[發明專利]一種有限擺動角組合軸承

有效

• 申請號: 201610875954.6
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN107882884B
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 李雄峰;王永樂;王連叢;郝衛生;曹東海
• 申請（專利權）人: 北京自動化控制設備研究所
• 主分類號: F16C35/06
• 分類號: F16C35/06;F16C33/46;F16C33/58
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 張檑

1.一種有限擺動角組合軸承，包括輸出軸(1)、前端面保持架(2)、前端推力滾子(3)、支座(4)、前端滾針滾子(5)、前端滾子擋圈(6)、搖臂(7)、滾子內圈(8)、后端滾針滾子(9)、后端滾子擋圈(10)、后端面保持架(11)、后端推力滾子(12)和鎖緊端蓋(13)；

所述輸出軸(1)用于輸出旋轉運動和支承舵面負載，包括從左至右依次固定連接的：第一圓柱(101)、第二圓柱(102)、第三圓柱(103)、第四圓柱(104)和第五圓柱(105)，從左至右所述各圓柱的直徑依次減小，并且所有圓柱共中心軸；所述第一圓柱(101)具有左端面(106)，在所述左端面(106)上設置有螺紋孔(107)，所述螺紋孔(107)用于被驅動部件與輸出軸的連接固定，所述的第五圓柱(105)具有右端面(110)，所述右端面上設置有第一減重孔(108)和螺釘孔(109)，第一減重孔(108)用于減重，螺釘孔(109)用于軸向預緊力調節；在所述第四圓柱(104)的外表面上，沿第四圓柱(104)的周向設置有一圈第一外花鍵(112)，所述第一外花鍵(112)的齒和槽的設置方向均與沿所述輸出軸(1)的軸向平行；

所述支座(4)安裝于所述輸出軸(1)的外部，用于支承輸出軸(1)，并對所述搖臂(7)的擺動形成限制；支座(4)具有支座本體(401)，方形支座端面(402)和圓形支座端面(403)；所述支座本體(401)為圓筒狀，支座本體(401)的內徑大于所述第二圓柱(102)的直徑；在支座本體(401)的筒體上設置有搖臂孔(404)，所述搖臂(7)能夠通過所述搖臂孔(404)伸入所述支座(4)的內部；在所述支座本體(401)的筒體上還設置有測量孔(405)，用于角度傳感器測量所述搖臂(7)擺動的角度；所述方形支座端面(402)具有正方形的外形輪廓，方形支座端面(402)的邊長大于所述支座本體(401)的外徑；所述支座本體(401)的內表面延伸至方形支座端面(402)的表面從而在方形支座端面(402)的中部形成通孔；所述圓形支座端面(403)具有圓形的外輪廓，圓形支座端面(403)直徑大于所述支座本體(401)的外徑；所述支座本體(401)的內表面延伸至圓形支座端面(403)的表面從而在圓形支座端面(403)的中部形成通孔；

所述前端面保持架(2)用于支承保持所述前端推力滾子(3)；所述前端面保持架(2)為圓環狀，內徑與所述第二圓柱(102)的直徑相當；在所述前端面保持架(2)的環面上均勻地分布滿有一圈方形槽(21)，所述方形槽(21)的長度方向沿所述前端面保持架(2)的徑向設置；所述前端推力滾子(3)安裝于所述的方形槽(21)中，所述方形槽(21)用于約束前端推力滾子(3)的運動范圍，前端推力滾子(3)與所述方形槽(21)保持小的間隙值；所述前端推力滾子(3)為圓柱狀，兩個圓形底面與柱面之間通過圓弧過渡角過渡，減小在承載時的應力集中；所述前端推力滾子(3)的直徑略大于所述第二圓柱(102)的軸向尺寸；

所述輸出軸(1)伸入所述支座(4)，使得所述第一圓柱(101)和第二圓柱(102)位于所述支座(4)外部，所述第三圓柱(103)、第四圓柱(104)和第五圓柱(105)位于所述支座(4)內部；所述前端面保持架(2)活動安裝于所述第二圓柱(102)上，位于所述第一圓柱(101)和第二圓柱(102)因直徑差異所形成的斷面和方形支座端面(402)之間，使得前端推力滾子(3)能夠同時在第一圓柱(101)和第二圓柱(102)因直徑差異所形成的斷面，以及方形支座端面(402)上沿圓形軌跡滾動，所述前端面保持架(2)能夠在第二圓柱(102)的柱面上周向轉動；

所述前端滾針滾子(5)為圓柱狀，其軸向尺寸與所述第三圓柱(103)的軸向尺寸相當，用于將輸出軸(1)的負載傳遞到支座(4)上，同時也將輸出軸(1)與支座(4)之間的滑動摩擦轉換為滾動摩擦，顯著提高旋轉運動效率；所述前端滾針滾子(5)安裝于所述支座本體(401)和所述第三圓柱(103)之間的空間內，前端滾針滾子(5)的軸向與輸出軸(1)的軸向一致，所述支座本體(401)的內表面和所述第三圓柱(103)的外表面共同構成所述前端滾針滾子(5)的滾道；多個所述的前端滾針滾子(5)充滿所述支座本體(401)和所述第三圓柱(103)之間的空間；所述前端滾子擋圈(6)為圓圈狀，活動安裝于所述第四圓柱(104)上，位于所述支座(4)的內部，前端滾子擋圈(6)的外徑小于所述支座(4)的內徑，用于限制前端滾針滾子(5)的軸向移動；圓圈狀的前端滾子擋圈(6)在其軸向的一端上具有圓環狀的第一端面(601)，在所述前端滾子擋圈(6)軸向的另一端上，具有圓環狀的第二端面(602)，所述第二端面(602)的內側沿軸向向外凸起形成環形凸臺(603)；所述第一端面(601)與所述第二圓柱(102)和第三圓柱(103)因直徑差異所形成的斷面共同配合限制所述前端滾針滾子(5)的軸向移動，所述第一端面(601)與所述第二圓柱(102)和第三圓柱(103)因直徑差異所形成的斷面共同配合所限制的軸向空間略大于所述前端滾針滾子(5)的軸向尺寸，用于提高低溫變化時工作的可靠性；

所述搖臂(7)用于將外部的驅動力轉換為旋轉運動，所述搖臂(7) 具有搖臂頭部(701)，搖臂尾部(702)和過渡段(703)，所述搖臂頭部(701)為圓柱狀，所述搖臂尾部(702)也為圓柱狀，搖臂頭部(701)的直徑大于搖臂尾部(702)的直徑，所述搖臂頭部(701)和所述搖臂尾部(702)的軸向平行設置，所述過渡段(703)從所述搖臂頭部(701)的柱面過渡連接至所述搖臂尾部(702)的柱面上；所述搖臂頭部(701)的直徑小于所述前端滾子擋圈(6)的外徑，在所述搖臂頭部(701)上沿其軸向設置有頭部大孔(704)和頭部小孔(705)；所述頭部大孔(704)和頭部小孔(705)共軸線，共同形成了階梯狀的通孔；所述頭部大孔(704)的直徑大于前端滾子擋圈(6)的所述環形凸臺(603)外徑，所述頭部大孔(704)的孔深與環形凸臺(603)的徑向尺寸一致，所述環形凸臺(603)能夠伸入頭部大孔(704)內，使得所述搖臂(7)和所述前端滾子擋圈(6)互相構成對方在軸向移動上的限位；在頭部小孔(705)內表面上設置有內花鍵(706)，所述內花鍵(706)能夠與所述第一外花鍵(112)相互配合，帶動所述輸出軸(1)轉動；在所述搖臂尾部(702)上沿其軸向設置有尾部大孔(708)和尾部小孔(709)；所述尾部大孔(708)和尾部小孔(709)共軸線，共同形成了階梯狀的通孔；所述尾部大孔(708)用于軸承部件的安裝，尾部大孔(708)和尾部小孔(709)因直徑差異所形成的端面構成對所述軸承部件在所述輸出軸(1)軸向上移動的限位；

搖臂(7)的所述搖臂頭部(701)通過支座(4)上的所述搖臂孔(404)伸入所述支座(4)內部，并安裝于所述第五圓柱(105)之上，使得所述第一外花鍵(112)和內花鍵(706)嚙合，并且搖臂頭部(701)和前端滾子擋圈(6)互相構成對方在軸向移動上的限位；所述搖臂尾部(702)和過渡段(703)位于支座(4)外部，所述搖臂孔(404)能夠限制所述過渡段(703)的擺動角度，從而限制搖臂(7)的擺動角度；

所述滾子內圈(8)用于將輸出軸(1)上的徑向作用力傳遞到后端滾針滾子(9)上，所述滾子內圈(8)包括圓筒狀的內圈基座(801)，還包括與所述內圈基座(801)同軸設置的圓筒狀的內圈凸臺(802)，所述內圈基座(801)和內圈凸臺(802)連接為一體且內徑相同，兩者的內徑均略大于所述第五圓柱(105)的直徑，所述內圈基座(801)的直徑大于所述內圈凸臺(802)的直徑，所述內圈基座(801)的直徑小于所述支座(4)的內徑；所述內圈凸臺(802)的軸向尺寸略大于所述后端滾針滾子(9)的軸向尺寸，用于保障高、低溫工作環境下的可靠性；

所述滾子內圈(8)套裝于所述第五圓柱(105)上，位于所述支座(4)內部，內圈基座(801)能夠相對于所述第五圓柱(105)轉動；滾子內圈(8)的內圈基座(801)與所述搖臂(7)緊密貼合；

所述后端滾針滾子(9)用于將滾子內圈(8)所受作用力傳遞到支座(4)上；后端滾針滾子(9)為圓柱狀，兩個圓形底面與柱面之間通過圓弧過渡角過渡，減小在承載時的應力集中；所述后端滾針滾子(9)安裝于所述內圈凸臺(802)和所述支座(4)之間的空間內，后端滾針滾子(9)的軸向與所述輸出軸(1)的軸向平行；多個所述后端滾針滾子(9)充滿了所述內圈凸臺(802)和所述支座(4)之間的空間，并能夠以內圈凸臺(802)的外表面和支座(4)的內表面為滾道滾動；

所述后端滾子擋圈(10)用于限制后端滾針滾子(9)的軸向移動，所述后端滾子擋圈(10)為圓筒狀，其內徑略大于所述第五圓柱(105)的直徑，后端滾子擋圈(10)外徑小于所述支座(4)的內徑，后端滾子擋圈(10)的外徑大于所述內圈凸臺(802)的外徑；所述后端滾子擋圈(10)套裝于所述第五圓柱(105)之上，位于所述支座(4)內部，緊貼所述內圈凸臺(802)，所述后端滾子擋圈(10)緊貼內圈凸臺(802)的端面，與內圈基座(801)和內圈凸臺(802)因外徑差異所形成的斷面共同配合，構成對后端滾針滾子(9)軸向移動的限位；

所述后端面保持架(11)為推力圓柱滾子軸承的保持架組件，用于保持支承后端推力滾子(12)；

所述鎖緊端蓋(13)具有圓盤狀的端蓋基座(1301)，和設置于端蓋基座(1301)中部的圓筒狀的端蓋凸臺(1302)；所述端蓋凸臺(1302)的內徑略大于所述第五圓柱(105)的直徑，所述端蓋凸臺(1302)的外徑略小于所述后端面保持架(11)的內徑，所述端蓋凸臺(1302)的軸向尺寸小于所述后端推力滾子(12)的直徑；

在位于端蓋凸臺(1302)內部的端蓋基座(1301)上，沿端蓋基座(1301)的軸向設置有螺釘安裝孔(1303)，螺釘安裝孔(1303)為螺紋通孔，所述螺釘安裝孔(1303)的設置位置與第五圓柱(105)的右端面(110)上螺釘孔(109)的設置位置相匹配；在端蓋凸臺(1302)上，沿端蓋凸臺(1302)的軸向設置有緊釘螺釘孔(1304)，所述緊釘螺釘孔(1304)為螺紋通孔；

所述后端推力滾子(12)安裝于所述后端面保持架(11)中，所述后端面保持架(11)同軸地套裝于鎖緊端蓋(13)的所述端蓋凸臺(1302)的外表面上，所述后端面保持架(11)的內表面與所述端蓋凸臺(1302)的外表面形成間隙配合，所述后端面保持架(11)能夠繞自身軸向自由旋轉；鎖緊螺釘(14)穿過螺釘安裝孔(1303)和螺釘孔(109)將鎖緊端蓋(13)固定于所述輸出軸(1)的右端面(110)上，使得所述第五圓柱(105)末端伸入所述端蓋凸臺(1302)內部；所述端蓋凸臺(1302)與所述后端滾子擋圈(10)之間具有一定空間；支座(4)的所述圓形支座端面(403)和鎖緊端蓋(13)的所述端蓋基座(1301)共同成為所述后端推力滾子(12)的滾道；緊釘螺釘(15)通過緊釘螺釘孔(1304)旋入，緊釘螺釘(15)的末端與后端滾子擋圈(10)相接觸，通過緊釘螺釘(15)的旋入，實現對整個組合軸承軸向力的鎖緊。