减速器用背对背角接触球轴承安装方法及其预紧结构

摘要

本发明涉及减速器用背对背角接触球轴承安装方法及其预紧结构以向背对背组配的角接触球轴承提供设计预紧力。使用本发明的方法对轴承进行安装时，先根据轴承型号确定其所需要的预紧力F0，再根据轴承所需要的预紧力F0计算出轴承所需要发生的形变量δ，最后依据轴承安装时各适配零件之间的尺寸配合关系确定出所需垫设的垫圈的厚度d。将最终选定的垫圈及轴承等其他零部件按照设计位置装配到位后即可保证轴承的预紧力等于设计值F0。

说明书

技术领域

本发明涉及减速器用背对背角接触球轴承安装方法及其预紧结构。

背景技术

用于RV减速器中设置于减速器外壳(即轴承座)内用于承担旋转支承作用的主轴承通常选用角接触球轴承，而为提高轴承的承载能力及刚度，通常采用两套或多套单列角接触球轴承组配使用。根据应用工况不同，角接触球轴承的组配方式可分为“背对背组配”、“面对面组配”及“串联组配”三种，通过对组配使用的轴承设定合适的预紧力，使得轴承的内、外圈均处于压紧状态而可对轴承的支承刚度进行调节以提高其运行精度、降低运行噪声。但轴承的具体安装方法及预紧力的控制一直被国外进行保密，各减速器生产厂家对主轴承需要多大的预紧力极不清晰，目前尚无公开、有效的安装方法，各减速器生产厂家都处于摸索阶段。现有技术中只能根据经验选配一定的预紧力并以选定预紧力对轴承进行安装，再对安装后的轴承进行试验以判定预紧力的选定是否合适，不仅效率低，更是难以组配出满足使用需求的组配轴承。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够向减速器中背对背组配的角接触球轴承提供设计预紧力的背对背组配球轴承安装方法；本发明的目的还在于提供实施上述轴承安装方法的预紧结构。

为实现上述目的，本发明减速器用背对背角接触球轴承安装方法的技术方案是：

减速器用背对背角接触球轴承安装方法，包括以下步骤，第一步，根据公式1：F₀＝k*F_a确定轴承所需的预紧力F₀，式中k在0.35到0.4之间取任意值，F_a为减速器允许推力；第二步，确定轴承内圈在预紧力F₀作用下的变形量δ；第三步，根据公式2：a+b+c+d＝e+f+2*δ确定所需选配的垫圈的厚度d；第四步，将两个角接触球轴承背对背地分别安装在轴承座的前端和第一法兰之间以及轴承座的后端和第二法兰之间，安装在轴承座的前端和第一法兰之间的轴承为第一角接触球轴承，安装在轴承座的后端和第二法兰之间的轴承为第二角接触球轴承，在第一法兰与第一角接触球轴承的内圈前端面之间垫设厚度为d的垫圈，第一、第二角接触球轴承背对背地安装在轴承座、第一法兰、第二法兰之间；公式2中，a为轴承座的第一挡止面与第二挡止面之间的距离，b为第一角接触球轴承的装配高度，c为第二角接触球轴承的装配高度，e为第一顶压面到第一法兰后端面之间的距离，f为第二顶压面到第二法兰前端面之间的距离。

所述k取0.35。

在所述第四步中，先将第一、第二角接触球轴承分别安装在轴承座的两端，再将第一法兰及第二法兰分别由轴承座的两端装入相应轴承的内圈中，在对第一法兰与第二法兰进行组装时先通过穿装在两者销孔中的销轴实现定位，再在两法兰的螺钉孔中穿螺钉以实现两法兰的锁紧及对角接触球轴承的预紧。

本发明的用于实施减速器用背对背角接触球轴承安装方法的减速器用角接触球轴承预紧结构的技术方案是：

用于实施减速器用背对背角接触球轴承安装方法的减速器用角接触球轴承预紧结构，包括中部具有轴线沿前后方向延伸的内腔的轴承座及沿前后方向间隔地背对背安装在轴承座上的第一角接触球轴承及第二角接触球轴承，轴承座上分别设置有用于挡止第一角接触球轴承外圈后端面的第一挡止面和用于挡止第二角接触球轴承的外圈前端面的第二挡止面，第一角接触球轴承外圈前端面与第二角接触球轴承的外圈后端面均自由设置；还包括设置于内腔后端的第二法兰及后端面被第二法兰的前端面挡止限位的设置于内腔前端的第一法兰，第一法兰上设有用于顶压第一角接触球轴承内圈前端面的第一顶压面，第二法兰上设有用于顶压第二角接触球轴承内圈后端面的第二顶压面，第一顶压面与第一角接触球轴承内圈前端面之间垫设有用于垫圈，第一角接触球轴承内圈的后端面与第二角接触球轴承内圈的前端面均自由设置。

第一法兰及第二法兰上对应开设有供定位销穿过的销孔及供锁紧螺钉穿过的螺钉孔。

本发明的有益效果是：使用本发明的方法对轴承进行安装时，先根据轴承型号确定其所需要的预紧力F₀，再根据轴承所需要的预紧力F₀计算出轴承所需要发生的形变量δ，最后依据轴承安装时各适配零件之间的尺寸配合关系确定出所需垫设的垫圈的厚度d。将最终选定的垫圈及轴承等其他零部件按照设计位置装配到位后即可保证轴承的预紧力等于设计值F₀。

附图说明

图1为本发明的减速器用背对背角接触球轴承预紧结构预紧前的结构示意图；

图2为图1中减速器壳体的结构示意图；

图3为图1中背对背组配的轴承安装在减速器壳体中的结构示意图；

图4为图1中支撑法兰的结构示意图；

图5为图1中垫圈的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的减速器用背对背角接触球轴承预紧结构的具体实施例，如图1至图5所示，包括中部具有轴线沿前后方向延伸的内腔的减速器壳体1，减速器壳体1的内腔壁的前、后两端分别安装有第一角接触球轴承2及第二角接触球轴承7，内腔中还设置有用于与减速器壳体配合以固定上述两个轴承的支撑法兰。两轴承的外圈宽边端面相对布置而使得两轴承的载荷线构成形式为“O”形而成背对背组配。

减速器壳体1的前端沿其内壁面设有内凹的第一凹腔11，减速器壳体1的后端沿其内壁面设有内凹的第二凹腔12。第一角接触球轴承2外圈的前端自由设置，外圈的后端与第一凹腔的底壁13(即第一挡止面13)顶压配合；第二角接触球轴承7外圈的前端与第二凹腔的底壁14(即第二挡止面14)顶压配合，外圈的后端自由设置。

支撑法兰包括第一法兰5与第二法兰8，第一、第二法兰上对应开设有供主轴安装的主轴孔、供锥销6安装的锥销孔及供锁紧螺钉4安装的螺钉安装孔，第一、第二法兰在安装时先通过锥销6进行定位，再通过旋拧锁紧螺钉4实现两者的紧固。

第一法兰5的前端的外周面上设有外凸的环台51，环台的后端面52(即第一顶压面52)用于顶压第一角接触球轴承2内圈的前端并对其进行限位，内圈的后端自由设置，第一法兰的后端面53用于与第二法兰的前端面83限位挡止配合。第二法兰8呈T型结构且包括前端的小径段和后端的大径段，大径段上设有第三凹腔81，第二角接触球轴承7内圈的后端与第三凹腔的底壁82(即第二顶压面82)顶压配合，内圈的前端自由设置。

在将上述轴承连接结构装配完毕之后，通过旋拧锁紧螺钉4使第一法兰5朝向第二法兰8所在侧运动，此时第一角接触球轴承2的内圈即会随之同步地朝向第二法兰8所在侧运动。第一角接触球轴承2所受力经减速器外壳1传递至第二角接触球轴承7而使第二角接触球轴承7的内圈朝向第一法兰5所在侧运动。为易于控制两轴承的内圈移动量，第一法兰5的外围还套设有垫圈3，垫圈3的前端面用于与环台的后端面52挡止配合，垫圈3的后端面用于与第一角接触球轴承2的内圈的前端挡止配合。

由于轴承内圈的轴向变形量与轴承的预紧力有唯一对应的关系，所以为获得确定的支撑刚度(也即预紧力)，只需要合理地选定垫圈厚度即可保证安装到位后的轴承具有符合设计要求的预紧力。

在上述轴承连接结构中对组配轴承进行安装的方法如下：

第一步，计算轴承的预紧力F₀，此处取轴承的预紧力F₀＝0.35*F_a，式中F_a为RV减速器允许推力；

第二步，根据公式计算单个角接触球轴承在预紧力F₀作用下的变形量δ。

第三步，根据下式确定垫圈的厚度d：a+b+c+d＝e+f+2*δ；

装配前，在零件状态下分别测量减速器壳体1上第一凹腔的底壁13与第二凹腔的底壁14之间的距离a、第一角接触球轴承2的装配高度b、第二角接触球轴承7的装配高度c、第一法兰的后端面53与环台的后端面52之间的距离e、第二法兰的前端面83与第三凹腔的底壁82之间的距离f，再给合第二步中根据预紧力F₀求得的变形量δ，即可求得垫圈的厚度d。

第四步，将各零件按图1所示位置进行安装，安装时先使用锥销6对第一、第二法兰进行定位，再拧紧锁紧螺钉4以通过第一法兰5中环台的后端面向后挤压第一角接触球轴承的内圈而实现对轴承的预紧。

在上述安装方法中，首先给出了预紧力的确定方法，所以使用此公式可以方便地确定出轴承所需的预紧力。

在其他实施例中，F₀还可以是F_a的k倍，其中k可以取0.35到0.4之间的任意值，k的具体取值依据RV减速器的实际受力情况，当RV减速器实际受力较大时k值或在上述范围内取较大值，当RV减速器实际受力较小时k值可在上述范围内取较小值。

减速器用背对背角接触球轴承安装方法的实施例：减速器用背对背角接触球轴承的安装方法与减速器用背对背角接触球轴承预紧结构的实施例中的轴承安装方法相同，具体可参考图1至图5，在此不再详述。