率半径优选为与挡边弧线相切的滚子端面球面线理论计算曲率半径R的95％。

此外，为了进一步增大挡边强度，提高轴向承载能力，本发明上述技术方案还进一步改进如下：所述内圈的挡边弧线与内圈的滚道母线之间取消越程槽，改为直接衔接(即内圈的挡边弧线与内圈的滚道母线之间无越程槽)。

所述内圈滚道母线、外圈滚道母线和圆柱滚子母线呈相互匹配的对数曲线凸度形状；

①所述外圈滚道母线的对数曲线凸度形状的凸度量为4～7μm，对数曲线方程为：

y_上限＝-2.41ln(1-0.1125×10^-3x-16.8×10^-3x²+2×10^-6x³)；

y_下限＝-1.38ln(1-0.1125×10^-3x-16.8×10^-3x²+2×10^-6x³)；

②所述内圈滚道母线的对数曲线凸度形状的凸度量为4～7μm，对数曲线方程为：

y_上限＝-2.41ln(1-0.1125×10^-3x-16.8×10^-3x²+2×10^-6x³)；

y_下限＝-1.38ln(1-0.1125×10^-3x-16.8×10^-3x²+2×10^-6x³)；

③所述圆柱滚子母线的对数曲线凸度形状的凸度量为5～8μm，对数曲线方程为：