專利名稱：小齒輪軸承單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
具有負(fù)準(zhǔn)雙曲面偏移的用于前橋差速器的混合小齒輪軸承單元以及動(dòng)力傳輸單兀。
背景技術(shù)：

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及具有負(fù)準(zhǔn)雙曲面偏移的用于機(jī)動(dòng)車輛的前橋差速器的混合小齒輪軸 承單元以及用于機(jī)動(dòng)車輛的動(dòng)力傳輸單元，并且目的是在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中提供小齒輪軸的 軸承組件的應(yīng)用定向優(yōu)化。對(duì)于當(dāng)前的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，由于在將來不斷增大負(fù)準(zhǔn)雙曲面偏 移(也就是，差速器的轉(zhuǎn)動(dòng)軸位于相應(yīng)的小齒輪軸之下)，在前橋差速器以及與錐形驅(qū)動(dòng)相 關(guān)的螺旋方向的轉(zhuǎn)化中，在準(zhǔn)雙曲面齒輪中的力的狀態(tài)也將變化。因此，在將來在牽引操作 中的小齒輪軸將被拉入到傘齒輪(crown wheel gears)中。為了仍然能夠獲得齒的側(cè)面的 盡可能低的間隙，首先需要具有在軸向方向剛度優(yōu)化的軸承組件。相應(yīng)的狀態(tài)在用于全輪驅(qū)動(dòng)車輛的所謂PTU(動(dòng)力傳輸單元)也存在，在PTU上從動(dòng) 小齒輪軸經(jīng)由傘齒輪傳遞它的力到從動(dòng)驅(qū)動(dòng)元件，結(jié)果軸向力具有如上所述的相同效果。在兩種情形下，在傘齒輪和小齒輪之間的齒嚙合中的力狀態(tài)與現(xiàn)今在后輪驅(qū)動(dòng)中 常見的狀態(tài)相比，并不相同，因此根據(jù)本發(fā)明的軸承單元意在使得可以在獲得關(guān)于軸承剛 度的明顯改善的同時(shí)顯著降低軸承損失的影響。US4, 729，252公開一種用于小齒輪軸的軸承單元，該小齒輪軸結(jié)合錐形滾柱軸承 和徑向止推滾珠軸承，所述錐形滾柱軸承和徑向止推滾珠軸承具有公共的外座圈和單獨(dú)的 軸向間隔開的內(nèi)座圈，注意到，錐形滾柱軸承的接觸線以小于90°的角度彼此相交并且徑 向止推滾珠軸承的滾珠的接觸線同樣地以小于90°的角度彼此相交。這樣的軸承組合的剛度在用于錐形滾柱軸承和徑向止推滾珠軸承的不同特征方 面并不是優(yōu)化的。因此，本發(fā)明的目的是提出改進(jìn)的這種類型的軸承單元，由此消除上述問題，并且 這是在當(dāng)軸承單元根據(jù)所附權(quán)利要求1的特征部分進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)得以實(shí)現(xiàn)。


在此及后，將通過如附圖所示的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明，其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明的通過小齒輪軸承單元的一部分的截面。圖2是圖1所示的小齒輪軸承單元的對(duì)應(yīng)視圖，但是小齒輪軸承單元連接到了小 齒輪軸。
具體實(shí)施例方式圖1示出根據(jù)本發(fā)明的小齒輪軸承單元的上半部的截面，其中兩排式的軸承單元
3存在于摩擦優(yōu)化錐形滾柱軸承1的小齒輪頭部側(cè)上和徑向止推滾珠軸承5的小齒輪尾部側(cè) 上。兩排軸承都具有一個(gè)公共的一件式的外座圈2，其中設(shè)置有兩個(gè)相對(duì)的油孔3 (僅一個(gè) 示出)，而內(nèi)座圈Ia和5a分別通過間隔套筒6軸向間隔開。在公共的外座圈1的遠(yuǎn)離小齒 輪頭部的側(cè)面上設(shè)置有用于安裝目的的外部凸緣4。軸承1、5以背對(duì)背的關(guān)系安裝為預(yù)載 荷軸承，具有關(guān)于剛度和摩擦損耗的最優(yōu)預(yù)負(fù)載。為了獲得這樣的盡可能高的軸承剛度同時(shí)降低軸承摩擦并降低產(chǎn)生的磨損以延 長軸承壽命周期，有必要根據(jù)需要以理想的方式設(shè)計(jì)內(nèi)軸承幾何結(jié)構(gòu)。因此，有必要從應(yīng)用技術(shù)原理方面利用錐形滾柱軸承和徑向止推滾珠軸承的不同 特征以實(shí)現(xiàn)所述目標(biāo)。據(jù)此，優(yōu)化理想方式的錐形滾柱軸承1以產(chǎn)生盡可能低的摩擦從而用來吸收徑 向力，所述徑向力是在小齒輪頭部的齒輪中傳遞的扭矩的函數(shù)，錐形滾柱軸承1具有從 15° -20°的接觸角α以為了吸收在小齒輪頭部上的齒力的軸向力分量，并且為了同時(shí)吸
收由錐形滾柱軸承1引起的軸向力，一排徑向止推滾珠軸承5具有從35° -45°的接觸角 β。滾柱體承受最小的反作用力，這是由于兩個(gè)接觸角度是不同大小的事實(shí)所獲得的 作用，這具有對(duì)軸承剛度以及軸承摩擦損失正面的影響。徑向止推滾珠軸承的大接觸角提 供分別用于軸承單元的增大的承載能力和優(yōu)化的軸向剛度比率。為了進(jìn)一步降低軸承的損失影響并增大軸承的剛度，徑向止推滾珠軸承還可以設(shè) 置有陶瓷材料的滾珠。取決于在小齒輪頭部上的最初描述的力關(guān)系，在小齒輪頭部側(cè)上的錐形滾柱軸承 1受到軸向卸載，其在高操作力下引起載荷區(qū)，受限于某些錐形滾柱以及內(nèi)外座圈之間的同 時(shí)的必要傾斜。為了排除在滾動(dòng)接觸時(shí)不允許的高邊緣應(yīng)力的風(fēng)險(xiǎn)，錐形滾柱設(shè)計(jì)為在包 絡(luò)直徑(the envelope diameter)處具有對(duì)數(shù)輪廓(logarithmic profile)。為了滿足盡可能高的軸承剛度的要求，同時(shí)軸承摩擦力矩和軸承損失影響盡可能 低，以關(guān)于軸承預(yù)載荷的參數(shù)盡可能最好的方式，制造軸承單元，并分別考慮軸承外圈和殼 體之間以及軸承內(nèi)圈和軸之間的通常的配合條件，在安裝前具有0. 03-0. 07毫米的軸向間 隙。這導(dǎo)致從2000N到最大5000N的應(yīng)用最佳軸承預(yù)載荷。因此，已經(jīng)考慮到了對(duì)低摩擦的不斷增大的要求以及同時(shí)對(duì)更高剛度的要求，這 是對(duì)更高功率密度的要求的結(jié)果。因?yàn)榘ㄝS承外座圈2、內(nèi)座圈Ia和5a以及中間間隔套筒6的軸承單元在組裝之 前沒有保持在一起，在圖1中示出了它們?yōu)榱诉\(yùn)輸?shù)哪康娜绾瓮ㄟ^利用延伸超過內(nèi)座圈Ia 和5a的每一個(gè)的一部分以及延伸超過中間間隔套筒6的內(nèi)安裝套筒7而彼此固定。用于 運(yùn)輸套筒的拆卸力限制到最大F = 100N。任選地，可以獲得構(gòu)造高度容差的降低，見圖2的附圖標(biāo)記12，這導(dǎo)致在調(diào)節(jié)小齒 輪和傘齒輪之間的齒側(cè)間隙方面明顯降低的成本。其它可能性為了增大集成度，可以在徑向止推滾珠軸承的側(cè)面上的外座圈的孔中安裝徑向軸 密封圈10。為了用于輕金屬殼體，還設(shè)置0圈11作為靜油封。還可以想到，為了傳遞軸向 力到殼體，在外座圈上分別利用臺(tái)肩或凸緣的最不同的設(shè)計(jì)。在圖2中示出處于安裝狀態(tài)
4的混合小齒輪軸軸承單元在小齒輪軸8上的軸承單元的安裝受限于-同時(shí)上推或下壓兩個(gè)內(nèi)圈Ia和5a，-旋轉(zhuǎn)帶小齒輪頭部8a的小齒輪軸8若干次直到錐形滾柱抵靠接合于在小齒輪頭 部8a上的引導(dǎo)凸緣，_通過應(yīng)用特定的上緊力矩上緊小齒輪螺母9以獲得理想的預(yù)緊力。本發(fā)明并不限于附圖所示以及參照附圖描述的實(shí)施例，而是可以在所附權(quán)利要求 的范圍內(nèi)進(jìn)行變化和修改。
權(quán)利要求
一種用于支撐小齒輪軸(8)的軸承單元，該小齒輪軸在一側(cè)具有小齒輪頭部(8a)，該軸承單元結(jié)合錐形滾柱軸承(1)和徑向止推滾珠軸承(5)，該錐形滾柱軸承和徑向止推滾珠軸承具有公共外座圈(2)，并具有單獨(dú)的用于錐形滾柱軸承的內(nèi)座圈(1a)和用于徑向止推滾珠軸承的內(nèi)座圈(5a)，該內(nèi)座圈(1a、5a)沿著小齒輪軸間隔開一定距離，其中所述錐形滾柱軸承(1)具有從15°至20°的接觸角(α)，用于主要吸收在小齒輪頭部處的齒力的徑向力分量；一排徑向止推滾珠軸承(5)具有在35°和45°之間的接觸角(β)，用于主要吸收來自齒輪嚙合并且是由錐形滾柱軸承引起的軸向力。
2.如權(quán)利要求1所述的軸承單元，其中，所述徑向止推滾珠軸承(5)和所述錐形滾柱軸 承(1)中的至少一個(gè)的轉(zhuǎn)動(dòng)體是由陶瓷材料制成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的軸承單元，其中，所述錐形滾柱軸承(1)的滾柱設(shè)計(jì)為具有 對(duì)數(shù)輪廓用于降低邊緣壓力。
4.如權(quán)利要求1-3的任何一項(xiàng)所述的軸承單元，其中，所述兩個(gè)內(nèi)座圈(la、5a)為了運(yùn) 輸目的通過安裝套筒(7)固定就位。
5.如權(quán)利要求1-4的任何一項(xiàng)所述的軸承單元，其中，密封件(10)配合到與所述小齒 輪頭部(8a)相對(duì)側(cè)面上的公共外座圈。
6.如權(quán)利要求1-5的任何一項(xiàng)所述的軸承單元，其中，密封件(11)設(shè)置在所述公共的 外座圈(2)的外包絡(luò)表面中的圓周槽中，并意在作為抵靠著周圍殼體的內(nèi)壁的靜油封。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于支撐小齒輪軸(8)的軸承單元，該小齒輪軸在一側(cè)具有小齒輪頭部(8a)，該軸承單元結(jié)合錐形滾柱軸承(1)和徑向止推滾珠軸承(5)，該錐形滾柱軸承和徑向止推滾珠軸承具有公共外座圈(2)，并具有單獨(dú)的用于錐形滾柱軸承的內(nèi)座圈(1a)和用于徑向止推滾珠軸承的內(nèi)座圈(5a)，該內(nèi)座圈(1a、5a)沿著小齒輪軸間隔開一定距離，其中所述錐形滾柱軸承(1)具有從15°至20°的接觸角(α)，用于主要吸收在小齒輪頭部處的齒部件的徑向力；一排徑向止推滾珠軸承(5)具有在35°和45°之間的接觸角(β)，用于主要吸收來自齒輪嚙合并且是由錐形滾柱軸承引起的軸向力。
文檔編號(hào)F16C19/16GK101910656SQ200780102202
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2007年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月14日
發(fā)明者托馬斯·沃爾夫 申請(qǐng)人:Skf公司