專利名稱：用于重載車輛的精密車軸軸頸和車輪端組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及車輛的車軸和車輪端組件，具體地，本發(fā)明涉及用于重載車輛(例如牽引車_拖車)的車軸和車輪端組件。更具體地，本發(fā)明涉及重載車軸軸頸和車輪端組件， 其包括精密成形的車軸、車輪輪轂和車軸軸頸螺母，這些部件配合成使得車軸軸頸螺母到達精確位置，由此在車輪端組件的軸承上提供期望的輕預載。
背景技術：
許多年來，重載車輛工業(yè)已經采用安裝在一個或多個非驅動車軸的每個端部上車輪端組件。典型地，每個車輪端組件都包括輪轂，輪轂可旋轉地安裝在軸承組件上，而軸承組件又固定不動地安裝在車軸的外側端部上，通常被稱為車軸軸頸。軸承組件包括可以由軸承間隔件分隔開的內側軸承和外側軸承。車軸軸頸螺母組件通過可螺紋接合的螺紋將軸承組件固定在車軸軸頸上，該螺紋加工到車軸軸頸的外側端部的外徑中。除了保持軸承和任何間隔件的位置之外，車軸軸頸螺母組件還可以用來提供夾緊力，以將軸承和任何軸承間隔件壓至預定量。本領域技術人員公知的是，對于車輪端組件要進行的正常操作，軸承組件和圍繞的部件必須用油脂或油潤滑。因此，車輪端組件還必須密封，以防止?jié)櫥瑒┑男孤叮⑶疫€防止污染物進入組件，這兩種情況對車輪端組件的性能可能有不利的影響。更具體地，在車軸軸頸螺母組件的外側附近，在車輪輪轂的外側端部上安裝有輪轂蓋，主密封件可旋轉地安裝在與車軸軸頸抵接的軸承組件和輪轂的內側端部上，由此形成閉合的或密封的車輪端組件。雖然大多數車輪端組件都包括這些通用特征，但是輪轂、軸承組件、軸承間隔件、 車軸軸頸螺母組件、輪轂蓋、主密封件和其它部件以及車軸軸頸的設計和布置可以根據具體的車輛設計及其預期的用途而變化。此外，現有技術的車軸軸頸、車輪輪轂和車軸軸頸螺母的設計和構造具有一些缺陷，這些缺陷與為了提供合適的夾緊力以壓緊軸承所進行的軸頸螺母的最佳位置的安裝和維護相關。更具體地，壓緊軸承的夾緊力涉及由軸承的錐體和軸承之間的任何間隔件(在本領域中稱為軸承錐體和間隔件組)上的車軸軸頸施加的力。為了方便起見，本文中對軸承錐體和間隔件組的參考應當理解為包括使用軸承間隔件的應用，和不使用軸承間隔件的應用。在軸承錐體和間隔件組上施加合適量的力有助于通過控制軸承的端部游隙的公差范圍而優(yōu)化軸承的壽命。例如，如果車軸軸頸螺母的位置沒有在軸承錐體和間隔件組上產生足夠的夾緊力，那么軸承可能具有過度的端部游隙，這又產生了車輪端組件相對于車軸軸頸的過度的端部游隙。這種過度的端部游隙可能使得主密封件進行不期望的運動，這又可能減小主密封件和軸承的壽命。如果車軸軸頸螺母的位置在軸承錐體和間隔件組上產生太高的夾緊力，那么軸承可能有效地過壓，從而妨礙它們的旋轉并且使得它們可能過早地磨損。車軸軸頸螺母的最佳位置在軸承錐體和間隔件組上產生最佳的夾緊力，從而將軸承錐體和間隔件組理想地設置成本領域中已知的輕預載。輕預載是軸承錐體和間隔件組的最佳壓緊，該最佳壓緊有效地處于導致車輪端組件產生一些軸向端部游隙的缺乏夾緊力與過壓該軸承的較高夾緊力之間。與甚至產生少量軸向端部游隙的缺乏夾緊力相比，輕預載是有利的，原因是其限制了車輪端組件的軸向運動，從而顯著地增強和延長了軸承和主密封件的疲勞壽命。與導致軸承過壓的夾緊力相比，輕預載也是有利的，原因是輕預載不會過壓軸承，從而延長了它們的疲勞壽命。軸承和主密封件壽命的延長有利地降低了車輛完成更換磨損的軸承和主密封件的服務所需的成本、努力和時間。然而，在軸承錐體和間隔件組上施加輕預載涉及夾緊力的非常窄和精確的范圍， 這需要車軸軸頸螺母的極為精確的位置，從而使得很難實現和保持輕預載狀態(tài)。在現有技術中，還沒有發(fā)展出能夠始終地且可靠地產生均勻輕預載狀態(tài)的部件。這主要是由于缺乏精密成形的車軸、車輪輪轂和車軸軸頸螺母，這些部件配合成使得軸頸螺母能夠始終地實現且保持精確位置，從而能夠始終地實現且保持輕預載狀態(tài)。結果，制造商相反已經設計了車軸軸頸和車輪端組件采用產生一定量的軸向端部游隙的車軸軸頸螺母位置，已經確定的是，雖然不是最佳的，但是這是比產生過壓軸承的夾緊力的車軸軸頸螺母位置更期望的狀態(tài)。例如，在現有技術的采用具有高端的特定成套的軸承或軸承卡座系統(tǒng)的車輪輪轂的車軸軸頸和車輪端組件上，需要超過500尺磅的不期望地高的拉緊轉矩。這樣的高轉矩不允許精確車軸軸頸螺母位置的始終可重復性，從而不允許能夠保持輕預載狀態(tài)的合適夾緊力。結果，這樣的車軸軸頸和車輪端組件相反必須采用這樣的車軸軸頸螺母的調節(jié)或位置的范圍，該范圍包括在范圍一端處的軸向端部游隙直到范圍另一端處的產生輕預載狀態(tài)的夾緊力。例如，該范圍在最精密的系統(tǒng)上可以從大約0.001英寸的軸向端部游隙到大約0. 001英寸的預載，在不太精密的系統(tǒng)上可以從大約0. 003英寸的軸向端部游隙到大約 0. 003英寸的預載。其它車軸軸頸和車輪端組件采用具有軸承間隔件的更標準的軸承。這些組件具有適度的拉緊轉矩，但是與軸承間隔件的制造相關的公差排除了實現輕預載狀態(tài)所需的可重復精確性。結果，這樣的車軸軸頸和車輪端組件采用這樣的車軸軸頸螺母的調節(jié)或位置的范圍，該范圍包括從大約0. 001英寸到大約0. 006英寸的車輪端組件的軸向端部游隙。這樣的車軸軸頸螺母的調節(jié)或位置的范圍優(yōu)選地用非精密系統(tǒng)嘗試輕預載，從而確保該系統(tǒng)不會產生過壓軸承的未知預載狀態(tài)。還有其它的車軸軸頸和車輪端組件甚至具有較低的車軸軸頸螺母可重復位置精確性。由于這樣的非精確性，這些組件還采用產生車輪端組件的軸向端部游隙的車軸軸頸螺母位置，以避免無意中產生可能過壓軸承的未知和不可測量的預載狀態(tài)。甚至當采用較精密的車軸軸頸螺母時，例如采用具有如美國專利申請公開 No. 2009/0245969 (該專利申請公開屬于本申請的同一受讓人，Hendrickson USA，L. L. C)中所述的特征的軸頸螺母時，也不能夠始終地獲得可重復的輕預載狀態(tài)，除非車軸軸頸和車輪輪轂的接合精確地且精密地成形為彼此配合以及與軸頸螺母配合。更具體地，車輪輪轂必須形成有用于內側軸承的軸承表面和用于外側軸承的軸承表面。在現有技術中，多個車輪輪轂的制造商已經利用保持輪轂的第一固定器從一個方向加工或精修了用于一個軸承表面的孔，然后通過翻轉車輪輪轂且利用保持輪轂的第二固定器從另一個方向加工或精修了用于第二軸承表面的孔。使用兩個單獨固定器的這個方法在本領域中稱為多卡盤系統(tǒng)，這樣的多卡盤系統(tǒng)使用單獨的定位表面來加工用于第一軸承表面的孔和用于第二軸承表面的孔。在多卡盤系統(tǒng)中，加工碎片或其它污染物可以捕集在一個定位表面上，這又使得用于軸承表面的孔被加工成沒有對準。如果這種未對準不嚴重，那么當車軸軸頸和車輪端組件設定為以軸向端部游隙操作時車輪輪轂可以仍然在可接受的范圍內起作用，原因是可能不會經歷由于未對準而產生的軸承過度壓緊。然而，使用這樣的車輪輪轂，結合允許軸向端部游隙的車軸軸頸螺母位置，不能獲得最佳軸承疲勞壽命。此外，如果利用這樣的輪轂嘗試實現輕預載的夾緊力，那么軸承將有可能由于不均勻加載而無意中過載或過壓，該不均勻加載是由前述軸承表面的孔的未對準而導致的。此外，現有技術的用于車軸軸頸的成形方法有助于系統(tǒng)的精確性的缺乏。S卩，車軸軸頸包括用于內側軸承的軸承表面、用于外側軸承的軸承表面和用于車軸軸頸螺母的螺紋。在許多情況下，軸頸螺紋不會在精修軸承表面的同時切削而成。例如，一些車軸制造商在將軸頸摩擦焊接到車軸中心管之前在車軸軸頸中切削形成軸頸螺紋，以節(jié)省處理時間， 然后在摩擦焊接過程之后精修軸承表面。將車軸軸頸摩擦焊接到車軸中心管可能引起車軸上相對軸頸的對準中的偏差，這導致軸頸螺紋相對于軸頸上的軸承表面傾斜或者不對準。 當車輪端組件設定為相對于車軸以軸向端部游隙操作時，軸頸螺紋未與軸頸上的軸承表面對準的車軸仍然可以在可接受的范圍內起作用。然而，如果嘗試實現輕預載的夾緊力，那么軸承將有可能由于不均勻加載而無意中過載或過壓，該不均勻加載是由車軸軸頸螺紋與軸頸軸承表面未對準而導致的。此外，甚至較為精密的車軸軸頸螺母也必須具有某些特征，以確保系統(tǒng)足夠精密而獲得始終的輕預載狀態(tài)。更具體地，由于用于加工螺母的內側表面以及用于在螺母中形成螺紋的單獨加工過程和/或單獨定位表面，車軸軸頸螺母通常不包括精密地或者精確地定位成與螺母的內側表面垂直的螺紋。因為現有技術的車軸軸頸螺母通常不包括與螺母的內側表面精確地垂直的螺紋，所以排除了實現始終的輕預載狀態(tài)。結果，現有技術的車軸軸頸和車輪端組件在車軸軸頸、車輪輪轂和車軸軸頸螺母的關鍵表面上缺乏使得車軸軸頸螺母能夠實現精確位置并且由此又在夾緊車輪端組件的軸承錐體和間隔件組時實現始終的期望輕預載狀態(tài)的必要精確性。現有技術的車軸軸頸和車輪端組件的這些缺陷使得期望提出一種重載車軸軸頸和車輪端組件，其包括精密成形的車軸、車輪輪轂和車軸軸頸螺母，這些部件配合成使得車軸軸頸螺母能夠始終地實現精確位置，由此在車輪端組件的軸承錐體和間隔件組上提供輕預載。如下將要描述的，本發(fā)明滿足這些需要。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種重載車軸軸頸和車輪端組件，其包括精密成形的車軸、車輪輪轂和車軸軸頸螺母，這些部件彼此配合成使得車軸軸頸螺母能夠始終地實現精確位置，由此在車輪端組件的軸承錐體和間隔件組上提供輕預載。通過本發(fā)明的用于重載車輛的精密成形的車軸軸頸和車輪端組件組合來實現這個目的和其它的目的。在本發(fā)明的示例性實施例中，精密成形的車軸軸頸形成有用于內側軸承的軸承表面和用于外側軸承的沿縱向設置在內側軸承表面的外側的軸承表面。車軸軸頸的內側和外側軸承表面彼此平行地對準。車軸軸頸還形成有肩部，該肩部用于保持內側軸承的縱向位置，其中該肩部與車軸軸頸的內側和外側軸承表面垂直。車軸軸頸還形成有用于接收軸頸螺母的螺紋，其中車軸軸頸螺紋與車軸軸頸的內側和外側軸承表面對準。車輪端組件可旋轉地安裝在車軸軸頸上，并且包括在車軸軸頸的內側軸承表面和肩部處固定不動地安裝在車軸軸頸上的內側軸承、在車軸軸頸的外側軸承表面處固定不動地安裝在車軸軸頸上的外側軸承、和固定不動地安裝在內側和外側軸承上的車輪輪轂。車輪輪轂精密成形有用于內側軸承的軸承表面和用于外側軸承的軸承表面，其中車輪輪轂的內側和外側軸承表面彼此平行地對準。車輪輪轂還形成有用于保持內側軸承的縱向位置的軸向止擋表面和用于保持外側軸承的縱向位置的軸向止擋表面，其中軸向止擋表面中的每一個都與車輪輪轂的內側和外側軸承表面垂直。車輪端組件還包括精密成形的軸頸螺母，該軸頸螺母形成有平的內側表面和在螺母的內周邊上的螺紋，其中平的內側表面垂直于軸頸螺母螺紋的投影中徑。當車軸軸頸和車輪端組件組合處于組裝好的狀態(tài)時，車軸軸頸、車輪輪轂和軸頸螺母配合成使得車軸軸頸螺母組件能夠在車輪端組件的軸承錐體和間隔件組上提供輕預載。還通過本發(fā)明的制造用于重載車輛的精密成形的車軸軸頸和車輪端組件組合的方法來實現這個目的和其它的目的。在本發(fā)明的示例性實施例中，設置有車軸軸頸。在第一單卡盤過程中，在車軸軸頸上形成用于內側軸承的軸承表面和用于外側軸承的沿縱向設置在內側軸承表面的外側的軸承表面，其中車軸軸頸的內側和外側軸承表面彼此平行地對準。在第一單卡盤過程中，在所述車軸軸頸上形成有肩部，該肩部用于保持內側軸承的縱向位置，其中該肩部與車軸軸頸的內側和外側軸承表面垂直。在車軸軸頸上形成用于接收軸頸螺母的螺紋，其中車軸軸頸螺紋與車軸軸頸的內側和外側軸承表面對準。還設置有車輪輪轂，并且在第二單卡盤過程中，在車輪輪轂上形成用于內側軸承的軸承表面和用于外側軸承的軸承表面，車輪輪轂的內側和外側軸承表面彼此平行地對準。在車輪輪轂上形成用于保持內側軸承的縱向位置的軸向止擋表面和用于保持外側軸承的縱向位置的軸向止擋表面，其中所述軸向止擋表面中的每一個都與車輪輪轂的內側和外側軸承表面垂直。內側軸承在車軸軸頸的內側軸承表面和肩部處固定不動地安裝在車軸軸頸上，并且外側軸承在車軸軸頸的外側軸承表面處固定不動地安裝在車軸軸頸上。車輪輪轂固定不動地安裝在內側和外側軸承上，并且設有軸頸螺母。在軸頸螺母上形成平的內側表面和在螺母的內周邊上的螺紋，其中平的內側表面垂直于軸頸螺母螺紋的投影中徑。軸頸螺母組件安裝在車軸軸頸上，并且車軸軸頸、車輪輪轂和軸頸螺母配合成使得車軸軸頸螺母組件能夠在車輪端組件的軸承錐體和間隔件組上提供輕預載。


本發(fā)明的優(yōu)選實施例，申請人已經想到的應用該原理的最佳模式的展示，在以下的說明書中陳述，在附圖中示出，并且在所附權利要求中具體地且清楚地指出和陳述。圖1是包括軸承間隔件的現有技術車軸軸頸和車輪端組件和現有技術的車軸的中心管的一部分的不完整縱向剖視圖；圖2是本發(fā)明的車軸軸頸和車輪端組件的示例性實施例和車軸的中心管的一部分的不完整縱向剖視圖；圖3是用在本發(fā)明的車軸軸頸和車輪端組件中的本發(fā)明的車軸軸頸螺母組件的示例性實施例的組裝好的放大外側透視圖；圖4是圖2所示的車軸軸頸的外側部分和車輪端組件的不完整放大剖視圖；圖5是圖2所示的車軸軸頸的外側部分的不完整的極大地放大的剖視圖；圖6是圖2所示的車軸軸頸的外側部分的另一個不完整的極大地放大的剖視圖； 和圖7是圖2所示的車軸軸頸的外側部分和軸頸螺母組件的不完整的極大地放大的剖視圖。在整個附圖中，類似的附圖標號涉及類似的部分。
具體實施例方式為了更好地理解本發(fā)明的車軸軸頸和車輪端組件，現在將描述圖1中所示的用于重載車輛的現有技術車軸軸頸和車輪端組件。車軸10懸掛并且成橫向地延伸跨過重載牽引車-拖車(未示出)的拖車。典型的重載牽引車-拖車包括從拖車懸掛的一個或多個非驅動車軸10，車軸中的每個都具有安裝在車軸的每個端部上的車輪端組件52。因為車軸 10的每個端部及其相關的車輪端組件52大致相同，所以在本文中將僅僅描述一個車軸端部和車輪端組件52。車軸10包括中心管14，并且車軸軸頸50通過諸如焊接的任何合適的方式一體地連接至中心管的每個端部。車軸的中心管14大致為管狀并且形成有內部腔體 18。車軸軸頸50形成有對應的內部腔體20。車輪端組件52包括軸承組件，該軸承組件具有包括其軸承錐體55的內側軸承54 和包括其軸承錐體57的外側軸承56，內側軸承和外側軸承中的每個都固定不動地安裝在車軸軸頸50的外側端部上。即，內側軸承54安裝在車軸軸頸50的外徑上并且其內側表面抵接在車軸軸頸中形成的肩部26，外側軸承56在車軸軸頸的外側端部附近安裝在車軸軸頸上。腔體59由內側和外側軸承54、56、車軸軸頸50和車輪輪轂42限定?？蛇x地，軸承間隔件58在腔體59中設置在軸承54、56之間以便利地保持軸承之間的合適間距。內側軸承 54的軸承錐體55、外側軸承56的軸承錐體57和>任何軸承間隔件58構成了軸承錐體和間隔件組?，F有技術的包括內側螺母30、鎖定墊圈32、外側螺母34和調整螺釘35的車軸軸頸螺母組件29能夠通過螺紋接合車軸軸頸50的外側端部，以將軸承錐體和間隔件組的軸承錐體55、57和軸承間隔件58固定就位并且在軸承錐體和間隔件組上提供夾緊力。更具體地，內側螺母30能夠通過螺紋接合車軸軸頸50并且抵接外側軸承56的外側端部。鎖定墊圈32設置在內側螺母30的外側并且包括凸塊(未示出)，該凸塊接合在車軸軸頸50中形成的鍵溝(未示出)，以防止鎖定墊圈旋轉。沖壓或以其它方式形成在內側螺母30中的凸起或銷41延伸到在鎖定墊圈32中形成的開口 43中所選的一個開口中， 以提供粗糙的互鎖，從而減小內側螺母的不期望旋轉。然而，為了安裝鎖定墊圈32，內側螺母30通常必須不期望地從位置中旋轉出來，以便使得凸起41能夠與開口 43中所選的一個開口對準。鎖定墊圈32也包括多個分接開口(未示出)，當外側螺母34已經安裝時，其中所選的一個分接開口可通過螺紋接收調整螺釘35。外側螺母34通過螺紋接合車軸軸頸50 并且抵接鎖定墊圈32。在鎖定墊圈32中形成的開口沿徑向處于外側螺母34上形成的扳手平面附近，以使得調整螺釘35在所選開口中的安裝形成靠著外側螺母的對應外梯段的前止擋件，由此防止外側螺母旋轉到足以使得內側螺母30進行不期望的旋轉。車輪輪轂42以本領域技術人員公知的方式可旋轉地安裝在內側和外側軸承54、 56。輪轂蓋(未示出)通過多個螺栓安裝在輪轂42的外側端部上，每個螺栓都穿過在輪轂蓋中形成的多個開口中相應的一個開口，并且通過螺紋接合在輪轂中形成的多個對準的螺紋開口 44中相應的一個開口。這樣，輪轂蓋閉合車輪端組件52的外側端部。主連續(xù)密封件46可旋轉地安裝在車輪端組件52的內側端部上并且閉合組件的內側端部。更具體地， 密封件46以合適的方式安裝在車輪端組件52上，并且沿徑向橋接輪轂42和車軸軸頸50 以密封腔體59。為了保持內側和外側軸承54、56的合適潤滑和操作，合適量的潤滑劑(未示出)被引入到腔體59中。多個過盈配合柱48 (僅示出一個)用來將制動鼓、輪胎輪輞和輪胎(未示出)安裝在車輪端組件52上。繼續(xù)參考圖1，現有技術的車輪輪轂42形成有用于內側軸承54的軸承表面60和用于外側軸承56的軸承表面62。因為軸承表面60、62通常通過多卡盤系統(tǒng)加工，所以它們可能不會彼此精確地對準。從而，如果現有技術的車軸軸頸螺母組件29被調節(jié)就位并由此被調節(jié)至將在軸承錐體55、57和間隔件58上實現輕預載的夾緊力，那么軸承54、56可能將由于軸承表面60、62的未對準所引起的非均勻加載而無意中過載或過壓。此外，現有技術的車軸軸頸50包括用于內側軸承54的軸承表面64、用于外側軸承56的軸承表面66和用于車軸軸頸螺母30、34的螺紋68。因為通常在每個軸頸50焊接到車軸中心管14之前形成螺紋68，并且每個軸頸焊接到中心管可能在軸頸相對于彼此對準時產生偏差，螺紋可能不會與軸承表面64、66對準。從而，如果現有技術的車軸軸頸螺母組件29被調節(jié)就位并由此被調節(jié)至將在軸承錐體55、57和間隔件58上實現輕預載的夾緊力，那么軸承54、56可能將由于車軸軸頸螺紋68相對于軸頸軸承表面64、66的未對準所引起的非均勻加載而無意中過載或過壓。此外，車軸軸頸螺母組件29的調節(jié)不精確，這排除了軸頸螺母組件始終到達合適位置并且由此獲得在軸承錐體55、57和間隔件58上始終地實現輕預載的夾緊力的能力。然而，即使對于比車軸軸頸螺母組件29更精確的現有技術軸頸螺母，這樣的軸頸螺母通常也不包括精確地定位成與螺母的內側表面垂直的螺紋，這排除了在軸承錐體55、57和間隔件 58上始終實現輕預載。結果，現有技術的車軸軸頸50和車輪端組件52在上述關鍵表面上缺乏實現車軸軸頸螺母組件29的精確位置并由此在軸承錐體55、57和間隔件58上實現始終的期望輕預載的必要精確性?，F有技術的車軸軸頸50和車輪端組件52的這些缺陷使得期望提出一種重載車軸軸頸和車輪端組件，其包括精密成形的車軸、車輪輪轂和車軸軸頸螺母，這些部件配合成使得車軸軸頸螺母能夠始終地實現精確位置，由此在車輪端組件的軸承錐體和間隔件組上提供輕預載。如現在將要描述的，本發(fā)明滿足這些需要。現在轉到圖2，其示出了本發(fā)明的精密車軸軸頸和車輪端組件，車軸軸頸和車輪端組件組合總體上用100表示，本發(fā)明的車軸部分用102表示，本發(fā)明的車輪端組件部分用 104表示。車軸102包括中心管106，并且車軸軸頸108通過諸如焊接的任何合適的方式一體地連接至中心管的每個端部。 車輪端組件104包括軸承組件，該軸承組件具有包括其軸承錐體55的內側軸承54 和包括其軸承錐體57的外側軸承56，內側軸承和外側軸承中的每個都固定不動地安裝在車軸軸頸108的外側端部上。即，內側軸承54安裝在車軸軸頸108的外徑上并且其內側表面抵接在車軸軸頸中形成的肩部110，該肩部保持內側軸承的內側縱向位置。外側軸承56 在車軸軸頸的外側端部附近安裝在車軸軸頸108上。腔體112由內側和外側軸承54、56、車軸軸頸108和車輪輪轂120限定。可選地，軸承間隔件(未示出)在腔體112中設置在軸承54、56之間以便利地保持軸承之間的合適間距。內側軸承54的軸承錐體55、外側軸承 56的軸承錐體57和任何軸承間隔件構成了軸承錐體和間隔件組。應當理解，雖然在圖2中示出了本領域中被稱為直的或非錐形軸頸的車軸軸頸 108，但是車軸軸頸也可以是錐形軸頸，其中內側軸承54的直徑大于外側軸承56的直徑，而不影響本發(fā)明的整體概念和操作。額外參考圖3，車軸軸頸螺母組件200包括車軸軸頸螺母204、外墊圈206和至少一個螺釘208。車軸軸頸螺母204、墊圈206和螺釘208配合以將軸承54、56固定就位，并且在軸承錐體和間隔件組上提供合適的夾緊載荷。更具體地，螺母204包括沿著其內周邊形成的螺紋210，該螺紋210接合在車軸軸頸108的外側端部的外周邊上形成的螺紋116。 從而，螺母204車軸軸頸108的擰到外側端部上，直到螺母的內側面212接觸外側軸承錐體 57。螺母204還包括外側面214，該外側面214包括接收處于組裝狀態(tài)的外墊圈206的凹部222。外墊圈206在其內周邊上形成有凸塊216，該凸塊216接合在車軸軸頸108中形成的鍵溝118，以防止外墊圈在安裝到車軸軸頸上時旋轉。在螺母204上形成有沿徑向向內延伸的齒218，并且沿徑向向內延伸的齒218與外墊圈206上形成的沿徑向向外延伸的配合齒220確實地機械接合且互鎖。優(yōu)選地，在螺母204上形成大約四十(40)個齒218，在外墊圈206上形成的齒220小于螺母齒，使得對于每個螺母齒具有多個外墊圈齒狀，例如大約三個或四個墊圈齒。此外，凸塊216優(yōu)選地相對于外墊圈齒220偏移半個齒。螺母204和外墊圈206的這種構造使得外墊圈能夠與螺母互鎖，而不必使得螺母在已經在車軸軸頸螺紋 116上旋轉期望量之后進一步旋轉。可任選地，車軸軸頸螺母組件200可以包括內墊圈(未示出)，當軸頸螺母組件處于組裝好的狀態(tài)時，該內墊圈設置在軸頸螺母204的內側面212與外側軸承錐體57之間。 如果采用內墊圈，那么內墊圈優(yōu)選地包括與軸頸螺母204的平的內側表面212類似的平的內側和外側表面，這在下面詳細描述。具體再次參考圖2，車輪輪轂120以本領域技術人員公知的方式可旋轉地安裝在內側和外側軸承54、56上。輪轂蓋(未示出)通過多個螺栓安裝在輪轂120的外側端部上， 每個螺栓都穿過在輪轂蓋中形成的多個開口中相應的一個開口，并且通過螺紋接合在輪轂中形成的多個對準的螺紋開口 122中相應的一個開口。這樣，輪轂蓋閉合車輪端組件120 的外側端部。主連續(xù)密封件46可旋轉地安裝在車輪端組件104的內側端部上并且沿徑向橋接輪轂120和車軸軸頸108以密封腔體112。為了保持內側和外側軸承54、56的合適潤滑和操作，合適量的潤滑劑(未示出)被引入到腔體112中。多個過盈配合柱48(僅示出一個)用來將制動鼓、輪胎輪輞和輪胎(未示出)安裝在車輪端組件104上?，F在參考圖4，其示出了本發(fā)明的精密車軸軸頸和車輪端組件100的關鍵表面。更具體地，首先轉到車輪輪轂120，車輪輪轂形成有用于內側軸承54的軸承表面124和用于外側軸承56的軸承表面126。兩個軸承表面124、126在相同的加工過程或流程中進行加工， 該加工過程在本文中稱為單卡盤過程，在加工過程期間優(yōu)選地使用一個固定器以保持輪轂 120。這樣的單卡盤過程確保軸承表面124、126彼此精確地平行對準。輪轂120的測量表明軸承表面124、126在一度的兩分或者三十分之一度內彼此對準，由此表面精確對準。車輪輪轂120在圖4中示出為與直的或非錐形車軸軸頸108組合使用的車輪輪轂。在這種情況下，軸承表面124、126彼此的精確平行對準是基于或者沿著相同的平面或線。然而，車輪輪轂120可以與錐形車軸軸頸組合使用，其中內側軸承54的直徑大于外側軸承56的直徑。在這種情況下，車輪輪轂120對應地形成有內側軸承表面124，該內側軸承表面124的直徑大于外側軸承表面126，并且這些軸承表面彼此精確地平行對準。更具體地，當車輪輪轂120與錐形車軸軸頸一起使用時，軸承表面124、126彼此的精確平行對準是基于或者沿著彼此平行的單獨的間隔開的平面或線。車輪輪轂120還形成有用于內側軸承54的軸向止擋表面或杯座表面128以及用于外側軸承56的軸向止擋表面或杯座表面130。當組裝車輪端組件104時，用于內側軸承 54的軸向止擋表面128保持內側軸承的外側縱向位置，當組裝車輪端組件時，用于外側軸承56的軸向止擋表面130保持外側軸承的內側縱向位置。期望的是，軸向止擋表面128、 130盡可能地與軸承表面124、126精確垂直，以有助于形成車輪輪轂120相對于車軸軸頸 108的最佳對準。為了實現精確垂直，兩個軸向止擋表面128、130在與軸承表面124、126 相同的加工過程或流程中進行加工。在與軸承表面124、126相同的單卡盤加工過程中形成軸向止擋表面128、130確保了軸向止擋表面與軸承表面精確地垂直，從而增大了車輪輪轂 120的關鍵表面的精確性。輪轂120的測量表明軸向止擋表面128、130在大約0. 0001英寸至大約0. 0003英寸內與軸承表面124、126垂直，從而指示出各個相應軸向止擋表面和軸承表面之間的精確垂直關系。結果，本發(fā)明的車軸軸頸和車輪端組件100的車輪輪轂120形成有精確的關鍵軸承表面124、126和軸向止擋表面128。130。接下來轉到車軸軸頸108，優(yōu)選地，在每個車軸軸頸上形成或加工關鍵表面之前， 每個車軸軸頸都通過本領域中已知的方式(例如焊接)附接到車軸中心管106 (圖2)。在形成關鍵表面之前每個軸頸108到車軸中心管106的這種附接有助于實現本發(fā)明的車軸軸頸和車輪端組件100的對準的關鍵表面。繼續(xù)參考圖4，車軸軸頸108形成有用于內側軸承54的軸承表面132和用于外側軸承56的軸承表面134。軸承表面132、134彼此精確地平行對準。車軸軸頸108在圖4中示出為直的或非錐形的車軸軸頸。在這種情況下，軸承表面132、134彼此的精確平行對準是基于或者沿著相同的平面或線。然而，車軸軸頸108可以是錐形車軸軸頸，其中內側軸承 54的直徑大于外側軸承56的直徑。在這種情況下，車軸軸頸108形成有內側軸承表面132， 該內側軸承表面132的直徑大于外側軸承表面134，并且這些軸承表面彼此精確地平行對準。更具體地，當車軸軸頸108為錐形車軸軸頸時，軸承表面132、134彼此的精確平行對準是基于或者沿著彼此平行的單獨的間隔開的平面或線。車軸軸頸108還形成有肩部110，該肩部110用于保持內側軸承54的縱向位置。 此外，如上所述，車軸軸頸108還形成有用于接收車軸軸頸螺母204的螺紋116。優(yōu)選地，內側軸承表面132、外側軸承表面134和肩部110在相同的單卡盤加工過程或流程中形成在車軸軸頸108上。更優(yōu)選地，螺紋116優(yōu)選地在用來形成內側軸承表面132、外側軸承表面 134和肩部110的相同的加工過程或流程中切削或形成在車軸軸頸108上。在相同的單卡盤過程中形成螺紋116、軸承表面132、134和肩部110確保了肩部與軸承表面垂直，并且螺紋與軸承表面平行。例如，測量表明，軸承肩部110與實際圓形的總偏轉或偏差小于大約0.001英寸，統(tǒng)計上在六個標準差(six Sigma)內，即具有大約 99. 9997%的效率。結果，肩部110與軸承表面132、134基本上精確地垂直。車軸軸頸螺紋116相對于車軸軸頸軸承表面132、134(圖4)的測量表明螺紋與軸承表面精確對準。更具體地，如圖5所示，車軸軸頸108的用于加工螺紋116的投影中心在 C處。對螺紋116的整個中徑而言投影車軸軸頸中心C的定位公差由D表示，為大約0. 005 英寸，這產生從投影車軸軸頸中心的大約0. 0025英寸的可接受半徑或偏差V。從而，對于螺紋116的中徑，定位公差D和偏差V產生精確對準的理論圓柱形X。圓柱形X圍繞投影車軸軸頸中心C定中心，直徑D為大約0. 005英寸，并且長度L與螺紋116的長度相對應。對于為大約1. 500英寸的螺紋116典型長度L和為大約0. 0025的偏差V，長度與偏差的比(L/V)為大約600。僅僅能夠在與軸承表面132、134相同的操作中形成螺紋116 時獲得這樣的比。這個比是比現有技術中找到的有利得多的比，在現有技術中，螺紋通常具有最佳大約0. 010英寸的公差，且由此具有大約0. 005英寸的偏差V，這對于大約1. 500英寸的螺紋長度L產生僅僅大約300的比。此外，對于本發(fā)明的車軸軸頸108，大約0. 0025的偏差V在統(tǒng)計上處于六個標準差內，即具有大約99. 9997%的效率?，F在參考圖6，車軸軸頸螺紋116與軸承表面132、134的精確對準還可以用角度E 表示。角度E沿著螺紋長度L的角度，是繞投影車軸軸頸中心C的最大可接受角度或偏差。 為了計算角度E，定位公差D除以螺紋長度L，取所得到的值的余切(E = arctan(D/L))。在本發(fā)明的車軸軸頸108中，角度E等于大約0. 005的定位公差D的值除以大約1. 500的值后的余切，或者等于大約0. 003的余切，這為大約0. 172度的角度，在投影車軸軸頸中心C 的精確范圍內的角度。相比之下，現有技術的車軸軸頸50(圖1)具有最佳大約0.010英寸的偏差v，從而角度E是大約0. 010除以大約1. 500后的余切，或者為大約0. 007的余切，這產生較寬的、從而是不太期望的大約0. 401度的角度。這個與投影車軸軸頸中心C的較寬的角度或偏差E在螺紋116和軸承表面132、134之間形成不太精確的對準?；蛘?，可以有這樣的情形，其中不在與用來在車軸108上形成內側軸承表面132和外側軸承表面134的相同的加工過程或流程中切削或形成螺紋116。例如，可以有這樣的情形，其中粗切削螺紋116，然后熱處理車軸108，之后進行車軸的表面磨削，最后進行螺紋的切削。在這種情形下，車軸108上的用來形成軸承表面132、134的相同的基準表面或位置點用來執(zhí)行最后的螺紋116切削。結果，本發(fā)明的車軸軸頸和車輪端組件100的車軸軸頸108形成有精確的關鍵軸承表面132、134、肩部110和螺紋116。接下來轉到車軸軸頸螺母組件200和圖3和7，軸頸螺母204是對于十二(12)齒節(jié)螺紋上的大約3. 480英寸的大直徑而言提供僅僅大約+/-0. 00026英寸的軸向定位調節(jié)偏差的精密螺母。這個精確性調節(jié)是由于在螺母204上形成的沿徑向向內延伸的齒218，沿徑向向內延伸的齒218與外墊圈206上形成的沿徑向向外延伸的配合齒220確實地機械接合且互鎖，如上所述。更具體地，當軸頸螺母螺紋形式210的大直徑(在圖7中用B表示) 為大約3. 480英寸時，對于每個螺母齒218，外墊圈206都包括四個齒220，這提供160個接觸點。因為凸塊216偏移一個墊圈齒220的半個齒，所以對于軸頸螺母204的一次回轉，互鎖的齒218、220提供三百二十(320)個分度。在軸頸螺母204每英寸具有十二(12)個螺紋的構造上，該構造在本領域中稱為12齒節(jié)螺紋并且是大直徑B為大約3. 480英寸時的典型構造，從而軸頸螺母在一英寸的軸向運動范圍內包括3，840個調節(jié)點?；蛘撸斴S頸螺母螺紋形式210的大直徑B為大約2. 625英寸時，對于每個螺母齒 218，外墊圈206都包括三個齒220，這提供120個接觸點。因為凸塊216偏移一個墊圈齒 220的半個齒，所以對于軸頸螺母204的一次回轉，互鎖的齒218、220提供二百四十(240) 個分度。在軸頸螺母204每英寸具有十六(16)個螺紋的構造上，該構造在本領域中稱為16 齒節(jié)螺紋并且是大直徑B為大約2. 625英寸時的典型構造，從而軸頸螺母在一英寸的軸向運動范圍內包括3，840個調節(jié)點。螺母204也包括額外的特征以確保車軸軸頸螺母組件200足夠精密而獲得始終的輕預載狀態(tài)。更具體地，螺母204包括平的內側表面212，該平的內側表面212是接觸外側軸承錐體57的表面。此外，內側表面212與在螺母204的內周邊上形成的螺紋或螺紋形式210的投影中徑精確垂直。在相同的單卡盤過程中形成螺母204的螺紋210和內側表面 212確保了內側表面是平的并且與螺紋精確垂直。通過以這種方式加工螺紋210和內側表面212，當螺紋的大直徑大于大約1. 5英寸且小于大約5英寸(優(yōu)選地小于大約3. 48英寸) 時，內側表面在大約0. 001英寸內是平的。優(yōu)選地，內側表面212相對于螺紋節(jié)距210的總垂直偏轉為大約0.005英寸，這在統(tǒng)計上處于大約五到六個標準差內。結果，螺母204的內側表面212是平的并且與螺紋210基本上精確垂直。或者，可以有這樣的情形，其中不在與用來形成螺母204的內側表面212的相同的加工過程或流程中切削或形成螺紋210。在這種情形下，螺紋形式210和螺母內側表面212 相對于精確基準表面(例如螺母外側表面214)進行加工，其中當加工螺母204時必須進行基準表面的清潔檢查。結果，本發(fā)明的車軸軸頸和車輪端組件100的車軸軸頸螺母204形成有精確的關鍵內側表面212和螺紋210。現在具體參考圖7，其軸頸螺母204和形成在車軸軸頸108上的螺紋116的精確接合。因為軸頸螺母204上的螺紋210相對于在車軸軸頸108上形成的螺紋116具有間隙或者用于輕微傾斜的空間，所以軸頸螺母有提供自對準的自由度。更具體地，軸頸螺母204在縱向方向上與其螺紋尺寸相比通常較薄，這使得螺母能夠靠著外側軸承錐體57的外側表面移動或自對中(圖4)以便將預載更均勻地分布在軸承錐體和間隔件組上。與現有技術的螺母系統(tǒng)相對，軸頸螺母204優(yōu)選地僅僅接合車軸軸頸螺紋116的大約一半或更少，更優(yōu)選地接合大約四分之一到三分之一，現有技術的螺母系統(tǒng)接合最大的螺紋長度，從而不能執(zhí)行這樣的自對準。螺母204與車軸軸頸108的自對準可以通過由B表示的軸頸螺母的螺紋形式210的大直徑與由A表示的軸頸螺母上的螺紋形式的縱向厚度的比來進行量化。在較大直徑類型的車軸軸頸108上，B通常為大約3. 480英寸。一種類型的優(yōu)選的軸頸螺母204包括，A 的值為大約0. 542英寸，從而產生大約6. 421的比。在現有的固定件技術中，常規(guī)的螺母設計表明，大直徑B為大約3. 480英寸的螺母通常采用厚度A為大約2. 625英寸的螺紋形式， 這產生僅僅大約1. 326的比。大直徑B為大約3. 480英寸的其它現有技術軸頸螺母采用厚度A為大約0. 900英寸的螺紋形式，這產生大約3. 867的比。對于優(yōu)選的軸頸螺母204，軸頸螺母204的螺紋形式210的大直徑與軸頸螺母上的螺紋形式的厚度的比(大于6. 000的值)對于自對準而言是比現有技術中發(fā)現的有利得多的比。當然，如果需要，可以采用較厚的軸頸螺母204，例如，A的值為大約0. 900英寸的軸頸螺母。在這種情況下，大直徑B與縱向厚度A的比為大約3. 867英寸，這是比常規(guī)螺母設計更好的比。在較小直徑類型的車軸軸頸108上，B通常為大約2. 625英寸。一種類型的優(yōu)選的軸頸螺母204包括，A的值為大約0. 542英寸，從而產生大約4. 843的比。大直徑B為大約2. 625英寸的某些現有技術軸頸螺母采用厚度A為大約0. 900英寸的螺紋形式，這產生大約2. 917的比。對于優(yōu)選的軸頸螺母204，軸頸螺母204的螺紋形式210的大直徑與軸頸螺母上的螺紋形式的厚度的比(大于4. 000的值)對于自對準而言是比現有技術中發(fā)現的有利得多的比。當然，如果需要，可以采用較厚的軸頸螺母204。透過這個制造和組裝的方法以及所形成的結構，本發(fā)明的車軸軸頸和車輪端組件 100提供精密成形的車輪輪轂120、車軸軸頸108和軸頸螺母204，這些部件配合成使得車軸軸頸螺母組件200能夠在車輪端組件104的軸承錐體和間隔件組上始終地提供輕預載。 更具體地，關鍵接合接觸區(qū)域(包括車輪輪轂120上的軸承表面124、126和軸向止擋表面 128、130 ；車軸軸頸108上的軸承表面132、134、肩部110和螺紋116 ；以及車軸軸頸螺母204 上的內側表面212和螺紋210)的精確成形，使得車軸102和車輪端組件104在輕預載狀態(tài)下可重復地對準。對于關鍵部件表面的上述關系，與車軸軸頸螺紋116的節(jié)距相關的螺母204的增量調節(jié)使得軸向預載壓緊在大約0. 000英寸至大約0. 002英寸之間。通過精確地保持車輪輪轂120、車軸軸頸108和螺母204的關鍵表面，本發(fā)明能夠使用精確的精細調節(jié)螺母 204以設定輕預載，其目標是標稱預載位移為大約0. 001英寸，軸向定位調節(jié)變化僅為大約+/-0. 00026英寸，對于十二(12)齒節(jié)螺紋上大約3. 480英寸的大直徑B，這對應于十二 (12)齒節(jié)螺紋上的三百二十(320)個分度。這樣的標稱變化使得本發(fā)明的車軸軸頸和車輪端組件100設定為使得輕預載狀態(tài)可以始終地保持，由此防止軸向端部游隙和過度預載。 包括部件的間隙和公差，軸向定位的變化仍然小于大約+/-0. 0005英寸，并且優(yōu)選地從大約0. 000英寸至大約0. 002英寸，更優(yōu)選地從大約0. 0005英寸至0. 0015英寸，這對應于大約0. 001英寸+/-大約0. 0005英寸的值。本發(fā)明的車軸軸頸和車輪端組件100的關鍵表面的控制使得預載的可重復設定主要目標是預載的大約0. 001英寸，軸承部件上的軸向壓緊位移的調節(jié)設定范圍為大約 0. 0007英寸至大約0. 0013英寸?？紤]可接受的是，標稱變化和調節(jié)設定范圍將軸向壓緊位移范圍保持為從大約0. 000英寸至大約0. 002英寸。本發(fā)明的車軸軸頸和車輪端組件100的常規(guī)車輪端部件的緊密控制表面的組合使得能夠在標準錐形軸承54、56上使用期望的輕預載，而不會導致整體輪轂或卡座軸承的復雜性和成本過高。此外，本發(fā)明的車軸軸頸和車輪端組件100在軸頸螺母204上提供非常輕的拉緊轉矩，例如通常小于大約50尺磅，并且能夠應用于常規(guī)車輪設備的基礎幾何結構。應當理解，本發(fā)明的車軸軸頸和車輪端組件100的車輪輪轂120在其自身的操作中形成有精確的關鍵軸承表面124、1沈和軸向止擋表面128、130 ；本發(fā)明的車軸軸頸和車輪端組件的車軸軸頸108在其自身的操作中形成有精確的關鍵軸承表面132、134、肩部110 和螺紋116 ；并且本發(fā)明的車軸軸頸和車輪端組件的車軸軸頸螺母204在其自身的操作中形成有精確的關鍵內側表面212和螺紋210，如上所述。本發(fā)明也包括制造或形成重載車軸軸頸和車輪端組件的方法，該車軸軸頸和車輪端組件包括精密成形的車軸、車輪輪轂和車軸軸頸螺母，這些部件配合成使得車軸軸頸螺母能夠在車輪端組件的軸承錐體和間隔件組上提供期望的輕預載，并且本發(fā)明還包括使用重載車軸軸頸和車輪端組件的方法，該車軸軸頸和車輪端組件包括精密成形的車軸、車輪輪轂和車軸軸頸螺母，這些部件配合成使得車軸軸頸螺母能夠在車輪端組件的軸承錐體和間隔件組上提供期望的輕預載。每個方法都包括與以上所述且如圖2-7所示的說明相關的步驟。應當理解，本發(fā)明發(fā)現了本領域技術人員已知的所有類型的車軸軸頸和車輪端組件中的應用，包括本文種沒有示出和描述的以及本領域技術人員不知道的其它類型的車軸軸頸和車輪端組件，而不會影響本發(fā)明的概念或操作。因此，改進的重載車軸軸頸和車輪端組件被簡化，提供了有效的、安全的、廉價的且高效的結構，其能夠實現所有列舉的目標，以消除現有技術的重載車軸軸頸和車輪端組件所遇到的困難，并且解決本領域總的問題且獲得新的結果。在前述說明中，某些術語已經簡潔、清楚和可理解地使用；但是對其沒有施加超過現有技術的要求的非必要限制，原因是這些術語用于說明性的目的并且具有寬泛的意義。 此外，已經參考示例性實施例說明了本發(fā)明。應當理解，該說明是示例性的而非限制性的， 本發(fā)明的范圍并不限于所示和所述的確切細節(jié)。在閱讀并理解了本公開的情況將可以進行可能的修改更改，應當理解本發(fā)明包括所有這樣的修改和更改及其等效。現在已經說明了本發(fā)明的特征、公開和原理，構造、布置和使用改進的重載車軸軸頸和車輪端組件的方式，構造和布置的特征以及優(yōu)點，所獲得的新的和有用的結果；所附的權利要求中描述了新的和有用的結構、裝置、元件、布置、部件和組合。
1權利要求
1.一種用于重載車輛的精密成形的車軸軸頸和車輪端組件組合，所述組合包括a)精密成形的車軸軸頸，所述軸頸形成有i)用于內側軸承的軸承表面和沿縱向設置在所述內側軸承表面的外側的用于外側軸承的軸承表面，所述車軸軸頸的內側軸承表面和外側軸承表面彼此平行地對準； )肩部，所述肩部用于保持所述內側軸承的縱向位置，所述肩部與所述車軸軸頸的內側軸承表面和外側軸承表面垂直；以及iii)用于接收軸頸螺母的螺紋，所述車軸軸頸螺紋與所述車軸軸頸的內側軸承表面和外側軸承表面對準；以及b)車輪端組件，所述車輪端組件可旋轉地安裝在所述車軸軸頸上，所述車輪端組件包括i)所述內側軸承在所述車軸軸頸的內側軸承表面和所述肩部處固定不動地安裝在所述車軸軸頸上； )所述外側軸承在所述車軸軸頸的外側軸承表面處固定不動地安裝在所述車軸軸頸上；iii)精密成形的車輪輪轂，所述車輪輪轂可旋轉地安裝在所述內側軸承和外側軸承上，所述車輪輪轂形成有用于所述內側軸承的軸承表面和用于所述外側軸承的軸承表面，所述車輪輪轂的內側軸承表面和外側軸承表面彼此平行地對準；以及用于保持所述內側軸承的縱向位置的軸向止擋表面和用于保持所述外側軸承的縱向位置的軸向止擋表面，所述軸向止擋表面中的每一個都與所述車輪輪轂的內側軸承表面和外側軸承表面垂直；以及iv)精密成形的軸頸螺母，所述軸頸螺母形成有平的內側表面和在所述軸頸螺母的內周邊上的螺紋，所述平的內側表面與所述軸頸螺母螺紋的投影中徑垂直，由此當所述車軸軸頸和車輪端組件組合處于組裝好的狀態(tài)時，所述車軸軸頸、所述車輪輪轂和所述軸頸螺母配合成使得車軸軸頸螺母組件在所述車輪端組件的軸承錐體和間隔件組上提供輕預載。
2.根據權利要求1所述的用于重載車輛的精密成形的車軸軸頸和車輪端組件組合，其中，所述車輪輪轂的軸承表面彼此平行地對準至三十分之一度。
3.根據權利要求1所述的用于重載車輛的精密成形的車軸軸頸和車輪端組件組合，其中，所述車輪輪轂的用于所述內側軸承和外側軸承的軸向止擋表面在從大約0.0001英寸到大約0. 0003英寸內與所述車輪輪轂的內側軸承表面和外側軸承表面垂直。
4.根據權利要求1所述的用于重載車輛的精密成形的車軸軸頸和車輪端組件組合，其中，所述車軸軸頸的肩部與所述車軸軸頸的內側軸承表面和外側軸承表面的總偏轉小于大約0. 001英寸。
5.根據權利要求1所述的用于重載車輛的精密成形的車軸軸頸和車輪端組件組合，其中，所述車軸軸頸上形成的所述螺紋的長度與所述車軸軸頸螺紋從投影的車軸軸頸中心的偏差的比的值為至少400。
6.根據權利要求5所述的用于重載車輛的精密成形的車軸軸頸和車輪端組件組合，其中，所述車軸軸頸上形成的所述螺紋的長度與所述車軸軸頸螺紋從投影的車軸軸頸中心的偏差的比的值為大約600。
7.根據權利要求1所述的用于重載車輛的精密成形的車軸軸頸和車輪端組件組合，其中，沿著所述車軸軸頸上形成的所述螺紋的長度繞投影的車軸軸頸中心的最大可接受角度小于大約0. 300度。
8.根據權利要求7所述的用于重載車輛的精密成形的車軸軸頸和車輪端組件組合，其中，沿著所述車軸軸頸上形成的所述螺紋的長度繞投影的車軸軸頸中心的最大可接受角度為大約0. 172度。
9.根據權利要求1所述的用于重載車輛的精密成形的車軸軸頸和車輪端組件組合，其中，所述軸頸螺母的內側表面相對于所述軸頸螺母螺紋的總垂直偏轉為大約0. 005英寸。
10.根據權利要求1所述的用于重載車輛的精密成形的車軸軸頸和車輪端組件組合， 其中，所述軸頸螺母形成有外側表面，所述外側表面包括用于接收外墊圈的凹部；以及沿徑向向內延伸的齒，所述沿徑向向內延伸的齒與所述外墊圈上形成的沿徑向向外延伸的齒嚙合。
11.根據權利要求10所述的用于重載車輛的精密成形的車軸軸頸和車輪端組件組合， 其中，所述軸頸螺母形成有至少四十個所述沿徑向向內延伸的齒。
12.根據權利要求11所述的用于重載車輛的精密成形的車軸軸頸和車輪端組件組合， 其中，對所述軸頸螺母的齒中的每一個齒，所述外墊圈形成有至少三個齒。
13.根據權利要求1所述的用于重載車輛的精密成形的車軸軸頸和車輪端組件組合， 其中，當所述軸頸螺母的內周邊上形成的所述螺紋的大直徑在大約1. 5英寸到大約5. 0英寸之間時，所述軸頸螺母的內側表面在大約0. 001英寸內是平的。
14.根據權利要求1所述的用于重載車輛的精密成形的車軸軸頸和車輪端組件組合， 其中，所述軸頸螺母接合小于所述車軸軸頸上形成的所述螺紋的大約二分之一。
15.根據權利要求1所述的用于重載車輛的精密成形的車軸軸頸和車輪端組件組合， 其中，所述軸頸螺母在軸向運動的一英寸范圍內包括至少大約3，800個調節(jié)點。
16.根據權利要求15所述的用于重載車輛的精密成形的車軸軸頸和車輪端組件組合， 其中，所述軸頸螺母包括形成大約3. 480英寸的大直徑的螺紋和12齒節(jié)螺紋，所述軸頸螺母在軸向運動的一英寸范圍內還包括大約3，840個調節(jié)點。
17.根據權利要求15所述的用于重載車輛的精密成形的車軸軸頸和車輪端組件組合， 其中，所述軸頸螺母包括形成大約2. 625英寸的大直徑的螺紋和16齒節(jié)螺紋，所述軸頸螺母在軸向運動的一英寸范圍內還包括大約3，840個調節(jié)點。
18.—種制造用于重載車輛的精密成形的車軸軸頸和車輪端組件組合的方法，所述方法包括以下步驟提供車軸軸頸；在第一單卡盤過程中，在所述車軸軸頸上形成用于內側軸承的軸承表面和沿縱向設置在所述內側軸承表面的外側的用于外側軸承的軸承表面，所述車軸軸頸的內側軸承表面和外側軸承表面彼此平行地對準；在所述第一單卡盤過程中，在所述車軸軸頸上形成肩部，所述肩部用于保持所述內側軸承的縱向位置，所述肩部與所述車軸軸頸的內側軸承表面和外側軸承表面垂直；在所述車軸軸頸上形成用于接收軸頸螺母的螺紋，所述車軸軸頸螺紋與所述車軸軸頸的內側軸承表面和外側軸承表面對準；提供車輪輪轂；在第二單卡盤過程中，在所述車輪輪轂上形成用于所述內側軸承的軸承表面和用于所述外側軸承的軸承表面，所述車輪輪轂的內側軸承表面和外側軸承表面彼此平行地對準；在所述車輪輪轂上形成用于保持所述內側軸承的縱向位置的軸向止擋表面和用于保持所述外側軸承的縱向位置的軸向止擋表面，所述軸向止擋表面中的每一個都與所述車輪輪轂的內側軸承表面和外側軸承表面垂直；在所述車軸軸頸的內側軸承表面和所述肩部處將所述內側軸承固定不動地安裝在所述車軸軸頸上；在所述車軸軸頸的外側軸承表面處將所述外側軸承固定不動地安裝在所述車軸軸頸上；將所述車輪輪轂可旋轉地安裝在所述內側軸承和外側軸承上；提供軸頸螺母；在所述軸頸螺母上形成平的內側表面和位于所述軸頸螺母的內周邊上的螺紋，所述平的內側表面與所述軸頸螺母螺紋的投影中徑垂直；以及將所述軸頸螺母安裝在所述車軸軸頸上，由此所述車軸軸頸、所述車輪輪轂和所述軸頸螺母配合成使得車軸軸頸螺母組件在所述車輪端組件的軸承錐體和間隔件組上提供輕預載。
19.根據權利要求18所述的制造用于重載車輛的精密成形的車軸軸頸和車輪端組件組合的方法，其中，在所述車軸軸頸上形成所述肩部的所述步驟包括所述肩部與所述車軸軸頸的內側軸承表面和外側軸承表面的總偏轉小于大約0.001英寸。
20.根據權利要求18所述的制造用于重載車輛的精密成形的車軸軸頸和車輪端組件組合的方法，其中，在所述第一單卡盤過程中執(zhí)行所述在所述車軸軸頸上形成所述螺紋的步驟。
21.根據權利要求18所述的制造用于重載車輛的精密成形的車軸軸頸和車輪端組件組合的方法，其中，在所述車軸軸頸上形成所述螺紋的所述步驟包括使用與所述第一單卡盤過程相同的基準表面。
22.根據權利要求18所述的制造用于重載車輛的精密成形的車軸軸頸和車輪端組件組合的方法，還包括以下步驟在執(zhí)行所述第一單卡盤過程之前，將所述軸頸端部附接到車軸中心管。
23.根據權利要求18所述的制造用于重載車輛的精密成形的車軸軸頸和車輪端組件組合的方法，其中，在所述第二單卡盤過程中執(zhí)行在所述車輪輪轂上形成用于保持所述內側軸承的軸向止擋表面和用于保持所述外側軸承的軸向止擋表面的步驟。
24.根據權利要求18所述的制造用于重載車輛的精密成形的車軸軸頸和車輪端組件組合的方法，其中，在所述車輪輪轂上形成用于所述內側軸承的軸承表面和用于所述外側軸承的軸承表面的步驟包括所述車輪輪轂的軸承表面彼此平行地對準至三十分之一度。
25.根據權利要求18所述的制造用于重載車輛的精密成形的車軸軸頸和車輪端組件組合的方法，還包括以下步驟在所述軸頸螺母上形成外側表面，所述外側表面包括用于接收外墊圈的凹部。
26.根據權利要求18所述的制造用于重載車輛的精密成形的車軸軸頸和車輪端組件組合的方法，其中，在所述軸頸螺母上形成平的內側表面和位于所述軸頸螺母的內周邊上的螺紋的步驟包括所述內側表面相對于所述軸頸螺母螺紋的總垂直偏轉小于大約0. 010 英寸。
27.根據權利要求18所述的制造用于重載車輛的精密成形的車軸軸頸和車輪端組件組合的方法，其中，在第三單卡盤過程中執(zhí)行在所述軸頸螺母上形成平的內側表面和位于所述軸頸螺母的內周邊上的螺紋的步驟。
28.根據權利要求18所述的制造用于重載車輛的精密成形的車軸軸頸和車輪端組件組合的方法，其中，在所述軸頸螺母上形成平的內側表面和位于所述軸頸螺母的內周邊上的螺紋的步驟包括使用相同的基準表面，以形成所述軸頸螺母螺紋和所述軸頸螺母的內側表面。
全文摘要
本發(fā)明涉及車軸軸頸和車輪端組件，其包括精密成形的車軸軸頸、車輪輪轂和車軸軸頸螺母。車軸軸頸形成有平行的內側和外側軸承表面、與內側和外側軸承表面垂直的肩部、以及與內側和外側軸承表面對準的用于軸頸螺母的螺紋。車輪輪轂形成有彼此平行對準的內側和外側軸承表面，以及與車輪輪轂軸承表面垂直的軸承軸向止擋表面。軸頸螺母在其內周邊上形成有螺紋，并且軸頸螺母形成有魚螺紋垂直的平的內側表面。車軸軸頸、車輪輪轂和軸頸螺母配合成使得車輪軸頸螺母組件能夠始終在車輪端組件的軸承錐體和間隔件組上提供輕預載。
文檔編號B60B27/00GK102438843SQ201080021948
公開日2012年5月2日 申請日期2010年5月28日 優(yōu)先權日2009年5月29日
發(fā)明者D·赫斯特, J·懷特, J·莫里斯 申請人:亨德里克森美國有限責任公司