[发明专利]一种无保持架曲沟球轴承机构

说明书

本专利公开了一种无保持架曲沟球轴承机构，属于机械工程领域。利用无保持架曲沟球轴承和回程组件组合，实现往复直线运动与回转运动的转换。该机构由无保持架曲沟球轴承的内圈4、外圈5、滚动体6和附加的回程组件7组成。本发明利用无保持架曲沟球轴承的滚动体6和曲沟推动外圈向5外运动实现往复直线运动的推程运动，利用回程组件7将外圈5向内拉动实现往复直线运动的回程运动，完成往复直线运动与回转运动的转换。对于发动机、压缩机等在吸气行程作用力相对较小的应用，与现有机构相比，本专利公开的转换机构具有以下优点：1.结构简单，体积小；2.只有回转运动和往复直线运动，振动和噪音小；3.所需零件少，制造成本低。

技术领域

本专利公开了一种无保持架曲沟球轴承机构，属于机械工程领域。特别涉及一种基于无保持架曲沟球轴承改进结构的往复直线运动与回转运动的转换机构。

背景技术

往复直线运动与回转运动的转换机构在工业生产和机械设备中应用广泛，其中主要的转换机构有曲柄连杆机构、凸轮机构、曲柄滑块机构和曲柄摆环机构等几种形式。其中由活塞和曲柄连杆组成的转换机构应用最为广泛。

曲柄连杆机构是发动机的主要部件之一，其主要作用是将活塞的往复直线运动转换成曲轴的回转运动。但是，曲柄结构复杂，体积大，对材料要求高，加工难度大；连杆作平面运动，很难实现完全的动平衡，运动时产生的惯性效应和噪音难以完全消除。

申请号为：201910024162.2的专利公开了“一种无保持架曲沟球轴承”实现了把回转运动转换成往复直线运动，但该专利的推程由滚动体和外圈曲沟完成，回程缺少主动元件，无法自主返回。申请号为：201910459089.0的专利公开了“一种回转运动与往复直线运动转换机构”用弹簧将外圈和其他零件拉回，实现往复运动，但该专利的推程和回程之间缺少超越限位机构，存在多余自由度的问题，特别是主动件由内圈回转转换成外圈受拉力返回时，缺少超越限位部件，可能出现外圈的曲沟与滚动体脱离接触，不能保证确定的往复直线返回；申请号为：201910392199.X的专利公开了“一种运动形式转换机构”利用两个无保持架曲沟球轴承相组合，消除了多余自由度，实现了确定的往复直线运动，但是该专利至少需要布置两个相位相反的外圈，因此存在轴向长度尺寸大，在一些轴向结构尺寸小的发动机、压缩机中难以布置。

为了缩短无保持架曲沟球轴承运动形式转换机构的轴向结构尺寸，方便小空间结构的往复直线运动与回转运动转换，特别是在一些回程作用力较小的往复直线运动，如发动机的吸气行程，本专利公开了一种新型无保持架曲沟球轴承运动转换机构。

发明内容

为实现上述目的，本专利在无保持架曲沟球轴承的基础上，增加一回程组件和一条与原镶嵌滚动体的曲线沟槽的振幅和频率参数完全相同的曲沟，利用所增添的曲沟引导回程组件沿曲沟运动，在作用力小的回程将外圈拉回，实现回程的直线运动；在作用力大的压缩推程，用原无保持架曲沟球轴承的滚动体和外圈曲沟啮合完成推程运动，实现往复直线运动与回转运动的转换。

实现本专利的一种无保持架曲沟球轴承机构，由内圈4，外圈5，滚动体6和回程组件7构成，其特征是：所述的无保持架曲沟球轴承的内圈4除了有镶嵌滚动体6的曲线沟槽2以外，还设置有与回程组件7相匹配的曲沟1，且内圈4上的曲沟1与镶嵌滚动体6的曲线沟槽2的“峰”或“谷”的振幅值和周期数相等，曲线形状相同；所述的无保持架曲沟球轴承的外圈5除了有曲线圆弧3以外，还设置有回程组件7，回程组件7与外圈5用螺纹连接；所述的内圈4、外圈5与滚动体6安装好以后，再将回程组件7的螺纹旋进外圈，使回程组件7的头部与曲沟1成间隙配合结构；

所述的回程组件7的头部形状有两种结构：其一是回程组件7的头部形状为球形结构；其二是回程组件7的头部形状为非球形结构；

所述的回程组件7的头部为球形结构时，内圈4上的曲沟1的断面形状为圆弧形，曲沟1与回程组件7的头部形成间隙配合结构；

所述的回程组件7的头部形状为球形结构时，回程组件7可以制成球窝结构，即在头部钢球的背后凹陷部分安装小钢珠，使头部钢球能够自由滚动，以减小与内圈接触时的摩擦力；