專利名稱：輪軸軸承裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種用于支撐車輪，例如用于汽車上的輪軸軸承裝置。
用于主動(dòng)輪的軸承裝置中的一種具有的構(gòu)造是，軸承的雙排內(nèi)圈中的一個(gè)位于輪轂的外緣上，另一個(gè)位于等速節(jié)的外接頭部件的外緣上。在這種軸承裝置中，輪轂和等速節(jié)必須相互連接以獲得雙排內(nèi)圈的相對(duì)定位和保持應(yīng)用在軸承內(nèi)部的一定的預(yù)負(fù)荷。根據(jù)一些目前提出的方法，利用型鍛連接二者的方法，例如在日本公開專利第2001-18605號(hào)中所示，依據(jù)其對(duì)軸承的軸向間距的有效利用和對(duì)連接部分剛度的提高，該方法被認(rèn)為是有利的。通過(guò)這種方法，外接頭部件的桿部在其直徑沿著徑向向外擴(kuò)大的方向上發(fā)生塑性變形，所以它緊緊地與位于輪轂的內(nèi)緣里的不規(guī)則部分接合在一起。
最近，在輪軸軸承裝置領(lǐng)域中，不僅強(qiáng)烈要求有更輕型緊湊的裝置，而且對(duì)質(zhì)量與可靠性的提高，以及成本的降低也有迫切的需求。
本發(fā)明就是針對(duì)這種需求的解決方法，并且本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種在低成本的型鍛加工過(guò)程中得到的允許高的可加工性和高的連接強(qiáng)度的輪軸軸承裝置。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種可通過(guò)在連接部分上施加一個(gè)大的瞬間負(fù)荷來(lái)防止松動(dòng)的和利用一種簡(jiǎn)單的構(gòu)造來(lái)增加抗拔出的阻力(拔拉阻力)的輪軸軸承裝置。
根據(jù)本發(fā)明，輪軸軸承裝置包括由位于它的內(nèi)緣上的雙排外圈組成的外部部件；包括帶有用于連接車輪的法蘭的輪轂和與輪轂的內(nèi)緣或外緣相適合的配合部件的內(nèi)部部件，該內(nèi)部部件由位于它的外緣上的雙排內(nèi)圈組成；和插入外圈與內(nèi)圈之間的雙排滾動(dòng)體。在輪轂和配合部件之外，位于外部的部件有硬化的不規(guī)則部分，而在輪轂和配合部件之外，位于內(nèi)部的另一個(gè)部件通過(guò)塑性變形沿著徑向向外擴(kuò)大以和不規(guī)則部分相接合，所以輪轂和配合部件就相互連接在一起了。
在輪軸軸承裝置中，位于內(nèi)部的部件的塑性變形部分在塑性變形前的內(nèi)徑ΦdA和塑性變形后其內(nèi)徑ΦdB的比值(Δ＝ΦdB/ΦdA)等于1.05或是大一些。
當(dāng)比值Δ小于1.05時(shí)，塑性變形部分的塑性變形量就減少，并且塑性變形部分不能與位于外部的部件很好地接合。
因此，輪轂和配合部件之間的連接強(qiáng)度就不夠，這使得在汽車中應(yīng)用輪軸軸承裝置變得困難。
比值Δ的上限值由位于內(nèi)部的部件的材料來(lái)確定。
更詳細(xì)地，該值可根據(jù)材料的含碳量的值來(lái)確定，含碳量越小，比值Δ的上限值就越大。
例如，當(dāng)位于內(nèi)部的部件是由S53C構(gòu)成的，則比值Δ的上限值最好是等于或者小于1.15(Δ≤1.15)。當(dāng)部件是由含碳量較低的S40C構(gòu)成的，則比值Δ最好是等于或者小于1.20(Δ≤1.20)。
注意S53C和S40C都是由JIS G4051所定義的用于機(jī)械結(jié)構(gòu)的含碳鋼，位于“S”之后的數(shù)字各代表含碳量的平均值。例如，就組成元素而言，S53C中含有0.50％至0.53％的碳，0.15％至0.35％的硅，0.60％至0.90％的錳，0.03％或更少的磷，和0.35％或更少的硫。S40C中的組成元素除了含碳量是從0.37％至0.43％之外，其它元素的含量都與S53C中的相同。
通過(guò)熱處理硬化的不規(guī)則部分位于配合部件處，并且位于內(nèi)部的產(chǎn)生塑性變形的部件的塑性變形部分與不規(guī)則部分緊緊地接合在一起。這樣，輪轂和配合部件之間的連接強(qiáng)度就被提高了，并且輪軸軸承裝置的耐用性也被提高了。在這種情況下，當(dāng)塑性變形部分沒有經(jīng)過(guò)熱處理時(shí)，塑性變形部件可以容易地產(chǎn)生塑性變形并且一定與不規(guī)則部分接合在一起。
根據(jù)本發(fā)明，輪軸軸承裝置包括由位于它的內(nèi)緣上的雙排外圈組成的外部部件；包括帶有用于連接車輪的法蘭的輪轂和與輪轂的內(nèi)緣或外緣相適合的配合部件的內(nèi)部部件，和插入外圈與內(nèi)圈之間的雙排滾動(dòng)體，該內(nèi)部部件由位于它的外緣上的雙排內(nèi)圈組成。在輪轂和配合部件之外，位于外部的部件有硬化的不規(guī)則部分，而在輪轂和配合部件之外，位于內(nèi)部的另一個(gè)部件通過(guò)塑性變形沿著徑向向外擴(kuò)大以和不規(guī)則部分相接合，所以輪轂和配合部件就相互連接在一起了。不規(guī)則部分被部分地移動(dòng)以形成環(huán)形凹處，且位于內(nèi)部的部件中的一部分伸入到環(huán)形凹處內(nèi)。
這樣，環(huán)形凹處在不規(guī)則部分內(nèi)形成，且位于內(nèi)部的部件的直徑沿徑向向外擴(kuò)大并伸入到環(huán)形凹處內(nèi)，所以該部分處的塑性變形部分不受不規(guī)則部分的限制且其直徑能向外更多地?cái)U(kuò)大。因此，利用一種簡(jiǎn)單的構(gòu)造就可以增加輪轂和配合部件之間的拔拉阻力。
環(huán)形凹處至少在除了用于直徑擴(kuò)大的范圍的中部以外的不規(guī)則部分的一端處形成。這樣，在端部用相對(duì)小的直徑擴(kuò)張力，而不是在中部用較大的直徑擴(kuò)張力就可以提高拔拉阻力，所以在連接部分處傳遞的扭矩量的減少就可以降到最小程度了。
而且，根據(jù)本發(fā)明，輪軸軸承裝置包括由位于它的內(nèi)緣上的雙排外圈組成的外部部件；包括帶有用于連接車輪的法蘭的輪轂和與輪轂的內(nèi)緣或外緣相適合的配合部件的內(nèi)部部件，和插入外圈與內(nèi)圈之間的雙排滾動(dòng)體該內(nèi)部部件由位于它的外緣上的雙排內(nèi)圈組成。在輪轂和配合部件之外，位于外部的部件有硬化的不規(guī)則部分，而在輪轂和配合部件之外，位于內(nèi)部的另一個(gè)部件通過(guò)塑性變形沿著徑向向外擴(kuò)大以和不規(guī)則部分相接合，所以輪轂和配合部件就相互連接在一起了。不規(guī)則部分的一個(gè)端面被部分地移動(dòng)以形成一個(gè)規(guī)定的環(huán)形凹處，且位于內(nèi)部的部件中的一部分伸入到環(huán)形凹處內(nèi)。
這樣，環(huán)形凹處在不規(guī)則部分的端面處形成，并且位于內(nèi)部的部件的直徑沿徑向向外擴(kuò)大并伸入到環(huán)形凹處內(nèi)。擴(kuò)大部分的剪切力增加了輪轂和外接頭部件之間的拔拉阻力。
當(dāng)不規(guī)則部分包含實(shí)質(zhì)上由相互交叉的許多環(huán)形槽和許多軸向槽形成的交叉槽紋時(shí)，可以有效地增加連接部分處傳遞的扭矩量和拔拉阻力。
環(huán)形凹處最好在從用于直徑擴(kuò)大的范圍的一末端處的是環(huán)形槽的脊距的0.5至3.0倍范圍內(nèi)形成。這樣，具有不規(guī)則部分的部件處，例如輪轂，其剪切強(qiáng)度就能得到很好地保證，并且在增加拔拉阻力時(shí)，可以防止連接部分處傳遞的扭矩量的減少。
另外，環(huán)形凹處的軸向尺寸在是環(huán)形槽的脊距的0.5至3.0倍的范圍內(nèi)。這樣，環(huán)形凹處易于通過(guò)加工形成，并且置于環(huán)形凹處內(nèi)的延伸部分的剪切面面積就能得到很好地保證。因此，可以增加拔拉阻力和防止連接部分處傳遞的扭矩量的減少。
另外，環(huán)形凹處的底徑在環(huán)形槽或軸向槽的底徑的1.01至1.20倍的范圍內(nèi)。這樣，具有不規(guī)則部分的部件，例如輪轂，就有足夠的強(qiáng)度，并且可以增加拔拉阻力。
另外，在塑性變形部分的直徑擴(kuò)大后，外徑可在的環(huán)形槽或軸向槽的底徑1.01至1.15倍的范圍內(nèi)。這樣，連接部分處傳遞的扭矩量和包括拔拉阻力的強(qiáng)度值，直徑擴(kuò)大部分的材料的可延展性，可加工性，夾具的有效壽命能被可考慮用來(lái)確定最佳的直徑擴(kuò)大量。
更明確地，在上面所描述的輪軸軸承裝置中，例如，配合部件是等速節(jié)的外接頭部件。在這種情況下，輪轂和外接頭部件中的一個(gè)是位于內(nèi)部的部件，并且沿著徑向向外的方向產(chǎn)生塑性變形。另一個(gè)部件是位于外部的。不論發(fā)生哪一種情況，雙排內(nèi)圈都位于輪轂和外接頭部件各自的外緣處(如

圖1所示)。
二者擇一地，配合部件可是與輪轂相適合的內(nèi)環(huán)。
在這種情況下，雙排內(nèi)圈可位于輪轂和內(nèi)環(huán)各自的外緣處(如圖5所示)或位于與輪轂的外緣相適合的兩個(gè)內(nèi)環(huán)各自的外緣處(如圖6所示)。
包含在雙排滾動(dòng)體外的內(nèi)側(cè)上的滾動(dòng)體的軸承的承載能力比在外側(cè)上的高。這樣，兩個(gè)軸承的有效壽命可被平衡，所以裝置的耐用性實(shí)質(zhì)上是被提高了。
圖2是用于例證沿著徑向向外的方向型鍛輪軸軸承裝置的加工過(guò)程的橫斷面視圖。
圖3是表示在沿著徑向向外的方向型鍛前的輪軸軸承裝置狀態(tài)的橫斷面視圖。
圖4是表示在沿著徑向向外的方向型鍛后的輪軸軸承裝置狀態(tài)的橫斷面視圖。
圖5是本發(fā)明輪軸軸承裝置另一個(gè)較佳實(shí)施方式的橫斷面視圖。
圖6是本發(fā)明輪軸軸承裝置又一個(gè)較佳實(shí)施方式的橫斷面視圖。圖7是本發(fā)明輪軸軸承裝置再一個(gè)較佳實(shí)施方式的橫斷面視圖。圖8是本發(fā)明的產(chǎn)品和比較樣品之間的比較試驗(yàn)結(jié)果圖。
圖9是本發(fā)明輪軸軸承裝置另一個(gè)較佳實(shí)施方式的橫斷面視圖。
圖10a是本發(fā)明用于輪轂的不規(guī)則部分的形狀的橫斷面視圖。
圖10b是本發(fā)明用于輪轂的不規(guī)則部分的形狀的橫斷面視圖。
圖11a是本發(fā)明輪軸軸承裝置另一個(gè)較佳實(shí)施方式的基本部分的橫斷面視圖。
圖11b是圖11a的側(cè)視圖。
圖12是用于例證本發(fā)明輪軸軸承裝置中塑性連接部分的視圖。
圖13a是另一個(gè)較佳實(shí)施方式中環(huán)形凹處的基本部分的放大圖。圖13b是又一個(gè)較佳實(shí)施方式中環(huán)形凹處的基本部分的放大圖。圖14a是本發(fā)明輪軸軸承裝置另一個(gè)較佳實(shí)施方式的基本部分的橫斷面視圖。
圖14b是圖14a的側(cè)視圖。
圖15a是本發(fā)明輪軸軸承裝置另一個(gè)較佳實(shí)施方式的橫斷面視圖。
圖15b是圖15a的側(cè)視圖。
圖16是本發(fā)明另一個(gè)較佳實(shí)施方式中輪軸軸承裝置的基本部分的橫斷面視圖。
圖1所示是本發(fā)明用于主動(dòng)輪的輪軸軸承裝置。該輪軸軸承裝置包括輪轂10，軸承20和等速節(jié)40，并且這些部件形成為一個(gè)整體。注意當(dāng)安裝在車輛上時(shí)，位于車輛外側(cè)的軸承裝置的一側(cè)稱為“外側(cè)”(每一幅圖的左邊部分)，而靠近車輛中心的軸承裝置的一側(cè)稱為“內(nèi)側(cè)”(每一幅圖的右邊部分)。
位于軸心處有軸孔的輪轂10的內(nèi)部是空心的。用于連接車輪(未圖示)的車輪連接法蘭14位于輪轂10的末端的外側(cè)，并且用于固定輪盤的輪轂螺栓15沿著法蘭14的圓周方向被等間隔地插入。外側(cè)上的內(nèi)圈27放置在相對(duì)于法蘭14更在內(nèi)側(cè)上的輪轂10的外緣面上。
等速節(jié)40通過(guò)內(nèi)接頭部件和扭矩傳遞滾珠(二者均未圖示)將扭矩從驅(qū)動(dòng)軸傳遞到外接頭部件41處。外接頭部件41在它的內(nèi)緣里有許多軌道槽41a。這些軌道槽41a和許多在內(nèi)接頭部件的外緣里的軌道槽一起形成了許多滾道。扭矩傳遞滾珠安裝在各自的滾道內(nèi)。扭矩傳遞滾珠由未圖示的隔離圈固定在同一平面內(nèi)。
外接頭部件41是與輪轂10的內(nèi)緣相適合的配合部件。外接頭部件41包括相互結(jié)合在一起的桿部45和口部46，并且其桿部45與輪轂10的內(nèi)緣相適合?？诓?6的肩部47與輪轂10的內(nèi)側(cè)端面相鄰接，所以輪轂10和外接頭部件41沿軸向定位，并且內(nèi)圈27和28之間的距離是確定的。內(nèi)側(cè)內(nèi)圈28位于靠近肩部47的口部46的外緣面處。當(dāng)配有與杯狀口部46的底部相連接的軸孔48時(shí)，桿部45的內(nèi)部被制成空心的。
外接頭部件41通過(guò)鑄造成形，然后進(jìn)行部分熱處理。如圖1中的陰影所示，由熱處理硬化的部分包括從通過(guò)內(nèi)側(cè)內(nèi)圈28的肩部47到帶有密封26的密封唇的滑動(dòng)式接觸面(密封帶)的區(qū)域，和在口部46的內(nèi)緣里的軌道槽41a的區(qū)域，其中扭矩傳遞滾珠在口部46里滾動(dòng)。這些區(qū)域都被硬化直到它們的硬度達(dá)到58HRc或者更高。最好用感應(yīng)淬火作為熱處理方法。根據(jù)這種方法，可進(jìn)行局部加熱，可根據(jù)需要選擇硬化層的厚度，除了硬化層以外的部分受熱影響很小，并且還可維護(hù)基底材料的性能。
另一部分，尤其是在后面將要描述的型鍛中沿著徑向向外發(fā)生塑性變形的桿部45的部分(塑性變形部分34)在鑄造后沒被熱處理。在沒被熱處理的部分中，考慮到型鍛加工過(guò)程中的可加工性，塑性變形部分34的硬度最好盡可能的低。但是，如果硬度過(guò)低，那么抗疲勞性就降低了。因此，塑性變形部分34的硬度最好是在從13HRc到28HRc的范圍內(nèi)，更好的是在從18HRc到25HRc的范圍內(nèi)。
軸承20包括外部部件21和雙排滾動(dòng)體22。外部部件21包括用于連接車體(未圖示)的法蘭23和位于滾動(dòng)體22滾動(dòng)的內(nèi)緣面上的雙排外圈24。雙排滾動(dòng)體22插入在輪轂10的內(nèi)圈27，外接頭部件41的內(nèi)圈28和外部部件21的雙排外圈24之間。本圖例中所示為將滾珠作為滾動(dòng)體22的徑向止推滾珠軸承，但是在一些重型汽車輪軸軸承裝置中，應(yīng)用將圓錐滾柱作為滾動(dòng)體的圓錐滾柱軸承。為了防止填充在軸承內(nèi)的潤(rùn)滑脂泄漏或者為了防止水和雜質(zhì)進(jìn)入到軸承內(nèi)，密封25和26添加在外部部件21的兩端的開口處。
位于輪轂10的內(nèi)緣處的配合面16的部分是不規(guī)則部分31，該內(nèi)緣對(duì)著外接頭部件41的塑性變形部分34。除了為不規(guī)則部分31，配合面16的部分為了與桿部45的圓柱形外緣面處于牢固的接觸狀態(tài)被制成圓柱形。不規(guī)則部分31的形狀是任意的，例如，可是不同的形狀，如螺紋形，包括齒條的鋸齒形和十字形網(wǎng)狀圖案的滾花形，其中滾花形是由許多行相互交叉的槽形成。因此形成的不規(guī)則部分31是經(jīng)過(guò)熱處理和硬化的，其硬度在從45HRc到64HRc的范圍內(nèi)。
如圖1中陰影所示，由熱處理硬化的硬化層不僅存在于輪轂10的內(nèi)緣里的不規(guī)則部分31所在的區(qū)域里，還存在于輪轂10的外緣所在的區(qū)域里，該區(qū)域從經(jīng)過(guò)內(nèi)圈27的密封25的密封帶到內(nèi)側(cè)端的端面處。基于上面所述的相同的原因，這些區(qū)域最好用感應(yīng)淬火進(jìn)行熱處理。注意如圖所示的這些硬化層是不連續(xù)的，所以可防止輪轂10產(chǎn)生淬火裂紋。
作為位于內(nèi)部的部件的輪轂10和作為配合部件的外接頭部件41沿徑向向外的方向通過(guò)型鍛被完整地塑性連接在一起。更詳細(xì)地，當(dāng)外接頭部件41的桿部45與輪轂10的內(nèi)緣相適合時(shí)，桿部45的塑性變形部分34從內(nèi)徑側(cè)到外徑側(cè)產(chǎn)生塑性變形。塑性變形部分34的外緣與不規(guī)則部分31緊緊地接合在一起，所以輪轂10和外接頭部件41塑性連接在一起。這樣，內(nèi)圈27和28之間的距離是確定的，并且軸承20內(nèi)被施以規(guī)定的預(yù)負(fù)荷。當(dāng)輪轂10和外接頭部件41被塑性連接在一起時(shí)，它們形成了內(nèi)部部分29，在其外緣上該內(nèi)部部分29具有雙排內(nèi)圈27和28。
至于型鍛，當(dāng)位于直徑擴(kuò)大側(cè)上的塑性變形部分34比不規(guī)則部分31的硬度小和韌性大時(shí)，不規(guī)則部分31如上面所述的具有高的硬度且不易斷裂。因此，它可以為型鍛形成一個(gè)較大的邊緣，而不會(huì)增加桿部45里產(chǎn)生型鍛裂紋的危險(xiǎn)。因此，不規(guī)則部分31和塑性變形部分34深深地接合在一起，所以可以保證輪轂10與外接頭部件41之間具有高的連接強(qiáng)度。
例如，如圖2所示，通過(guò)將型鍛夾具(沖頭)60插入到外接頭部件41的桿部45的內(nèi)緣處的軸孔48內(nèi)進(jìn)行型鍛。從末端側(cè)(插入到桿部45的一側(cè))起，型鍛夾具60包括，一個(gè)小直徑圓柱形部分61，一個(gè)錐形部分62和一個(gè)大直徑圓柱形部分63。小直徑圓柱形部分61的外徑在型鍛前比塑性變形部分34的內(nèi)徑ΦdA小。大直徑圓柱形部分63的外徑比內(nèi)徑ΦdA大。
至于型鍛，如圖2所示，當(dāng)外接頭部件41被插入到輪轂10的內(nèi)緣里時(shí)，輪軸軸承裝置被安置在墊64上。當(dāng)時(shí)，車輪連接法蘭14的外側(cè)端面對(duì)墊64的端面施加壓力。輪轂螺栓15被置于墊64里的螺栓孔65內(nèi)。
在這種情形下，型鍛夾具60被從內(nèi)側(cè)壓入外接頭部件41的軸孔48內(nèi)。這樣，桿部45的塑性變形部分34在由型鍛夾具60的錐形面62和隨后它的大直徑圓柱形部分63產(chǎn)生的壓力下擴(kuò)大，并且沿徑向向外的方向發(fā)生塑性變形，所以外緣面與輪轂10的內(nèi)緣處的不規(guī)則部分31緊緊地接合在一起。
當(dāng)時(shí)，當(dāng)型鍛夾具60被插入時(shí)，外接頭部件41受到對(duì)外側(cè)作用的壓力。同時(shí)，對(duì)墊64施加壓力的輪轂10抵抗該壓力，所以位于輪轂10和外接頭部件41之間的軸向鄰接部分(位于外接頭部件41的肩部47和輪轂10的內(nèi)側(cè)端面之間)受到壓應(yīng)變。這使得軸向軸承間隙變成負(fù)的，并且將預(yù)負(fù)荷作用在軸承20上，所以當(dāng)型鍛連接完成的時(shí)候，預(yù)負(fù)荷就被施加了。通過(guò)在引起壓應(yīng)變的方向上插入型鍛夾具60可產(chǎn)生相同的效果，該壓應(yīng)變產(chǎn)生在通過(guò)型鍛連接在一起的兩個(gè)部件之間的鄰接部分(軸向鄰接部分)處。
同時(shí)，在塑性變形部分34的型鍛過(guò)程中，直徑沿軸向向外擴(kuò)大的程度有一個(gè)下限值。如果該值不大于一固定值，那么塑性變形部分34就不能與不規(guī)則部分31很好地接合，并且不能為輪軸軸承裝置提供必要的連接強(qiáng)度。
發(fā)明者基于上面的假設(shè)進(jìn)行了試驗(yàn)。圖3所示為塑性變形部分34在塑性變形前的內(nèi)徑ΦdA。圖4所示為塑性變形部分34在塑性變形后的內(nèi)徑ΦdB?？梢缘玫竭@些直徑ΦdA和ΦdB的比值Δ(Δ＝ΦdB/ΦdA)，換句話說(shuō)，直徑擴(kuò)大比不小于1.05，在輪轂10和外接頭部件41之間可獲得足夠的連接強(qiáng)度(目標(biāo)強(qiáng)度)，如圖8所示。根據(jù)本發(fā)明，在圖8中，x表示比較樣本，其它的符號(hào)表示其它的產(chǎn)品。
Δ的下限值幾乎不受塑性變形部分34的材料的影響，該值在不同的鋼材料中幾乎是相同的。
當(dāng)比值Δ太大時(shí)，材料就非常地易于變形，這將引起如型鍛裂紋的斷裂。根據(jù)用于塑性變形部分34的材料的含碳量的不同，比值Δ的上限值也不同，并且當(dāng)含碳量越小時(shí)，比值Δ的上限值就越大。
發(fā)明者通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，例如，當(dāng)外接頭部件41的材料是S40C(其含碳量是從0.37％至0.43％)，且比值Δ大于1.20時(shí)，型鍛裂紋出現(xiàn)。在這種情況下，比值Δ最大只能是1.20(Δ≤1.20)。
例如，還發(fā)現(xiàn)當(dāng)外接頭部件41的材料是S53C(其含碳量是從0.50％至0.56％)，且比值Δ大于1.15時(shí)，型鍛裂紋出現(xiàn)。在這種情況下，比值Δ最大只能是1.15(Δ≤1.15)。
對(duì)于外接頭部件41，不論是上面所述的S40C或S53C，還是其它類型的用于機(jī)械結(jié)構(gòu)的含碳量是從0.30％至0.61的含碳鋼(由JIS定義)都可被廣泛應(yīng)用。在用于機(jī)械結(jié)構(gòu)的任意含碳鋼適合此范圍的情況下，經(jīng)過(guò)感應(yīng)淬火的軸承座圈表面與浸漬硬化的高碳鉻含量的軸承鋼或是滲碳的表面硬化鋼相比，其滾動(dòng)強(qiáng)度可提高到一定水平。生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品成本低且有效壽命長(zhǎng)。同時(shí)，甚至可在沒被熱處理的情況下降低塑性變形部分34的硬度和保證高的型鍛可加工性。這將進(jìn)一步降低成本。
另外，選用的鋼材可含有0.5wt％至0.7wt％的碳，0.6wt％至1.2wt％的硅，0.6wt％至1.0wt％的錳和鐵以及在剩余部分中不可避免的雜質(zhì)。發(fā)明者通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)用于鋼材的比值Δ最好是如下面所定義的1.05≤Δ≤1.14注意在圖1中，輪轂10位于型鍛部分的外部，而相反地外接頭部件41位于外部(如圖7所示)。在這種情況下，輪轂10是位于塑性變形部分34所在的內(nèi)部的部件。外接頭部件41作為與輪轂10的外緣相適合的配合部件。在這種情況下，塑性變形部分34在塑性變形前和塑性變形后的內(nèi)徑比值Δ如上面所述的被設(shè)定在相同的范圍內(nèi)。
現(xiàn)在，將根據(jù)參考圖5和圖6中本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施方式，對(duì)另一種類型輪軸軸承裝置進(jìn)行描述。注意在這些圖例中，和圖1中所示的那些具有相同功能的元件將用相同的參考數(shù)字表示且不做描述。
圖5所示為本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施方式，其中輪轂10和與輪轂10的外緣相適合的內(nèi)環(huán)35形成了內(nèi)部部件29。內(nèi)部部件29的外側(cè)內(nèi)圈27安置在輪轂10的外緣上。內(nèi)側(cè)內(nèi)圈28安置在內(nèi)環(huán)35的外緣上。
根據(jù)該較佳實(shí)施方式，內(nèi)環(huán)35被壓入與安置在輪轂10的內(nèi)側(cè)末端上的小直徑圓柱形部分19的外緣相適合。外接頭部件41與輪轂10的內(nèi)緣相適合，并且通過(guò)扭矩傳遞裝置37，如花鍵，與輪轂10連接在一起。同時(shí)，通過(guò)擋圈38防止該部件從輪轂10上分離。內(nèi)環(huán)35的內(nèi)側(cè)端面與外接頭部件41的肩部42相鄰接，而外側(cè)端面與輪轂10的肩部18相鄰接。
根據(jù)該較佳實(shí)施方式，塑性變形部分34位于輪轂10的小直徑圓柱形部分19內(nèi)，并且硬化的不規(guī)則部分31位于內(nèi)環(huán)35的內(nèi)緣內(nèi)。不規(guī)則部分31的區(qū)域用“x”記號(hào)來(lái)表示。輪轂10的塑性變形部分34沒被進(jìn)行熱處理，并且沿軸向向外的方向發(fā)生塑性變形。這樣，小直徑圓柱形部分19的外緣就緊緊地與內(nèi)環(huán)35的不規(guī)則部分31接合在一起，所以輪轂10和內(nèi)環(huán)35相互塑性連接在一起。在這種情況下，輪轂10作為位于內(nèi)部的部件，內(nèi)環(huán)35作為與輪轂10的外緣相適合的配合部件。
根據(jù)該較佳實(shí)施方式，輪轂10的塑性變形部分34在塑性變形前和塑性變形后的內(nèi)徑比值Δ被設(shè)定在如上面所述的范圍內(nèi)。
圖6所示為本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施方式，其中輪轂10和與輪轂10的外緣相適合的第一及第二內(nèi)環(huán)32和33形成了內(nèi)部部件29。內(nèi)部部件29的內(nèi)圈27和28各自安置在內(nèi)環(huán)33和32的外緣內(nèi)。未圖示的外接頭部件與輪轂10的內(nèi)緣相適合，所以扭矩能在該部件和輪轂10之間傳遞。
軸向延伸部分36位于第一內(nèi)環(huán)32的內(nèi)側(cè)末端處，并且通過(guò)熱處理硬化的不規(guī)則部分31位于延伸部分36的內(nèi)緣里。位于輪轂10的內(nèi)側(cè)末端處的塑性變形部分34沒被進(jìn)行熱處理，這個(gè)部分沿著徑向向外的方向發(fā)生塑性變形并與不規(guī)則部分31緊緊地接合在一起。這樣，輪轂10和內(nèi)環(huán)32塑性連接在一起。在這種情況下，輪轂10作為位于內(nèi)部的部件，內(nèi)環(huán)32和33作為與輪轂10的外緣相適合的配合部件。
根據(jù)該較佳實(shí)施方式，輪轂10的塑性變形部分34在塑性變形前和塑性變形后的內(nèi)徑比值Δ被設(shè)定在如上面所述的范圍內(nèi)。
注意圖5和圖6中所示的通過(guò)圖例法描述的用于主動(dòng)輪的輪軸軸承裝置，其包括形成為一體的輪轂10，軸承20和外接頭部件。同時(shí)，本發(fā)明的輪軸軸承裝置顯然可用于不包括任何外接頭部件，而僅包括輪轂和軸承的主動(dòng)輪中。
如前面所述的，根據(jù)本發(fā)明，塑性變形部分的變形程度可被控制在一個(gè)合適的數(shù)量上，并且因此可以保證位于內(nèi)部的部件和配合部件之間有足夠的連接強(qiáng)度。同時(shí)，可防止損壞塑性變形部分，例如，防止由于過(guò)分的塑性變形引起的型鍛裂紋所導(dǎo)致的損壞，這還可提高塑性變形部分的可加工性。這樣，可提高輪軸軸承裝置的強(qiáng)度和使該裝置的質(zhì)量穩(wěn)定。
圖9是本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施方式中輪軸軸承裝置的縱向剖面圖。該輪軸軸承裝置包括形成為一體的輪轂10、雙排滾動(dòng)軸承20和等速節(jié)40。
輪轂10與外側(cè)端上連接車輪(未圖示)的法蘭14完整地形成為一體。不規(guī)則部分31位于輪轂10的內(nèi)緣里。通過(guò)熱處理形成的硬化層12的表面硬度從54HRc到64HRc(圖中用點(diǎn)狀部分表示)。最好應(yīng)用感應(yīng)淬火作為熱處理方法，因?yàn)樵摲椒ㄔ试S局部加熱，并且相對(duì)地易于調(diào)整硬化層的深度。
注意，例如在圖10a和圖10b中所示的不規(guī)則部分31中有由若干條相互交叉的槽形成的圖案。圖10a中所示為槽6之間相互傾斜交叉，圖10b中所示為由沿著軸向和圓周方向的槽6’形成的十字形網(wǎng)狀圖案的滾花形。不規(guī)則部分31的突起部分為了保證部分間能很好地咬合，有如三角形狀的尖端。這里，許多例如用車床獨(dú)立車出來(lái)的環(huán)形槽6a和許多例如通過(guò)拉削形成的軸向槽6b實(shí)質(zhì)上是相互交叉排列以形成交叉槽圖案6’。
雙排滾動(dòng)軸承20包括外部部件21，內(nèi)部部件29和許多滾動(dòng)體22，22。外部部件21的在外緣上用于連接車體(未圖示)的法蘭23和位于內(nèi)緣里的雙排外圈24，24完整地形成為一體。內(nèi)部部件29指輪轂10和后面將要描述的外接頭部件41。對(duì)著外部部件21的外圈24的外側(cè)內(nèi)圈27安置在輪轂10的外緣內(nèi)，并且內(nèi)側(cè)內(nèi)圈28安置在外接頭部件41的外緣內(nèi)。雙排滾動(dòng)體22，22置于座圈24和27之間及座圈24和28之間，并且被隔離圈30，30固定，所以滾動(dòng)體可按所要求的進(jìn)行滾動(dòng)。密封25和26安裝在雙排滾動(dòng)軸承20的末端，所以可防止裝入在軸承內(nèi)的潤(rùn)滑脂泄漏和防止雨水及灰塵進(jìn)入到軸承內(nèi)。在輪轂10的外緣處，密封25的密封唇移動(dòng)式地進(jìn)入與密封帶部分接觸。通過(guò)感應(yīng)淬火在密封帶部分，內(nèi)圈部分27和與外接頭部件41的肩部47相鄰接的嵌套部分10a的表面處形成了硬化層12’(用點(diǎn)狀部分表示)。在上面的描述中，通過(guò)圖例說(shuō)明了雙排滾動(dòng)軸承20是將滾珠作為滾動(dòng)體的雙排向心止推滾珠軸承。但是，將圓錐滾柱作為滾動(dòng)體的雙排圓錐滾柱軸承將不能用上面的例子。
在用于主動(dòng)輪的這種軸承裝置中，雙排滾動(dòng)軸承20的內(nèi)側(cè)承受相對(duì)較大的瞬間負(fù)荷。為了使左右兩部分的滾動(dòng)疲勞和壽命保持平衡，位于外側(cè)和內(nèi)側(cè)之間的雙排滾動(dòng)體22有不同的PCD(節(jié)圓直徑)。內(nèi)側(cè)的PCD可設(shè)置地比外側(cè)的稍大一點(diǎn)，因?yàn)閮?nèi)側(cè)承受相對(duì)大的瞬間負(fù)荷。這樣，承載能力就增加了。二者擇一地，內(nèi)側(cè)上滾動(dòng)體22的數(shù)量或尺寸是可變，所以可增加內(nèi)側(cè)軸承的承載能力。
等速節(jié)40包括外接頭部件41，接頭內(nèi)環(huán)42，罩43和扭矩傳遞滾珠44。外接頭部件41包括杯狀口部46，形成口部46的底部的肩部47和從肩部47沿軸向延伸的軸向部分45(桿部)。在口部46的內(nèi)緣里沿軸向延伸形成了弧形軌道槽41a。
上面所描述的內(nèi)圈28安置在外接頭部件41的肩部47的外緣里，該外接頭部件41的內(nèi)部被制成空心的。軸向部分45有將輪轂10的嵌套部分10a壓入到其中的小直徑分級(jí)部分45a和與輪轂10相適合的塑性變形部分34。輪轂10的嵌套部分10a被壓入到小直徑分級(jí)部分45a中。然后，嵌套部分10a與肩部47相鄰接，并且當(dāng)塑性變形部分34的直徑通過(guò)合適的方法，如將心軸插入/牽進(jìn)/牽出塑性變形部分34的內(nèi)徑，沿徑向向外擴(kuò)大的時(shí)候，塑性變形部分34就緊緊地與輪轂10的不規(guī)則部分31接合在一起了，這時(shí)，塑性變形部分34與輪轂10相適合。這樣，對(duì)塑性變形部分34進(jìn)行型鍛，以使輪轂10和外接頭部件41塑性連接在一起。照這樣，連接部分作為扭矩傳遞裝置和用于輪轂10及外接頭部件41的連接裝置。因此，傳統(tǒng)的扭矩傳遞裝置如鋸齒在輪轂10或外接頭部件41處就不必用了。換句話說(shuō)，該裝置是既輕型又緊湊。
在外接頭部件41中，對(duì)在口部46的內(nèi)緣里形成的軌道槽41a的區(qū)域和沿著從其中通過(guò)內(nèi)圈28，密封26移動(dòng)式接觸的密封帶部分到小直徑分級(jí)部分45a之間的部分的區(qū)域進(jìn)行表面硬化處理。當(dāng)硬化處理時(shí)，最好應(yīng)用感應(yīng)淬火。沿徑向擴(kuò)大的塑性變形部分34是非硬化部分，并且鑄造后該部分材料的表面硬度從18HRc到24HRc。塑性變形部分34和上面所述的輪轂10的不規(guī)則部分31(從54HRc到64HRc)之間的表面硬度的差值最好是30HRc或更大一點(diǎn)。這樣，塑性變形部分34能容易地且深深地與不規(guī)則部分31接合在一起，所以不規(guī)則部分31的端部不會(huì)彎曲，并且它們能相互緊緊地塑性連接在一起。注意端蓋48安裝在空心的外接頭部件41的內(nèi)徑處，且可防止裝入口部46內(nèi)的潤(rùn)滑脂泄漏和防止灰塵進(jìn)入。
如上面所述的，不規(guī)則部分31位于輪轂10的內(nèi)緣里，且不規(guī)則部分31大致覆蓋的區(qū)域是從輪轂10的導(dǎo)入部分13到通過(guò)車輪連接法蘭14外側(cè)上的滾動(dòng)體22的作用線(從位于滾動(dòng)體22，內(nèi)圈27和滾動(dòng)體22的中心之間的連接接觸點(diǎn)的線處延伸的線)的附近。環(huán)形凹處51形成于不規(guī)則部分31的外側(cè)上。更詳細(xì)地，如圖11a所示，環(huán)形凹處51形成于直徑擴(kuò)大范圍L的外側(cè)末端處。軸向部分45處的塑性變形部分34的直徑沿徑向向外擴(kuò)大，所以塑性變形部分34的外徑部分緊緊地與不規(guī)則部分31接合在一起。因此，不規(guī)則部分31被部分地移動(dòng)以形成環(huán)形凹處51，所以塑性變形部分34不受限制且其直徑能更大地?cái)U(kuò)大。因此，沿軸向的拔拉阻力增加了。
通過(guò)關(guān)于由申請(qǐng)者實(shí)現(xiàn)的直徑擴(kuò)大試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)直徑擴(kuò)大范圍L的中心十分深地咬入不規(guī)則部分31中。如圖12所示，這可根據(jù)塑性變形部分34的內(nèi)徑表面的形狀進(jìn)行估算。因此，位于中心的環(huán)形凹處51增加了拔拉阻力，但是降低了連接部分處傳遞的扭矩量，這是不可取的。增加拔拉阻力的環(huán)形凹處51在任意軸向位置里同等地形成。根據(jù)該較佳實(shí)施方式，在直徑擴(kuò)大范圍L的末端里形成的凹處能最小化扭矩傳遞量的降低，實(shí)際上，該范圍是從直徑擴(kuò)大范圍L的外側(cè)端處的環(huán)形槽6a的脊距t0的0.5至3.0倍。在外側(cè)上形成更多的環(huán)形凹處51使得輪轂10的一側(cè)的剪切強(qiáng)度降低，不能提供所需的拔拉阻力。相反地，在內(nèi)側(cè)上形成更多的環(huán)形凹處51使得連接部分處傳遞的扭矩量大大減少，這是不可取的。
如圖11a所示，環(huán)形凹處51的寬度t1的范圍是獨(dú)立的環(huán)形槽6a的脊距t0的0.5至3.0倍。環(huán)形凹處5 1的底徑d5的范圍是環(huán)形槽6a的底徑d4或圖11b中所示的軸向槽6b的底徑d3的1.01至1.20倍。一般而言，環(huán)形槽6a的底徑d4和軸向槽6b的底徑d3是同等地形成的。當(dāng)?shù)讖絛3和d4存在差異時(shí)，將大的直徑用于該范圍。
這里，當(dāng)環(huán)形凹處51的寬度t1不大于環(huán)形槽6a的脊距t0的0.5倍時(shí)，不但加工困難，而且填充在環(huán)形凹處51里的擴(kuò)大部分處的剪切面面積將減少，所以就不能按期望增加拔拉阻力了。同時(shí)，當(dāng)寬度不小于脊距t0的3.0倍時(shí)，連接部分處的扭矩傳遞量就大大地降低了，這使得增加直徑擴(kuò)大范圍L成為必要。這種直徑擴(kuò)大范圍L的增加會(huì)導(dǎo)致裝置質(zhì)量的增加，這是不可取的。
環(huán)形凹處51的底徑d5是環(huán)形槽6a的底徑d4或軸向槽6b的底徑d3的1.01至1.20倍，但是該范圍取決于外接頭部件41的材料。例如，S53C的擴(kuò)大的有保證的最小值是15％，因此最好取值1.20。任何不小于1.20的值都不會(huì)有助于增加拔拉阻力，但是取而代之地會(huì)降低輪轂10的強(qiáng)度，這是不可取的。
現(xiàn)在將描述塑性變形部分34的直徑擴(kuò)大量。如上面所述的，為了擴(kuò)大直徑和使得部分34咬住輪轂10的不規(guī)則部分31，合適的工具如心軸被插入/牽出到/牽離塑性變形部分34的內(nèi)徑?？紤]到如連接部分處包括傳遞的扭矩量或拔拉阻力的強(qiáng)度值，材料的可延展性，可加工性，夾具和類似工具的有效壽命來(lái)決定直徑擴(kuò)大量。更詳細(xì)地，由輪轂10的不規(guī)則部分31的內(nèi)徑，塑性變形部分34的內(nèi)徑，用于擴(kuò)大直徑的如心軸的夾具的外徑來(lái)決定。根據(jù)該較佳實(shí)施方式，如圖11a和11b所示，在直徑擴(kuò)大后，環(huán)形凹處51里的塑性變形部分34的外徑d2比環(huán)形槽6a的底徑d4或軸向槽6b的底徑d3大1.01至1.15倍。注意環(huán)形凹處51的橫斷面的形狀不僅可是矩形，還可是如圖13A中環(huán)形凹處51’的三角形或如圖13B中環(huán)形凹處51”的半圓形。
注意根據(jù)該較佳實(shí)施方式，軸承是所謂的第四代輪軸軸承，其中雙排滾動(dòng)軸承20的內(nèi)圈27和28直接位于輪轂10的外緣里和外接頭部件41的外緣面上。但是，只要結(jié)構(gòu)中有位于裝置外側(cè)的輪轂和外接頭部件之間的塑性連接部分，該發(fā)明同樣地可用于傳統(tǒng)的第二和第三代輪軸軸承裝置中(分別如圖6和圖5所示)。更詳細(xì)地，當(dāng)結(jié)構(gòu)的特征不變時(shí)，可通過(guò)交變應(yīng)力來(lái)防止連接部分的松動(dòng)，該交變應(yīng)力是由車輛運(yùn)行時(shí)施加于裝置上的彎矩負(fù)荷和包括塑性連接部分的外接頭部件的軸向部分的彎曲引起的。另外，可防止塑性連接部分處傳遞的扭矩量的減少，和可利用一個(gè)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來(lái)增加拔拉阻力。
圖14a是本發(fā)明另一個(gè)較佳實(shí)施方式中輪軸軸承裝置的基本部分的橫斷面視圖，圖14b是它的側(cè)視圖。這里，不規(guī)則部分31置于輪轂10的內(nèi)緣里，且環(huán)形凹處51位于外側(cè)上。該較佳實(shí)施方式實(shí)質(zhì)上與圖9所示的較佳實(shí)施方式相同，僅有的差異是除了如圖11a中所示的環(huán)形凹處51之外在直徑擴(kuò)大范圍L的內(nèi)側(cè)末端處形成了另一個(gè)環(huán)形凹處51。相同元件和部分用相同的參考字符表示且不做描述。這樣，環(huán)形凹處51在直徑擴(kuò)大范圍L的兩端處形成，所以可防止連接部分傳遞的扭矩量的減少和更大地增加拔拉阻力。注意環(huán)形凹處51的位置，尺寸和外形都和上面的較佳實(shí)施方式中描述的相同。
圖15a是本發(fā)明另一個(gè)較佳實(shí)施方式中輪軸軸承裝置的基本部分的橫斷面視圖，圖15b是它的側(cè)視圖。這個(gè)較佳實(shí)施方式實(shí)質(zhì)上與前面所描述的較佳實(shí)施方式相同，僅有的差異在輪轂的結(jié)構(gòu)里。相同元件和部分用相同的參考字符表示且不做描述。
輪轂10在內(nèi)緣里有一個(gè)硬化的不規(guī)則部分31，并且為了將輪轂10和外接頭部件41塑性連接在一起，可使外接頭部件41里的軸向部分45的塑性變形部分34緊緊地與不規(guī)則部分31接合在一起。與上面所描述的較佳實(shí)施方式相似，不規(guī)則部分31覆蓋的面積的范圍從經(jīng)過(guò)車輪連接法蘭14的車輪導(dǎo)入部分13到外側(cè)上滾動(dòng)體(未圖示)的作用線的附近。這里，為了形成環(huán)形凹處52，輪轂10的外側(cè)端面是埋頭的。軸向部分45的塑性變形部分34的直徑沿徑向向外擴(kuò)大，所以塑性變形部分34的外徑部分與不規(guī)則部分31咬合。通過(guò)部分地移動(dòng)不規(guī)則部分31而產(chǎn)生的環(huán)形凹處52使得該部分處的塑性變形部分34不受限值且可更多地?cái)U(kuò)大。因此，環(huán)形凹處52里的擴(kuò)大部分增加了沿軸向的拔拉阻力。
在圖15a中，環(huán)形凹處52的深度，換句話說(shuō)，從端面34a處的塑性變形部分34的尺寸t2在獨(dú)立的環(huán)形槽6a的脊距t0的0.5至3.0倍范圍內(nèi)。環(huán)形凹處52的底徑d5不小于環(huán)形槽6a的底徑d4或者如圖15b中所示的軸向槽6b的底徑d3，它比位于輪轂10里的導(dǎo)入部分13的外徑D1小1mm(D1-1(mm))。
當(dāng)環(huán)形凹處52的深度t2不大于環(huán)形槽6a的脊距t0的0.5倍時(shí)，伸入環(huán)形凹處52內(nèi)的部分的剪切面面積就減少了，并且拔拉阻力不能按期望地增加。同時(shí)，當(dāng)深度不小于脊距t0的3.0倍時(shí)，連接部分處傳遞的扭矩量就大大地降低了，這是不可取的。
考慮到導(dǎo)入部分13的強(qiáng)度和可加工性，環(huán)形凹處52的底徑d5不大于D1-1(mm)。因此，與上面所述的較佳實(shí)施方式中的環(huán)形凹處51相似，直徑在環(huán)形槽6a的底徑d4或者軸向槽6b的底徑d3的1.01至1.20倍范圍內(nèi)。
至于塑性變形部分34的直徑擴(kuò)大量與前面所述的較佳實(shí)施方式中的相似，考慮到如連接部分處包括傳遞的扭矩量或拔拉阻力的強(qiáng)度值，材料的可延展性，可加工性，夾具和類似工具的有效壽命來(lái)決定輪轂10的不規(guī)則部分31的內(nèi)徑，塑性變形部分34的內(nèi)徑和直徑擴(kuò)大夾具如心軸的外徑。更詳細(xì)地，直徑擴(kuò)大后環(huán)形凹處52里的塑性變形部分34的外徑d2在環(huán)形槽6a的底徑d4或者軸向槽6b的底徑d3的1.01至1.15倍的范圍內(nèi)。
圖16所示是本發(fā)明另一個(gè)較佳實(shí)施方式中的輪軸軸承裝置。該輪軸軸承裝置與圖9中所示的輪軸軸承裝置的不同在于外接頭部件41沿徑向向外塑性變形以形成用于軸向固定輪轂10和外接頭部件41的型鍛部分53。在這種輪軸軸承裝置中，如上面所述的形成環(huán)形凹處51和52。
如前面所述的，根據(jù)本方面的輪軸軸承裝置，不規(guī)則部分被部分地移動(dòng)以形成規(guī)定的環(huán)形凹處，所以位于內(nèi)部的部件的一部分在環(huán)形凹處內(nèi)部分地伸入。這樣，在該部分處的塑性變形部分不受不規(guī)則部分的限制，且可更大地?cái)U(kuò)大。因此，利用一個(gè)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)可增加位于輪轂和外接頭部件之間的拔拉阻力。盡管用細(xì)節(jié)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述和舉例說(shuō)明，但是很顯然僅通過(guò)圖解和例子及不采用通過(guò)限制法進(jìn)行說(shuō)明也是一樣的。本發(fā)明當(dāng)然可在沒有偏離主旨的情況下由其它不同的形式體現(xiàn)。通過(guò)后面的權(quán)利要求指明了本發(fā)明的范圍，并且因此來(lái)自于和這些權(quán)利要求具有等價(jià)意義及范圍的所有變化也被專門包括在其中了。
權(quán)利要求
1.一種輪軸軸承裝置，包括外部部件，由位于它的內(nèi)緣上的雙排外圈形成；內(nèi)部部件，包括帶有用于連接車輪的法蘭的輪轂和與輪轂的內(nèi)緣或外緣中的一個(gè)相適合的配合部件，該內(nèi)部部件由位于它的外緣上的雙排內(nèi)圈形成，在輪轂和配合部件之外，位于外部的部件有硬化的不規(guī)則部分，而在輪轂和配合部件之外，位于內(nèi)部的另一個(gè)部件通過(guò)塑性變形沿著徑向向外擴(kuò)大以和不規(guī)則部分相接合，所以輪轂和配合部件就相互連接在一起了；和雙排滾動(dòng)體，其插入在外圈和內(nèi)圈之間，其中位于內(nèi)部的部件的塑性變形部分處在塑性變形前的內(nèi)徑ΦdA和塑性變形后的內(nèi)徑ΦdB的比值(Δ＝ΦdB/ΦdA)等于1.05或是大一些。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪軸軸承裝置，其特征在于比值Δ的上限值根據(jù)位于內(nèi)部的部件的材料來(lái)確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輪軸軸承裝置，其特征在于位于內(nèi)部的部件是由S40C制成，且比值Δ等于或者小于1.20。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輪軸軸承裝置，其特征在于位于內(nèi)部的部件是由S53C制成，且比值Δ等于或者小于1.15。
5.一種輪軸軸承裝置，包括外部部件，由位于它的內(nèi)緣上的雙排外圈形成；內(nèi)部部件，包括帶有用于連接車輪的法蘭的輪轂和與輪轂的內(nèi)緣或外緣中的一個(gè)相適合的配合部件，該內(nèi)部部件由位于它的外緣上的雙排內(nèi)圈形成，在輪轂和配合部件之外，位于外部的部件有硬化的不規(guī)則部分，而在輪轂和配合部件之外，位于內(nèi)部的另一個(gè)部件通過(guò)塑性變形沿著徑向向外擴(kuò)大以和不規(guī)則部分相接合，所以輪轂和配合部件就相互連接在一起了；和雙排滾動(dòng)體，其插入在外圈和內(nèi)圈之間，其中不規(guī)則部分被部分地移動(dòng)以形成環(huán)形凹處，且位于內(nèi)部的部件中的一部分伸入到環(huán)形凹處內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輪軸軸承裝置，其特征在于環(huán)形凹處至少在除了用于直徑擴(kuò)大的范圍的中部以外的上述不規(guī)則部分的一端處形成。
7.一種輪軸軸承裝置，包括外部部件，由位于它的內(nèi)緣上的雙排外圈形成；內(nèi)部部件，包括帶有用于連接車輪的法蘭的輪轂和與輪轂的內(nèi)緣或外緣中的一個(gè)相適合的配合部件，該內(nèi)部部件由位于它的外緣上的雙排內(nèi)圈形成，在輪轂和配合部件之外，位于外部的部件有硬化的不規(guī)則部分，而在輪轂和配合部件之外，位于內(nèi)部的另一個(gè)部件通過(guò)塑性變形沿著徑向向外擴(kuò)大以和不規(guī)則部分相接合，所以輪轂和配合部件就相互連接在一起了；和雙排滾動(dòng)體，其插入在外圈和內(nèi)圈之間，其中不規(guī)則部分的一個(gè)端面被部分地移動(dòng)以形成環(huán)形凹處，且位于內(nèi)部的部件中的一部分伸入到環(huán)形凹處內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或7所述的輪軸軸承裝置，其特征在于不規(guī)則部分包含實(shí)質(zhì)上由相互交叉的許多環(huán)形槽和許多軸向槽形成的交叉槽紋。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輪軸軸承裝置，其特征在于環(huán)形凹處在從用于直徑擴(kuò)大的范圍的一末端處是有環(huán)形槽的脊距的0.5至3.0倍的范圍內(nèi)形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輪軸軸承裝置，其特征在于環(huán)形凹處的軸向尺寸在環(huán)形槽的脊距的0.5至3.0倍的范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輪軸軸承裝置，其特征在于環(huán)形凹處的底徑在環(huán)形槽或者軸向槽的底徑的1.01至1.20倍的范圍內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輪軸軸承裝置，其特征在于在塑性變形部分的直徑擴(kuò)大后的外徑被設(shè)置在環(huán)形槽或者軸向槽的底徑的1.01至1.15倍的范圍內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1，5或7所述的輪軸軸承裝置，其特征在于配合部件是等速節(jié)的外接頭部件，并且雙排內(nèi)圈位于輪轂和外接頭部件各自的外緣處。
14.根據(jù)權(quán)利要求1，5或7所述的輪軸軸承裝置，其特征在于配合部件是與輪轂的外緣相適合的內(nèi)環(huán)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的輪軸軸承裝置，其特征在于雙排內(nèi)圈位于輪轂和內(nèi)環(huán)的各自的外緣處。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的輪軸軸承裝置，其特征在于雙排內(nèi)圈位于與輪轂的外緣相適合的兩個(gè)內(nèi)環(huán)的各自的外緣處。
17.根據(jù)權(quán)利要求1，5或7所述的輪軸軸承裝置，其特征在于包括位于雙排滾動(dòng)體內(nèi)側(cè)上的滾動(dòng)體的軸承的承載能力被設(shè)置地比位于外側(cè)上的高。
全文摘要
用于等速節(jié)的外接頭部件與輪轂的內(nèi)緣相適合，且為了與輪轂和外接頭部件連接在一起，位于內(nèi)部的外接頭部件的桿部沿著徑向向外的方向產(chǎn)生塑性變形。在塑性變形前外接頭部件的塑性變形部分中的內(nèi)徑ΦdA和在塑性變形后其內(nèi)徑ΦdB的比值(Δ＝ΦdB/ΦdA)被設(shè)定在從1.05至1.15的范圍(1.05≤Δ≤1.15)內(nèi)。這樣，沿著徑向向外的方向進(jìn)行型鍛加工時(shí)可同時(shí)獲得高的可加工性和連接強(qiáng)度。
文檔編號(hào)B60B27/00GK1473719SQ03145009
公開日2004年2月11日 申請(qǐng)日期2003年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月18日
發(fā)明者小澤仁博, 光, 梅木田光, 朗, 豬多德朗 申請(qǐng)人:Ntn株式會(huì)社