CN116044906A - 短圆柱滚子轴承用保持架及短圆柱滚子轴承 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种短圆柱滚子轴承用保持架及短圆柱滚子轴承，包括保持架本体，保持架本体设置为环状结构，且保持架本体上沿保持架本体的周向有间隔地均匀布置有多个依次交替分布的保持架窗口和过樑，多个保持架窗口中每一保持架窗口在保持架本体的同一径向平面上贯穿保持架本体的侧壁，过樑的侧壁面呈台阶结构，且与中心径向平面对称。滚子插入保持架窗口，滚子在近端部与过樑引导台阶接触，与过樑其它部分不接触，从而实现滚子在近端部的引导，将改善滚子在运转过程中运动精度，降低滚子产生“歪斜”的概率，并改善润滑油脂或润滑油的流动，且滚子与过樑的接触面积更小，从而使得相互之间的摩擦力也更小，轴承的运转温度也进一步有所降低。

Description

短圆柱滚子轴承用保持架及短圆柱滚子轴承

技术领域

本发明涉及轴承技术领域，尤其涉及一种短圆柱滚子轴承用保持架及短圆柱滚子轴承。

背景技术

短圆柱滚子轴承根据应用要求，可以采用多种保持架，常采用的保持架包括塑料保持架、冲压保持架，车制保持架，广泛应用于各种工业和汽车部件。如图1a-图1d所示，短圆柱滚子轴承有内圈20、外圈10、保持架30、短圆柱滚子40所组成，车制保持架30通常采用铝和铜，结构形式有两种，一体型和分离型，一体型如图1a所示，分离型如图1b所示，有一个端面环依靠铆钉结合成一体。塑料保持架如图1c所示，通常采用塑料注塑成型加工。冲压保持架如图1d所示。

对于车制保持架和塑料注塑成型保持架，保持架窗口采用圆柱兜孔，即圆柱兜孔的直径略大于滚子直径，同样，窗口的长度略大于滚子长度，以保证滚子在保持架窗口内灵活转动。

如图2a所示，当滚子40母线为直线时，滚子40和内外圈滚道的接触应力沿滚子的轴向方向的分布，在滚子的两端会出现所谓的应力集中，从而降低滚子或/和滚道的疲劳寿命，因此，为了克服滚子两端的应力集中缺陷，通常对滚子表面或/和滚道表面的母线进行修型，即让滚子母线和/或道表面带有“凸度”，滚子或滚道带有“凸度”后，滚子与滚道表面的接触应力分布沿滚子轴向的分布，如图2b所示，滚子的两端出现的所谓应力集中，将会显著降低。

如图2b所示，当滚子母线40存在凸度时，滚子自转一圈，转动弧长是不一样的，这样滚子40就会产生“歪斜”，进而造成滚子40“倾斜”。同样，当短圆柱滚子轴承承受力矩载荷时，滚子40会产生“倾斜”，也会造成滚子40“歪斜”。

当滚子母线或滚道表面带有“凸度”，保持架30过樑与滚子的相互作用力集中于滚子的中部，如图3a所示。当保持架30和滚子40在转动过程中，施加于滚子40中部的作用力(推力)，使滚子40更容易发生“歪斜”，滚子发生“歪斜”后，如图3b所示，滚子40的中心线与保持架30窗口的中心线在周向平面内发生相交，使保持架30过樑与滚子的相互作用力集中于滚子的一端，从而使滚子40的中心线与保持架30窗口的中心线在周向平面内相交线的角度方向发生交替变化，影响滚子轴承的速度性能。

如图3a所示，滚子40与保持架30过樑沿轴线全长接触，且保持架过樑上的圆柱兜孔曲率半径与滚子曲率半径非常接近，是高吻合线接触，圆柱兜孔表面的润滑油(脂)不易流动或保持，容易造成保持架窗口圆柱兜孔接触区发生贫油润滑而烧伤保持架兜孔。同样，如图3a和图3b所示，滚子与保持架过樑沿轴线全长接触，且保持架窗口圆柱兜孔曲率半径与滚子曲率半径非常接近，是高吻合线接触，接触区面积较大，接触区摩擦力较大，从而造成轴承运转摩擦力矩较大，运转温升较高。因此，这种结构保持架存在下列几个缺陷：

1、滚子和保持架窗口圆柱兜孔的作用点并非完全在滚子节圆直径上，因此，滚子运动和受力波动大，限制了轴承的高速性能；

2、滚子40和保持架窗口圆柱兜孔的相互作用力分布在滚子全长上，由于滚子40表面存在凸度，作用力分布将向滚子的中部集中(如图3a所示)，容易出现滚子40“歪斜”(如图3b所示)；

3、保持架相对滚子在径向方向的窜动量大，限制了轴承的高速性能；

4、保持架窗口圆柱兜孔不具备储存油脂功能，不利于润滑油的流动，当滚子长时间转动后，兜孔表面的油(脂)将被挤出，造成保持架窗口圆柱兜孔烧伤。

5、滚子运转过程中容易发生所谓的“歪斜”，同时滚子“歪斜”状态下与保持架过樑的相互作用力偏向保持架过樑轴线一端，如图3b所示，发生保持架过樑断裂的概率增大。

6、轴承运转摩擦力矩较大。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的短圆柱滚子轴承用保持架运转时容易“歪斜”，从而影响轴承速度性能的问题。

为解决上述问题，本发明的实施方式提供一种短圆柱滚子轴承用保持架，包括保持架本体，所述保持架本体设置为环状结构，且所述保持架本体上沿所述保持架本体的周向有间隔地均匀布置有多个依次交替分布的保持架窗口和窗口之间的过樑，所述多个保持架窗口中每一保持架窗口在所述保持架本体的同一径向平面上贯穿所述保持架本体的侧壁，并用于供短圆柱滚子轴承的滚子插入，所述过樑的侧壁面呈台阶结构；其中，

所述过樑的侧壁面上形成两个引导台阶，两个所述引导台阶相对于所述滚子的中心径向平面呈对称设置，且所述引导台阶的台阶面在所述保持架本体的周向突出于所述过樑的所述侧壁面，插入所述保持架窗口的所述滚子的外壁面与所述引导台阶的台阶面相接触。

采用上述技术方案，本实施方式提供的短圆柱滚子轴承用保持架，由于过樑的侧壁面呈台阶结构，且过樑的侧壁面上形成两个引导台阶，在滚子插入保持架窗口内时，滚子与引导台阶接触，而与过樑中间部分不接触，从而实现滚子在近端部的引导，将改善滚子在运转过程中运动精度，降低滚子产生“歪斜”的概率。同时这种结构相比于滚子与保持架过樑沿轴线全长接触，还可避免表面的润滑油(脂)不易流动或保持，容易造成保持架过樑与滚子接触区发生贫油润滑而烧伤保持架窗口的风险，以及滚子与保持架过樑的接触区的受力集中于中间部分，容易发生保持架过樑断裂的风险。

另外，通过设置为滚子与引导台阶接触，相比于滚子与保持架过樑沿轴线全长接触，滚子与过樑的接触面积更小，从而使得相互之间的摩擦力也更小，运转温度也进一步有所降低。

此外，本实施方式中的两个引导台阶相对于滚子的中心径向平面呈对称设置，利用该结构可使得滚子与过樑的受力更加均匀，有利于提高轴承的高速运转性能。

进一步地，根据发明另一实施方式提供的短圆柱滚子轴承用保持架，每一保持架窗口四个引导台阶壁面母线的连线与端面构成矩形窗口，且各个矩形窗口的中心线的交点位于保持架本体的中心线上，使得每一所述窗口的台阶壁面与对应的滚子的接触线均位于所述圆柱滚子的节圆直径上。

采用上述技术方案，本发明将每一保持架窗口设置为矩形，如此可以保证滚子与台阶接触线位于滚子节圆直径上，不会随保持架的径向、轴向和周向窜动而改变。矩形台阶面与滚子的接触进而使得滚子相对于台阶的内壁面自转时不存在刮去油脂的问题，且降低滚子与窗口过樑的线接触的接触面积。因此，采用本发明提供的这种短圆柱滚子轴承用保持架，不仅可以改善圆柱滚子轴承的高速性能，而且可以提高滚子轴承的润滑效果，降低滚子在转动时的受力波动量和摩擦阻力，从而能够降低滚子轴承锈蚀和漏脂发生的概率，提高滚子轴承的使用寿命。

根据发明另一实施方式提供的短圆柱滚子轴承用保持架，每一所述保持架窗口包括窗口主体部、位于所述窗口主体部在所述保持架本体的径向上至少一端的限位窗口、通过在限位窗口远离矩形窗口的一端延伸至保持架本体的外径面和/或内径面设置矩形窗口；其中，

所述限位窗口的内壁面可使穿过所述保持架窗口的所述滚子对所述保持架施加相对于所述滚子的所述保持架窗口径向和周向窜动的限位力。

采用上述技术方案，本实施方式通过在窗口主体部在保持架窗口引导台阶的径向上至少一端设置限位窗口，且由于限位窗口的内壁面可使插入窗口的滚子施加限制保持架窗口相对滚子窜动的限位力，由此可限制滚子滚动时保持架窗口相对滚子的径向、和周向窜动量。

根据发明另一实施方式提供的短圆柱滚子轴承用保持架，所述台阶面呈平面结构，所述限位窗口的内壁面设置为锥面结构或圆柱面结构。

采用上述技术方案，在一种方案中，台阶面呈平面结构，限位窗口的内壁面设置为锥面结构，通过将台阶面呈平面结构，这样使得窗口主体部为矩形窗口，有利于滚子与台阶面更加平稳地接触，将限位窗口的内壁面设置为锥面结构，在保持架存在径向和周向窜动时，滚子和保持架限位窗口的内壁面的接触面在转动过程中始终与滚子相切。这样不仅有利于滚子与限位窗口内壁面平稳接触，在窗口主体部和限位窗口的交接部分还有利于储存润滑油和润滑脂，有利于内圈转动时，在离心力作用下的润滑油或润滑脂进入窗口主体部，提高滚子的润滑性能。

在另一种方案中，台阶面呈圆柱面结构，限位窗口的内壁面设置为圆柱面结构，但这种方案可使得保持架窗口对滚子在保持架的径向和周向上的限位能力低于锥面结构，在窗口主体部和限位窗口的交接部分也有利于储存润滑油和润滑脂，有利于内圈转动时，在离心力作用下的润滑油或润滑脂进入窗口主体部，提高滚子的润滑性能。

根据发明另一实施方式提供的短圆柱滚子轴承用保持架，所述引导台阶构成为：

通过在所述过樑的侧壁面位于所述保持架窗口的长度方向上的中间位置成槽，使得所述过樑的侧壁面形成为台阶结构，所述过樑的侧壁面上所述槽两侧的壁面构成所述引导台阶。

根据发明另一实施方式提供的短圆柱滚子轴承用保持架，所述引导台阶构成为：

通过在所述过樑的侧壁面位于所述保持架窗口的长度方向上的中间位置和两端位置成槽，使得所述过樑的侧壁面形成为台阶结构，所述过樑的侧壁面上任意相邻两个所述槽之间的壁面构成所述引导台阶。

根据发明另一实施方式提供的短圆柱滚子轴承用保持架，所述保持架本体设置为：

Dc＝PCD+(0.4～0.45)Dw；

dc＝PCD-(0.4～0.45)Dw；其中，

PCD为所述保持架本体的节圆直径，或滚子节圆直径；

Dc为所述保持架本体的外径；

dc为所述保持架本体的内径；

Dw为所述滚子的直径。

根据发明另一实施方式提供的短圆柱滚子轴承用保持架，所述保持架窗口设置为：

△C＝ηDw；其中，

△C为所述保持架窗口的宽度；

Dw为所述滚子的直径；

η设置为1.02～1.04。

根据发明另一实施方式提供的短圆柱滚子轴承用保持架，所述引导台阶设置为：

H＝(0.02～0.1)Dw；

Lm＝(0.5～0.7)Lw；

L＝(0.3～0.5)Lw/2；其中，

H为所述引导台阶相对于所述过樑的所述侧壁面的高度，或所述过樑的侧壁面上所述槽的深度；

L为所述引导台阶在所述保持架窗口的轴向方向上的宽度；

Dw为所述滚子的直径；

Lw为所述保持架窗口在轴向方向的长度；

Lm为两个所述引导台阶在所述保持架窗口的轴向方向上的间隔距离。

根据发明另一实施方式提供的短圆柱滚子轴承用保持架，所述引导台阶设置为：

H＝(0.02～0.1)Dw；

Ln＝(0.25～0.35)Lw/2；

Lm＝(0.3～0.5)Lw；

L＝(0.25～0.35)Lw/2；其中，

H为所述引导台阶相对于所述过樑的所述侧壁面的高度，或所述过樑的侧壁面上所述槽的深度；

L为两个所述引导台阶在所述保持架窗口的轴向方向上的宽度

Ln为所述引导台阶距离过樑端面在轴向方向的长度；

Lw为所述保持架窗口在轴向方向的长度；

Lm为两个所述引导台阶在所述保持架窗口的轴向方向上的间隔距离；

Dw为所述滚子的直径。

根据发明另一实施方式提供的短圆柱滚子轴承用保持架，所述限位窗口的内壁面设置为锥面结构时：

△C₁＝η₁Dw；

△C₂＝η₂Dw；

α取15°-25°之间，其中，

△C₁为所述锥面结构小端的宽度；

△C₂为所述锥面结构大端的宽度，等于所述保持架窗口上相对的引导台阶面之间的宽度；

Dw为所述滚子的直径；

η₁设置为0.90～0.95；

η₂设置为1.02-1.04；

α为锥面限位窗口的锥面与径向平面之间的夹角。

根据发明另一实施方式提供的短圆柱滚子轴承用保持架，所述限位窗口的内壁面设置为圆柱面结构时：

△C₁＝η₁Dw；

△C₂＝η₂Dw；其中，

△C₁为所述圆柱面结构与远离所述窗口主体部的一端延伸至所述保持架本体的外径面和/或内径面除去矩形台阶窗口高度后形成的窗口宽度；

△C₂为所述圆柱面结构的直径，等于所述保持架窗口上相对的引导台阶面之间的宽度，且圆柱面中心线位于滚子节圆上；

Dw为所述滚子的直径；

η₁设置为0.90～0.95；

η₂设置为1.02～1.04。

根据发明另一实施方式提供的短圆柱滚子轴承用保持架，每一所述保持架窗口还包括矩形台阶窗口，所述矩形台阶窗口设置为：自所述限位窗口远离所述窗口主体部的一端延伸至所述保持架本体的外径面和/或内径面。

根据发明另一实施方式提供的短圆柱滚子轴承用保持架，所述矩形台阶窗口设置为：

δ≥0.2；

△C₃＝η₃Dw；其中，

δ为所述矩形台阶窗口自所述锥面结构或圆柱面结构远离所述窗口主体部的一端延伸至所述保持架本体的外径面和/或内径面的高度；

η₂设置为0.90～0.95；

△C₃为所述矩形台阶窗口的宽度；即等于所述锥面结构小端的宽度、或等于所述圆柱面结构与远离所述窗口主体部的一端延伸至所述保持架本体的外径面和/或内径面除去矩形台阶窗口高度后形成的窗口宽度；(或△C₁＝△C₂)

Dw为所述滚子的直径。

根据发明另一实施方式提供的短圆柱滚子轴承，包括内圈、外圈、设置于所述内圈与所述外圈之间的多个滚子、上述结构的短圆柱滚子轴承用保持架；其中，

所述保持架本体安装于所述外圈与所述内圈之间，且多个所述滚子分别安装于对应的所述保持架窗口内。

采用上述技术方案，通过在短圆柱滚子轴承设置上述结构的短圆柱滚子轴承用保持架，由于上述结构的短圆柱滚子轴承用保持架在保持架本体过樑的侧壁面在保持架本体的轴向上呈台阶结构，且过樑的侧壁面上形成两个引导台阶，在滚子插入保持架窗口内时，滚子与引导台阶接触，而与过樑中间部分或/和过樑的两端部分不接触，从而实现滚子在近端面的引导，将改善滚子在运转过程中运动精度，降低滚子产生“歪斜”的概率。同时这种结构相比于滚子与保持架过樑沿轴线全长接触，还可避免表面的润滑油(脂)不易流动或保持，容易造成保持架窗口接触区发生贫油润滑而烧伤保持架窗口的风险，以及滚子与过樑的接触点的受力集中于中间部分，容易发生保持架过樑断裂的风险。如此，不仅能够提高轴承的高速运转性能，还能提高轴承的使用寿命。

本发明的有益效果在于：

提供一种短圆柱滚子轴承用保持架，包括保持架本体，保持架本体设置为环状结构，且保持架本体上沿保持架本体的周向有间隔地均匀布置有多个依次交替分布的保持架窗口和过樑，多个保持架窗口中每一保持架窗口在保持架本体的同一径向平面上贯穿保持架本体的侧壁，并用于供短圆柱滚子轴承的滚子插入，过樑的侧壁面在保持架本体的轴向上呈台阶结构。

该结构的短圆柱滚子轴承用保持架由于过樑的侧壁面在保持架本体的轴向上呈台阶结构，且过樑的侧壁面上形成两个引导台阶并对称于滚子中心所在的径向平面，在滚子插入保持架窗口内时，滚子与引导台阶接触，而与过樑中间部分不接触，从而实现滚子在近端面的引导，将改善滚子在运转过程中运动精度，降低滚子产生“歪斜”的概率。同时这种结构相比于滚子与保持架过樑沿轴线全长接触，还可避免表面的润滑油(脂)不易流动或保持，容易造成保持架窗口接触区发生贫油润滑而烧伤保持架窗口的风险，以及滚子与过樑的接触点的受力集中于中间部分，容易发生保持架过樑断裂的风险。

另外，通过设置为滚子与引导台阶接触，相比于滚子与保持架过樑沿轴线全长接触，滚子与过樑的接触面积更小，从而使得相互之间的摩擦力也更小，运转温度也进一步有所降低。

此外，每一窗口设置为矩形，如此可以保证滚子与台阶接触线位于滚子节圆直径上，不会随保持架相对滚子存在径向、轴向和周向窜动而改变。矩形台阶面与滚子的接触进而使得滚子相对于台阶的内壁面自转时不存在刮去油脂的问题，且降低滚子与窗口过樑的线接触的接触面积。因此，采用本发明提供的这种短圆柱滚子轴承用保持架，不仅可以改善圆柱滚子轴承的高速性能，而且可以提高滚子轴承的润滑效果，降低滚子在转动时的受力波动量和摩擦阻力，从而能够降低滚子轴承锈蚀和漏脂发生的概率，提高滚子轴承的使用寿命。

本发明其他特征和相应的有益效果在说明书的后面部分进行阐述说明，且应当理解，至少部分有益效果从本发明说明书中的记载变的显而易见。

附图说明

图1a为现有技术中短圆柱滚子轴承用一体型保持架的安装结构示意图；

图1b为现有技术中短圆柱滚子轴承用分离型保持架的安装结构示意图；

图1c为现有技术中短圆柱滚子轴承用塑料保持架的安装结构示意图；

图1d为现有技术中短圆柱滚子轴承用冲压保持架的安装结构示意图；

图2a为现有技术中短圆柱滚子轴承中滚子无凸度的结构示意图；

图2b为现有技术中短圆柱滚子轴承中滚子带凸度的结构示意图；

图3a为现有技术中短圆柱滚子轴承中带凸度滚子受力示意图；

图3b为现有技术中短圆柱滚子轴承中“歪斜”滚子受力示意图；

图4为本发明实施例提供的一种短圆柱滚子轴承用保持架的立体结构示意图；

图5a为本发明实施例提供的一种短圆柱滚子轴承用保持架的一种示例结构示意图；

图5b为本发明实施例提供的一种短圆柱滚子轴承用保持架的另一种示例结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种短圆柱滚子轴承用保持架中保持架窗口的一种示例结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种短圆柱滚子轴承用保持架中保持架窗口的另一种示例结构示意图；

图8a为本发明实施例提供的一种短圆柱滚子轴承用保持架中一种结构保持架窗口与滚子的装配示意图；

图8b为本发明实施例提供的一种短圆柱滚子轴承用保持架中一种结构过樑的局部结构示意图；

图9a为本发明实施例提供的一种短圆柱滚子轴承用保持架中另一种结构保持架窗口与滚子的装配示意图；

图9b为本发明实施例提供的一种短圆柱滚子轴承用保持架中另一种结构过樑的局部结构示意图；

图10为本发明实施例提供的一种短圆柱滚子轴承用保持架中保持架窗口对滚子的近端面引导示意图；

图11为本发明实施例提供的一种短圆柱滚子轴承的局部结构示意图。

现有技术附图标记说明：

10、外圈；20、内圈；30、保持架；40、滚子。

本发明附图标记说明：

100、保持架本体；

110、保持架窗口；

111、窗口主体部；112、限位窗口；113、矩形台阶窗口；

120、过樑；

121、引导台阶；122、中心径向平面；

200、滚子；

300、外圈；

400、内圈。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意的是，在本说明书中，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。

在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本实施例提供一种短圆柱滚子轴承用保持架，如图4所示，包括保持架本体100，保持架本体100设置为环状结构，且保持架本体100上沿保持架本体100的周向有间隔地均匀布置有多个依次交替分布的保持架窗口110和过樑120，多个保持架窗口110中每一保持架窗口110在保持架本体100的同一径向平面上贯穿保持架本体100的侧壁，并用于供短圆柱滚子轴承的滚子200插入，过樑120的侧壁面在保持架本体100的轴向上呈台阶结构。

具体的，在本实施例中，过樑120的侧壁面上形成两个引导台阶121，两个引导台阶121相对于滚子200的中心径向平面122呈对称设置，且引导台阶121的台阶面在保持架本体100的周向更加突出于过樑120的侧壁面，插入保持架窗口110的滚子200的外壁面与引导台阶121的台阶面相接触。

更为具体的，本实施例提供的短圆柱滚子轴承用保持架，由于过樑120的侧壁面在保持架本体100的轴向上呈台阶结构，且过樑120的侧壁面上形成两个引导台阶121，在滚子200插入保持架窗口110内时，如图10所示，滚子200与引导台阶121接触，而与过樑120中间部分不接触，从而实现滚子200在近两端的引导，将改善滚子200在运转过程中运动精度，降低滚子200产生“歪斜”的概率。同时这种结构相比于滚子200与保持架过樑120沿轴线全长接触，还可避免表面的润滑油(脂)不易流动或保持，容易造成保持架窗口110接触区发生贫油润滑而烧伤保持架窗口110的风险，以及滚子200与过樑120的接触点的受力集中于中间部分，容易发生保持架过樑120断裂的风险。

更为具体的，通过设置为滚子200与引导台阶121接触，由于引导台阶121对滚子200在滚子200的两端进行引导，相比于滚子200与保持架过樑120沿轴线全长接触，滚子200与过樑120的接触面积更小，从而使得相互之间的摩擦力也更小，运转温度也进一步有所降低。

更为具体的，如图8b和图9b所示，本实施例中的两个引导台阶121相对于滚子200的中心径向平面122呈对称设置，利用该结构可使得滚子200与过樑120的受力位于滚子靠近两端端部的位置，有利于提高轴承的高速运转性能。

进一步地，根据另一实施例提供的短圆柱滚子轴承用保持架，每一保持架窗口110均包括矩形窗口，且各个矩形窗口的中心线的交点位于保持架本体100的中心线上，使得每一窗口的引导台阶内壁面与对应的滚子的接触线均位于圆柱滚子轴承的滚子节圆上。

具体的，本实施例将每一保持架窗口110设置为矩形，如此可以保证滚子200与引导台阶121内壁面接触线位于滚子节圆上，不会随保持架本体100存在相对滚子的径向、轴向和周向窜动而改变。引导台阶面121壁面与滚子200的接触进而使得滚子200相对于引导台阶121的内壁面自转时不存在刮去油脂的问题，且降低滚子与窗口过樑的线接触的接触面积。因此，采用本实施例提供的这种短圆柱滚子轴承用保持架，不仅可以改善圆柱滚子轴承的高速性能，而且可以提高滚子轴承的润滑效果，降低滚子在转动时的受力波动量和摩擦阻力，从而能够降低滚子轴承锈蚀和漏脂发生的概率，提高滚子轴承的使用寿命。

根据另一实施例提供的短圆柱滚子轴承用保持架，如图6和图7所示，每一保持架窗口110包括窗口主体部111、位于窗口主体部111在保持架本体100的径向上至少一端的限位窗口112。

具体的，在本实施例中，限位窗口112的内壁面可使穿过保持架窗口110的滚子200对保持架窗口110施加相对滚子200窜动的限位力。

更为具体的，本实施例通过在窗口主体部111在保持架本体100的径向上至少一端设置限位窗口112，且由于限位窗口112的内壁面可使插入窗口的滚子200施加限制保持架窗口相对滚子200窜动的限位力，由此可限制保持架100转动时相对保持架窗口110的径向、轴向和周向窜动量。

需要说明的是，在本实施例中，可以是在窗口主体部111的一端设置限位窗口112，也可以是在窗口主体部111的两端均设置限位窗口112。当在窗口主体部111的一端设置限位窗口112时，可以是在窗口主体部111靠近保持架本体100的外径面端设置限位窗口112，也可以是在窗口主体部111靠近保持架本体100的内径面端设置限位窗口112，其具体可以根据实际设计和使用需求设定，本实施例对此不做限定。

使用时，具体如图6所示，a点为滚子200与限位窗口112接触的位置，该点可用于限制保持架本体100的窜动；b点为窗口主体部111和限位窗口112的交接部分，相比于现有技术中滚子与过樑完全吻合的方案，本实施例通过该方案有利于在b点储存润滑油和润滑脂，不仅提高轴承的疲劳寿命，还降低轴承低温启动啸叫声；c点为滚子200和过樑120的接触部分，由此可以看出，该位置处于滚子200的节圆上，即使保持架本体100存在相对滚子的窜动，接触位置始终处于滚子200的节圆上；d点为滚子200与内圈400之间的空间，在内圈400转动过程中，相比于现有技术中的圆柱面窗口与滚子的接触，当滚子表面进入保持架窗口的表面时，由于存在保持架窗口的径向窜动，滚子与保持架内外径面上的窗口发生接触，这将使滚子表面的润滑油(脂)不能进入窗口内部，本实施例采用该方案有利于在离心力作用下的润滑油进入保持架窗口110。

在本实施例中，为避免保持架本体1000在转动时受离心力作用窜动，优选地在窗口主体部111靠近保持架本体100的外径面端设置限位窗口112(即图6和图7示出的结构)。

根据另一实施例提供的短圆柱滚子轴承用保持架，台阶面呈平面结构，限位窗口112的内壁面设置为锥面结构或圆柱面结构。

具体的，在本实施例的一种实施方式中，台阶面呈平面结构，限位窗口的内壁面设置为锥面结构，通过将台阶面呈平面结构，这样使得窗口主体部111为矩形窗口，不仅实现滚子近端面的引导，有利于克服滚子易于产生“歪斜”这一缺陷，而且有利于滚子200与台阶面内壁面的接触始终为相切，滚子200和保持架过樑120接触线在轴承转动过程中始终位于滚子200节圆上；同时将限位窗口112的内壁面设置为锥面结构，这样滚子对保持架的径向限位能力更好，这样不仅有利于滚子200与限位窗口112平稳接触，在窗口主体部111和限位窗口112的交接部分还有利于储存润滑油和润滑脂，还有利于内圈400转动时，在离心力作用下的润滑油进入窗口主体部111，提高滚子200的润滑性能，进而改善轴承的高速性能，降低轴承低速运转状态下保持架音。

在本实施例的另一种实施方式中，台阶面呈平面结构，限位窗口的内壁面设置为圆柱面结构，通过将台阶面呈平面结构，这样使得窗口主体部111为矩形窗口，不仅实现滚子近端面的引导，有利于克服滚子易于产生“歪斜”这一缺陷，而且有利于滚子200与台阶面内壁面的接触始终为近似相切，将限位窗口112的内壁面设置为圆柱面结构，这样滚子对保持架的周向的限位能力更好，且在窗口主体部和限位窗口的交接部分还有利于储存润滑油和润滑脂，还有利于内圈转动时，在离心力作用下的润滑油和润滑脂进入窗口主体部，提高滚子的润滑性能。

需要说明的是，在本实施例中，可以是台阶面呈平面结构，限位窗口112的内壁面设置为锥面结构，也即窗口主体部111和限位窗口112构成为直窗口和圆锥窗口的组合(图6所示的结构)；也可以是台阶面呈平面结构，限位窗口112的内壁面设置为圆柱面结构，也即窗口主体部111和限位窗口112构成为直窗口和圆柱窗口的组合(图7所示的结构)，还可以是设置为其他方式，具体可根据实际情况选取其中的一种。

根据另一实施例提供的短圆柱滚子轴承用保持架，如图5b所示，引导台阶121构成为：通过在过樑120的侧壁面位于保持架窗口110的长度方向上的中间位置成槽，使得过樑120的侧壁面形成为台阶结构，过樑120的侧壁面上槽两侧的壁面构成引导台阶121。

根据另一实施例提供的短圆柱滚子轴承用保持架，如图5a所示，引导台阶121构成为：通过在过樑120的侧壁面位于保持架窗口110的长度方向上的中间位置和两端位置成槽，使得过樑120的侧壁面形成为台阶结构，过樑120的侧壁面上任意相邻两个槽之间的壁面构成引导台阶121。

优选地，在本实施例中，如图8a和图9a所示，无论窗口主体部111和限位窗口112构成为直窗口和圆锥窗口的组合，还是窗口主体部111和限位窗口112构成为直窗口和圆柱窗口的组合，保持架本体100设置为：

Dc＝PCD+(0.4～0.45)Dw；

dc＝PCD-(0.4～0.45)Dw；其中，

PCD为滚子节圆直径，也为保持架本体100的节圆直径；

Dc为保持架本体100的外径，本实施例优选地设置为PCD+0.43Dw；

dc为保持架本体100的内径，本实施例优选地设置为PCD-0.43Dw；

Dw为滚子200的直径，具体应根据轴承的类型设定；

优选地，在本实施例中，保持架窗口110设置为：

△C＝ηDw；其中，

△C为保持架窗口110的宽度；

Dw为滚子200的直径；

η设置为1.02～1.04，本实施例优选地设置为1.03。

优选地，在本实施例中，引导台阶121设置为：

H＝(0.02～0.1)Dw；

Lm＝(0.5～0.7)Lw；

L＝(0.3～0.5)Lw/2；其中，

H为引导台阶121相对于过樑120的侧壁面的高度，本实施例优选地设置为0.05Dw；

L为引导台阶121在保持架窗口110的轴向方向上的宽度，本实施例优选地设置为0.4Lw/2；

Dw为滚子200的直径；

Lw为保持架窗口110在轴向方向的长度；

Lm为引导台阶121在保持架窗口110的轴向方向上的间隔距离，本实施例优选地设置为0.6Lw。

优选地，在本实施例中，限位窗口112的内壁面设置为锥面结构时：

△C₁＝η₁Dw；

△C₂＝η₂Dw；

α取15°-25°之间，其中，

△C₁为锥面结构小端的宽度；

△C为所述锥面结构大端的宽度，等于所述保持架窗口上相对的引导台阶面之间的宽度；

Dw为球的直径；

η₁设置为0.90～0.95；

η₂设置为1.02-1.04。

α为锥面限位窗口的锥面与径向平面之间的夹角。

优选地，本实施例中，限位窗口的内壁面设置为圆柱面结构时：

△C₁＝η₁Dw；

△C₂＝η₂Dw；其中，

△C₁为所述圆柱面结构与远离所述窗口主体部的一端延伸至所述保持架本体的外径面和/或内径面除去矩形台阶窗口高度后形成的窗口宽度；

△C为所述圆柱面结构的直径，等于所述保持架窗口上相对的引导台阶面之间的宽度，且圆柱面中心线位于滚子节圆上；

Dw为所述滚子的直径；

η₁设置为0.90～0.95；

η设置为1.02～1.04。

进一步地，如图6、图7、图8a和图9a所示，在两种方案中，每一保持架窗口110还包括矩形台阶窗口113，矩形台阶窗口113设置为：自限位窗口112远离窗口主体部111的一端延伸至保持架本体100的外径面和/或内径面。

具体的，在本实施例中，若限位窗口112设置于靠近保持架本体100外径面的位置，则矩形台阶窗口113设置为：自限位窗口112远离窗口主体部111的一端延伸至保持架本体100的外径面；若限位窗口112设置于靠近保持架本体100内径面的位置，则矩形台阶窗口113设置为：自限位窗口112远离窗口主体部111的一端延伸至保持架本体100的内径面；若靠近保持架本体100内径面和内径面的位置均设置限位窗口112，则矩形台阶窗口113设置为：自限位窗口112远离窗口主体部111的一端延伸至保持架本体100的内径面和外径面。

优选地，该矩形台阶窗口113设置为：

δ≥0.2mm；本实施例优选地将δ设置为0.2mm；

△C₃＝η₃Dw；其中，

δ为所述矩形台阶窗口113自所述圆锥面兜孔远离所述窗口主体部的一端延伸至所述保持架本体的外径面和/或内径面的高度；

△C₃为所述矩形台阶窗口的宽度；

Dw为所述球的直径；

η₂设置为0.90～0.95，优选地设置为0.925。

即等于所述锥面结构小端的宽度、或等于所述圆柱面结构与远离所述窗口主体部的一端延伸至所述保持架本体的外径面和/或内径面除去矩形台阶窗口高度后形成的窗口宽度(或△C₁＝△C₃)。

如图8b和图9b所示，优选地，在本实施例中，引导台阶121设置为：

H＝(0.02～0.1)Dw；

Ln＝(0.25～0.35)Lw/2；

Lm＝(0.3～0.5)Lw；

L＝(0.25～0.35)Lw/2；其中，

H为引导台阶121相对于过樑120的侧壁面的高度，本实施例优选地设置为0.06Dw；

L为两个引导台阶121在保持架窗口110的轴向方向上的宽度；

Ln为引导台阶121在保持架窗口110距离过樑端面在轴向方向的长度，本实施例优选地设置为0.15Lw；

Lw为保持架窗口110在轴向方向的长度，应根据轴承的类型设定；

Lm为为引导台阶121在保持架窗口110的轴向方向上的间隔距离，本实施例优选地设置为0.4Lw；

Dw为滚子200的直径。

根据另一实施例提供的短圆柱滚子轴承，如图11所示，包括内圈400、外圈300、设置于内圈400与外圈300之间的多个滚子200、上述结构的短圆柱滚子轴承用保持架。

保持架本体100安装于外圈300与内圈400之间，且多个滚子200分别安装于对应的保持架窗口110内。

具体的，在本实施例中，通过在短圆柱滚子轴承设置上述结构的短圆柱滚子轴承用保持架，由于上述结构的短圆柱滚子轴承用保持架在保持架本体100过樑120的侧壁面在保持架本体100的轴向上呈台阶结构，且过樑120的侧壁面上形成两个引导台阶121，在滚子200插入保持架窗口110内时，滚子200与引导台阶121接触，而与过樑120中间部分和/或两端部分不接触，从而实现滚子200在近端面的引导，将改善滚子200在运转过程中运动精度，降低滚子200产生“歪斜”的概率。同时这种结构相比于滚子200与保持架过樑120沿轴线全长接触，还可避免表面的润滑油(脂)不易流动或保持，容易造成保持架窗口110接触区发生贫油润滑而烧伤保持架窗口110的风险，以及滚子200与过樑120的接触区的受力集中于中间部分，容易发生保持架过樑120断裂的风险。同时这种结构相比于滚子200与保持架过樑120沿轴线全长接触，接触长度仅仅限于引导台阶宽度的两倍，从而降低滚子200与保持架过樑120的接触摩擦阻力，从而提高轴承的速度性能。如此，不仅能够提高轴承的高速运转性能，还能提高轴承的使用寿命。

需要说明的是，滚子200的数量取决于短圆柱滚子轴承的具体型号，其具体数量与保持架窗口110的数量相对应即可，本实施例对此不做具体要求。

需要说明的是，受轴承宽度系列和直径系列的影响，及单列轴承、双列轴承及四列轴承外形尺寸的影响，实施时保持架窗口设计参数可以超出本发明中的保持架窗口参数范围，本实施例对此不做详细要求。

进一步需要说明的是，本发明实施对象可以是车制保持架，也可以是塑料保持架，对于车制保持架而言，可以是一体型保持架，也可以是带铆钉的分离型保持架，因此，本发明的具体实施包括一体型和带铆钉的分离型车制保持架和塑料保持架，具体实施时可应用至其中的一种上，本实施例对此不做具体要求。

进一步需要说明的是，本发明实施对象不仅限于短圆柱滚子轴承，也包括长圆柱滚子轴承和滚针轴承，本实施例对此不做具体要求。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (13)

1.一种短圆柱滚子轴承用保持架，其特征在于，包括保持架本体，所述保持架本体设置为环状结构，且所述保持架本体上沿所述保持架本体的周向有间隔地均匀布置有多个依次交替分布的保持架窗口和过樑，所述多个保持架窗口中每一保持架窗口在所述保持架本体的同一径向平面上贯穿所述保持架本体的侧壁，并用于供短圆柱滚子轴承的滚子插入，所述过樑的侧壁面呈台阶结构；其中，

所述过樑的侧壁面上形成两个引导台阶，两个所述引导台阶相对于所述滚子的中心径向平面呈对称设置，且所述引导台阶的台阶面在所述保持架本体的周向突出于所述过樑的所述侧壁面，插入所述保持架窗口的所述滚子的外壁面与所述引导台阶的台阶面接触。

2.如权利要求1所述的短圆柱滚子轴承用保持架，其特征在于，每一所述保持架窗口包括窗口主体部、所述过樑的侧壁面上设置两个引导台阶、位于所述引导台阶在所述保持架本体的径向上至少一端的限位窗口；其中，

所述限位窗口的内壁面通过穿过所述保持架窗口的所述滚子可对所述保持架窗口施加相对于所述滚子的保持架窗口窜动的限位力。

3.如权利要求2所述的短圆柱滚子轴承用保持架，其特征在于，所述台阶面呈平面结构或圆柱面结构，所述限位窗口的内壁面设置为锥面结构或圆柱面结构。

4.如权利要求3所述的短圆柱滚子轴承用保持架，其特征在于，所述引导台阶构成为：

通过在所述过樑的侧壁面位于所述保持架窗口的轴向方向上的中间位置成槽，使得所述过樑的侧壁面形成为台阶结构，所述过樑的侧壁面上所述槽两侧的壁面构成所述引导台阶。

5.如权利要求3所述的短圆柱滚子轴承用保持架，其特征在于，所述引导台阶构成为：

通过在所述过樑的侧壁面位于所述保持架窗口的轴向方向上的中间位置和两端位置成槽，使得所述过樑的侧壁面形成为台阶结构，所述过樑的侧壁面上任意相邻两个所述槽之间的壁面构成所述引导台阶。

6.如权利要求4或5所述的短圆柱滚子轴承用保持架，其特征在于，所述保持架本体设置为：

Dc＝PCD+(0.4～0.45)Dw；

dc＝PCD-(0.4～0.45)Dw；其中，

PCD为所述保持架本体的节圆直径；

Dc为所述保持架本体的外径；

dc为所述保持架本体的内径；

Dw为所述滚子的直径。

7.如权利要求4或5所述的短圆柱滚子轴承用保持架，其特征在于，所述保持架窗口设置为：

△C＝ηDw；其中，

△C为所述保持架窗口上相对的引导台阶面之间的宽度；

Dw为所述滚子的直径；

η设置为1.02～1.04。

8.如权利要求4所述的短圆柱滚子轴承用保持架，其特征在于，所述引导台阶设置为：

H＝(0.02～0.1)Dw；

Lm＝(0.5～0.7)Lw；

L＝(0.3～0.5)Lw/2；其中，

H为所述引导台阶相对于所述过樑的所述侧壁面的高度；

L为两个所述引导台阶在所述保持架窗口的轴向方向上的宽度；

Dw为所述滚子的直径；

Lw为所述保持架窗口在轴向方向的长度；

Lm为两个所述引导台阶在所述保持架窗口的轴向方向上的间隔距离。

9.如权利要求5所述的短圆柱滚子轴承用保持架，其特征在于，所述引导台阶设置为：

H＝(0.02～0.1)Dw；

Ln＝(0.25～0.35)Lw/2；

Lm＝(0.3～0.5)Lw；

L＝(0.25～0.35)Lw/2；其中，

H为所述引导台阶相对于所述过樑的所述侧壁面的高度；

L为两个所述引导台阶在所述保持架兜孔的轴向方向上的宽度

Ln为所述引导台阶距离过樑端面在轴向方向的长度；

Lw为所述保持架窗口在轴向方向的长度；

Lm为两个所述引导台阶在所述保持架窗口的轴向方向上的间隔距离；

Dw为所述滚子的直径。

10.如权利要求3所述的短圆柱滚子轴承用保持架，其特征在于，所述限位窗口的内壁面设置为锥面结构时：

△C₁＝η₁Dw；

△C₂＝η₂Dw；

α取15°-25°之间，其中，

△C ₁为所述锥面结构小端的宽度；

△C ₂为所述锥面结构大端的宽度，等于所述保持架窗口上相对的引导台阶面之间的宽度；

Dw为所述滚子的直径；

η₁设置为0.90～0.95；

η₂设置为1.02～1.04；

α为锥面限位窗口的锥面与径向平面之间的夹角。

11.如权利要求3所述的短圆柱滚子轴承用保持架，其特征在于，所述限位窗口的内壁面设置为圆柱面结构时：

△C₁＝η₁Dw；

△C₂＝η₂Dw；其中，

△C ₁为所述圆柱面结构与远离所述窗口主体部的一端延伸至所述保持架本体的外径面和/或内径面除去矩形台阶窗口高度后形成的窗口宽度；

△C₂为所述圆柱面结构的直径，等于所述保持架窗口上相对的引导台阶面之间的宽度，且圆柱面中心线位于滚子节圆上；

Dw为所述滚子的直径；

η₁设置为0.90～0.95；

η₂设置为1.02～1.04。

12.如权利要求4或5所述的短圆柱滚子轴承用保持架，其特征在于，每一所述保持架窗口还包括矩形台阶窗口；其中，

所述矩形台阶窗口设置为：自所述限位窗口远离所述窗口主体部的一端延伸至所述保持架本体的外径面和/或内径面，其特征在于，所述矩形台阶窗口设置为：

δ≥0.2；

△C₃＝η₃Dw；其中，

δ为所述矩形台阶窗口自所述锥面结构或圆柱面结构远离所述窗口主体部的一端延伸至所述保持架本体的外径面和/或内径面的高度；

△C ₃为所述矩形台阶窗口的宽度；

Dw为所述滚子的直径；

η₃设置为0.90～0.95。

13.一种短圆柱滚子轴承，包括内圈、外圈、设置于所述内圈与所述外圈之间的多个滚子；其特征在于，所述短圆柱滚子轴承还包括权利要求1-12任一项所述的短圆柱滚子轴承用保持架；其中，

所述保持架本体安装于所述外圈与所述内圈之间，且多个所述滚子分别安装于对应的所述保持架窗口内。

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