CN101098791A - 用于轮子轮毂-接头-单元的恒速万向接头的外接头部件 - Google Patents

用于轮子轮毂-接头-单元的恒速万向接头的外接头部件 Download PDF

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Abstract

一种用于轮子轮毂-恒速固定接头-单元的恒速万向接头的外接头部件，其中，一具有一带内轴齿(44、74)的通孔(59、89)的轮毂(60、90)被夹紧到一恒速万向接头(42、72)的外接头部件(46、76)上，该外接头部件(46、76)上形成一具有外轴齿(54、84)的轴颈(53、83)，其中，通孔(59、89)的内轴齿(44、74)和轴颈(53、83)的外轴齿(54、84)彼此啮合，且其中，一双列的轮轴承(43、73)滑配到轮毂(60、90)上，轮子的轴承包括一内轴承座圈(64、94)，该内轴承座圈直接支承外接头部件(46、76)的一端面(52、82)，其中，轴颈底部处的轴颈直径DZ和轴颈长度LZ之比大于0.95，即，DZ/LZ＞0.95。

Description

用于轮子轮毂-接头-单元的恒速万向接头的外接头部件
技术领域
本发明涉及一种用于轮子轮毂-恒速固定接头-单元的外接头部件，其中，一具有带内轴齿的通孔的轮毂被夹紧到一恒速万向接头的外接头部件上，在该外接头部件上形成一带有外轴齿的轴颈，其中，通孔的内轴齿和轴颈的外轴齿(54、84)彼此啮合，且一双列的轮轴承滑配到轮毂上，该轮子的轴承包括一内轴承座圈，该内轴承座圈直接支承外接头部件的一端面。该类型的组件用于被驱动的、更具体来说为机动车的转向轮，其中，轮子和一制动盘螺纹连接到轮毂的突缘上，而恒速的万向接头形成一传动轴(侧轴)的成一体的一部分，该传动轴可由一中间轴、一内插入接头和上述的恒速固定接头组成。轴承组件必须插入到轮架或转向关节内。
背景技术
在所述类型的已有技术的组件中，其目的是使轮轴承的尺寸尽可能地小，其原因在于，轮轴承的成本和轮载体或转向关节的大小。鉴于以上考虑，给予外接头部件处的轴颈直径只有所需的最小强度，其中，轴颈直径同时确定轮毂的内直径，并因此通过与强度相关的轮毂壁厚间接地确定轮轴承的内直径。因为如此设计的轴颈的弹性，扭矩的变化，更具体地说是指通过组件的扭矩推力，导致在相互邻接面处发生外接头部件和内轴承座圈之间的相对运动。这导致形成噪音和磨损。
发明内容
因此，本发明的目的是，对用于所述类型的单元内的恒速接头的外接头部件提供一新概念，该概念确保较高的刚度和较短的长度，并避免上述的缺点。根据本发明，该目的这样来实现，即，外接头部件轴颈的尺寸引入质的变化，该轴颈较短并较粗。其结果，轮毂的内直径和由此间接引起的轮轴承的内直径也可发生变化。有利的效果在于，可减小恒速固定接头和轮轴承之间的中心对中心的距离。
上述外接头部件和内轴承座圈之间的相对运动可得到避免或显著地减小，这原因一方面是轴颈的较大的横截面和其较高的扭转强度，另一方面的原因是外接头部件和现已较大的内轴承座圈之间相互支承的有效面积较大。
尺寸方面质的变化可通过不同特征尺寸比来确定，该特征尺寸比的性质不同于以前使用的尺寸比。
根据方案的第一方程提出，轴颈底部处的轴颈直径DZ和轴颈长度LZ之比大于0.95。更具体地来说，建议轴颈底部处的轴颈直径DZ和轴颈长度LZ之比大于1.15，尤其是大于1.7。
在此实施例中，实现了这样一个轴颈，其转动刚度特别大并具有特别高的弯曲刚度以便使任何的转动和弯曲变形保持在最小，这样，在轴承座圈和接头邻接面之间就没有或只有极小的相对运动。
根据方案的第二方程提出，端面的直径DA和轴颈长度LZ之比大于2。更具体地说，建议端面的直径DA和轴颈长度LZ之比大于2.5。其结果，在与螺栓的预紧力合作的情况下，可计算邻接台肩处传递的扭矩，以便更有效地阻止轴承座圈和接头邻接面之间的相对运动。
根据第三方程，端面的直径DA和轴颈直径DZ之比小于1.7。根据一较佳实施例，建议端面的直径DA和轴颈直径DZ之比小于1.5。这样，可减小由于转动的游隙造成齿内的扭矩而发生的轴承座圈和接头邻接面之间的相对运动。
最后，根据另一方案，外接头部件的中心MG和轴颈端之间的距离LGZ对轴颈长度LZ之比小于2.2，更具体地说，该比例应小于2.0。这样，接头移动到一从轮子动态特性观点来看是有利的位置。
所有上述方案都不同于已有技术的所述类型外接头部件的尺寸比例，并确保一单元具有台阶形改进的特性。
此外，建议轴颈包括一中心螺纹孔，一螺栓旋入到该中心螺纹孔内，以便将轮毂夹紧到外接头部件。
附图说明
在附图中，将具有本发明外接头部件的轮毂-接头-单元与一已有技术的外接头部件的单元相比较，并将在下面作出具体的叙述。
图1示出已有技术的一单元的纵向截面图，图中给出总的编号。
图2示出根据图1的单元，给出了特征参数。
图3示出具有一恒速固定接头的本发明的外接头部件的单元，图中给出了总的编号。
图4示出根据图3的一单元，给出了特征参数。
图5示出一恒速固定接头的本发明的外接头部件，它具有特征参数的细节。
图6示出一恒速插入接头的本发明外接头部件的单元，给出了总的编号。
图7示出根据图6的单元，给出了特征参数。
图8示出一恒速固定接头的本发明的外接头部件，图中给出特征参数的细节。
具体实施方式
图1和2各示出了一用于机动车驱动轮的轮毂单元11，它具有一连接到一传动轴的恒速固定接头12。轮毂单元11包括一轮毂30和一轴承单元13，其中，使轴承单元13滑配到轮毂30上并沿轴向夹紧在轮毂30和恒速固定接头12之间。轮毂30包括一螺纹连接到一轮子上的突缘，一制动盘也可螺纹连接到该轮子上。此外，轮毂30包括一通孔29，内轴齿14从接头端形成到通孔内。在突缘上形成有一位于中心的、基本上为径向的支承面15。恒速固定接头12设置成一UF接头(无底切接头)的形式，并包括一外接头部件16、一内接头部件17、扭矩传递球18以及一球保持架19。诸球保持和导向在成对的外接头部件内的外球轨道20和内接头部件内的内球轨道21中。在外接头部件16处，在轮毂的端部，形成一基本上径向的支承面22。此外，一中心轴颈23附连到外接头部件，并具有与毂的内轴齿14啮合的外轴齿24。此外，轴颈设置有一中心螺纹通孔25，一螺栓27旋入到该螺纹孔内，螺栓27通过其螺栓头28支承在轮毂30的径向支承面15上。双列轴承13包括一外轴承座圈31，它可插入到一轮架内并包括用于两列轴承球32、33的外轴承槽(没有编号)。用于球列32的第一内轴承槽直接设置在轮毂30内，而用于第二列球33的第二球槽设置在一分开的内轴承座圈34内。该内轴承座圈34轴向地从轮毂30突出，这样，在支承面22的帮助下，轴承组件13可以在外接头部件处由支承在支承面15上的螺栓27施加预紧力。根据图1和2的组件设计成使轮子轴承达到最小的节圆直径TKD。轴颈23包括有一最小强度，同时具有一相对小的轴颈直径DZ，并包括一长的轴颈长度LZ。其结果，设计的轴承中心ML和设计的接头中心MG之间的距离增加；所述距离在图中给予编号AGL。还示出了接头中心和轴颈端部之间的距离(图中予编号LGZ)。在图2中还示出另一特征参数，它是接头的节圆直径PCD。此外，图中还示出轴承的支承长度LS，它包括一所谓的O形结构，使球的有效线定位在彼此敞开的对称的锥形面上。
图3和4各示出了一用于恒速固定接头42的驱动轮的轮毂单元41，它用来连接到一传动轴。轮毂单元41包括一轮毂60和一轴承单元43，使轴承单元43滑配到轮毂60上并沿轴向夹紧在轮毂60和恒速固定接头42之间。轮毂60包括一螺纹连接到一轮子上的突缘，一制动盘也可螺纹连接到该轮子上。此外，轮毂60包括一通孔59，内轴齿44从接头端形成到通孔内。在突缘上形成有一位于中心的、基本上为径向的支承面45。恒速固定接头设置成一UF接头(无底切接头)的形式，并包括一外接头部件46、一内接头部件47、扭矩传递球48以及一球保持架49。诸球保持和导向在成对的外接头部件内的外球轨道50和内接头部件内的内球轨道51中。在外接头部件46，在轮毂的端部处，形成一基本上径向的支承面52。此外，在外接头部件处附连着一中心轴颈53，它具有与毂的内轴齿44啮合的外轴齿54。此外，轴颈设置有一中心螺纹通孔55，一螺栓57旋入到该螺纹孔内，螺栓57通过其螺栓头58支承在轮毂60的径向支承面45上。支承面45形成在通孔43的减小的直径56上。双列轴承43包括一外轴承座圈61，它可插入到一轮架内并包括用于两列轴承球62、63的外轴承槽(没有编号)。用于球列62的第一内轴承槽直接形成在轮毂41内，而用于第二列球63的第二球槽设置在一分开的内轴承座圈64内。该内轴承座圈64轴向地从轮毂41突出，这样，在支承面52的帮助下，轴承组件43可以在外接头部件处由支承在支承面45上的螺栓57施加预紧力。在如图3和4所示的本发明外接头部件的情形中，允许轴承组件质地具有较大的节圆直径TKD，因为明显地减小了轴承中心ML和接头中心MG之间的距离AGL，可实现轴颈直径DZ的显著地质的增加。轴颈直径DZ的这种增加允许轴颈长度LZ缩短。接头中心和轴颈端之间的距离LGZ等于AGL。图4还示出分别在说明书和权利要求中涉及的其它的参数，即，接头的节圆直径PCD、轴承组件的支承长度LS。在此情形中，轴承包括一O形结构，球的有效线定位在相对于彼此敞开的对称的锥形面上。
与图1和2中的组件相比(其中，轴颈直径减小到最小值，因此轴颈转动起来相当软)，根据图3和4的本发明的组件显示一短而粗从而转动起来相当刚性的轴颈。以上在交替变化的扭矩条件下发生在外接头部件处的支承面和分离的内轴承座圈处的对应配对面之间微小运动，在本发明的接头中不会发生。
在图5中，示出了本发明的一带有轴颈53和一端面或支承面52的外接头部件46，它包括参数LGZ(接头中心MG和轴颈端之间的距离)、LZ(轴颈长度)、DA(端面的直径)以及DZ(轴颈直径)。
图6和7各示出了一用于机动车驱动轮的轮毂单元71，它具有一连接到一传动轴的恒速插入接头72，其中，轴承单元73滑配到轮毂单元71上并沿轴向被夹紧在轮毂单元71和恒速插入接头72之间。轮毂90包括一螺纹连接到一轮子上的突缘，一制动盘可同样地螺纹连接到该轮子上。此外，轮毂90包括一通孔89，内轴齿74从接头端形成到通孔内。在突缘上形成有一位于中心的、基本上为径向的支承面75。恒速插入接头72设置成一VL接头(Lbro插入接头)的形式，并包括一外接头部件76、一内接头部件77、扭矩传递球78以及一球保持架79。诸球保持和导向在成对的外接头部件76内的外球轨道80和内接头部件内的内球轨道81中。在外接头部件76处，在轮毂端部处，形成一基本上径向的支承面82。此外，一中心轴颈83附连到外接头部件，并具有与毂的内轴齿74啮合的外轴齿84。此外，轴颈设置有一中心螺纹通孔85，一螺栓87旋入到该螺纹孔内，螺栓87通过其螺栓头88被支承在轮毂90的径向支承面75上。支承面75形成在通孔89的减小的直径86上。双列轴承73包括一外轴承座圈91，它可插入到一轮架内并包括用于两列轴承球92、93的外轴承槽(没有编号)。用于球列92的第一内轴承槽形成在内轴承座圈94内，而用于第二球列93的第二球槽设置在内轴承座圈95内。该内轴承座圈94轴向地从轮毂90突出，这样，在支承面82的帮助下，轴承组件73可以在外接头部件处由支承在支承面75上的螺栓87被施加预紧力。在如图5和6所示的本发明外接头部件的情形中，允许轴承组件质地具有较大的节圆直径TKD，因为明显地减小了轴承中心ML和接头中心MG之间的距离AGL，可实现轴颈直径DZ显著地质的增加。轴颈直径DZ的这种增加允许轴颈长度LZ缩短。图8也示出分别在说明书和权利要求中提及的其它的特征参数，即，接头的节圆直径PCD、轴承组件的支承长度LS。还提及了螺栓伸伸长度LDEHN和分离的内轴承座圈下面的轮毂的环形横截面AE。接头中心MG居中地位于进入两侧上位移路径的两个一半VS/2之间。在此情形中，轴承也包括一O形结构，球的有效线定位在朝向彼此敞开的对称的锥形面上。
与图1和2的组件相比(其中，轴颈直径减小到最小值，因此转动起来相当软)，根据图6和7的本发明实施例的组件显示一短而粗从而转动起来相当刚性的轴颈。以上在交替变化的扭矩条件下发生在外接头部件处的支承面和分离的内轴承座圈处的对应配对面之间的微小运动，在本发明的接头中不会发生。
在图8中，示出了本发明的一带有轴颈83和一端面或支承面82的外接头部件76，它包括参数LGZ(接头中心MG和轴颈端之间的距离)、LZ(轴颈长度)、DA(端面的直径)以及DZ(轴颈直径)。此外，图8示出了位移路径VS，其轴向中心形成了了接头中心MG。
编号一览表
11、41、71  轮毂单元
12、42、72  恒速万向接头
13、43、73  轮轴承
14、44、74  内轴齿
15、45、75  支承面(轮毂)
16、46、76  外接头部件
17、47、77  内接头部件
18、48、78  球
19、49、79  球保持架
20、50、80  外球轨道
21、51、81  内球轨道
22、52、82  支承面(外接头部件)
23、53、83  轴颈
24、54、84  外轴齿
25、55、85  螺纹孔
56、86      减小的直径
27、57、87  螺栓
28、58、88  螺栓头
29、59、89  通孔
30、60、90  轮毂
31、61、91  外轴承座圈
32、62、92  球列
33、63、93  球列
34、64、94  内轴承座圈
95          内轴承座圈
TKD         轴承的节圆直径
DZ          轴颈直径
LZ          轴颈长度
ML          轴承中心
MG          接头中心
AGL    轴承中心和接头中心之间的距离
LGZ    接头中心和轴颈端之间的距离
PCD    接头的节圆直径
LS     轴承的支承长度
VS     位移路径
AE     轮毂的横截面
LDEHN  螺栓杆的延伸长度

Claims (12)

1.一种用于轮子轮毂-恒速固定接头-单元的恒速万向接头的外接头部件，其中，一具有一带内轴齿(44、74)的通孔(59、89)的轮毂(60、90)被夹紧到一恒速万向接头(42、72)的外接头部件(46、76)上，该外接头部件(46、76)上形成一带有外轴齿(54、84)的轴颈(53、83)，其中，通孔(59、89)的内轴齿(44、74)和轴颈(53、83)的外轴齿(54、84)彼此啮合，且一双列的轮轴承(43、73)滑配到轮毂(60、90)上，轮子的轴承包括一内轴承座圈(64、94)，该内轴承座圈直接支承外接头部件(46、76)的一端面(52、82)，其特征在于，
轴颈底部处的轴颈直径DZ和轴颈长度LZ之比大于0.95，即，DZ/LZ＞0.95。
2.如权利要求1所述的外接头部件，其特征在于，轴颈底部处的轴颈直径DZ和轴颈长度LZ之比大于1.15，即，DZ/LZ＞1.15，更具体说是大于1.7，即，DZ/LZ＞1.7。
3.一种用于轮子轮毂-恒速固定接头-单元的恒速万向接头的外接头部件，其中，一具有一带内轴齿(44、74)的通孔(59、89)的轮毂(60、90)被夹紧到一恒速万向接头(42、72)的外接头部件(46、76)上，该外接头部件(46、76)上形成一带有外轴齿(54、84)的轴颈(53、83)，其中，通孔(59、89)的内轴齿(44、74)和轴颈(53、83)的外轴齿(54、84)彼此啮合，且一双列的轮轴承(43、73)滑动到轮毂(60、90)上，轮子的轴承包括一内轴承座圈(64、94)，该内轴承座圈直接支承外接头部件(46、76)的一端面(52、82)，其特征在于，
端面(52)的直径DA和轴颈(53)的长度LZ之比大于1.8，即，DA/LZ＞1.8。
4.如权利要求3所述的外接头部件，其特征在于，端面(52)的直径DA和轴颈(53)的长度LZ之比大于2.5，即，DA/LZ＞2.5。
5.一用于轮毂-恒速固定接头-单元的恒速万向接头的外接头部件，其中，一具有一带内轴齿(44、74)的通孔(59、89)的轮毂(60、90)被夹紧到一恒速万向接头(42、72)的外接头部件(46、76)上，该外接头部件(46、76)上形成一具有外轴齿(54、84)的轴颈(53、83)，其中，通孔(59、89)的内轴齿(44、74)和轴颈(53、83)的外轴齿(54、84)彼此啮合，且一双列的轮轴承(43、73)滑配到轮毂(60、90)上，轮子的轴承包括一内轴承座圈(64、94)，该内轴承座圈直接支承外接头部件(46、76)的一端面(52、82)，其特征在于，
端面(52)的直径DA和轴颈(53)的直径DZ之比小于1.7，即，DA/DZ＜1.7。
6.如权利要求5所述的外接头部件，其特征在于，端面(52)的直径DA和轴颈(53)的直径DZ之比小于1.5，即，DA/DZ＜1.5。
7.  一种用于轮子轮毂-恒速固定接头-单元的恒速万向接头的外接头部件，其中，一具有一带内轴齿(44、74)的通孔(59、89)的轮毂(60、90)被夹紧到一恒速万向接头(42、72)的外接头部件(46、76)上，该外接头部件(46、76)上形成一具有外轴齿(54、84)的轴颈(53、83)，其中，通孔(59、89)的内轴齿(44、74)和轴颈(53、83)的外轴齿(54、84)彼此啮合，且一双列的轮轴承(43、73)滑配到轮毂(60、90)上，轮子的轴承包括一内轴承座圈(64、94)，该内轴承座圈直接支承外接头部件(46、76)的一端面(52、82)，其特征在于，
外接头部件的中心MG和轴颈端之间的距离LGZ对轴颈长度LZ之比小于2.2，即，LGZ/LZ＜2.2。
8.如权利要求7所述的外接头部件，其特征在于，外接头部件的中心MG和轴颈端之间的距离LGZ对轴颈长度LZ之比小于2.0，即，LGZ/LZ＜2.0。
9.如权利要求1至8中任何一项所述的外接头部件，其特征在于，轴颈(53)包括一中心螺纹孔(55)，一螺栓(57)可旋入到该螺纹孔内，以便相对于外接头部件(46)拧紧轮毂(41)。
10.如权利要求1至9中任何一项所述的外接头部件，其特征在于，轴颈的有效齿长基本上对应于轴颈长度LZ。
11.如权利要求1至10中任何一项所述的外接头部件，其特征在于，它包括用于恒速固定接头，更具体地说是一UF接头或一RF接头，的弧形球轨道。
12.如权利要求1至10中任何一项所述的外接头部件，其特征在于，它包括用于恒速插入接头，更具体地说是一VL接头或一DO接头，的直线形球轨道。
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