CN101881304A - 皮带轮与轴承装配的结构、方法及夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种皮带轮与轴承装配的结构，以及制造上述装配结构的方法与夹具，轴承外圈外周与皮带轮的内孔过盈配合，皮带轮的内孔圆周的两侧端面分布铆接结构，铆接结构处皮带轮材料部分压挤入轴承外圈外周的倒圆部位。本发明的皮带轮与轴承的装配结构与方法从根本上改变了常规的钢制皮带轮的加工装配方式，本发明采用的装配夹具，可以方便、快速、准确的将皮带轮的轴承压装工艺与双面压铆工艺同步完成，两端压铆点可以有效地防止轴承在带轮内孔中的轴向窜动，大大降低生产成本，节省生产时间，提高装配效率，保证产品质量与可靠性，满足大批量生产的需要。

Description

皮带轮与轴承装配的结构、方法及夹具

技术领域

本发明涉及皮带传动部件领域，尤其是皮带轮与轴承装配的结构、方法及夹具。

背景技术

皮带传动系统广泛使用于电动机、发动机与离合器等机械动力设备中。钢制皮带轮内孔与轴承外圈小过盈配合，为了防止轴承在带轮内孔中的轴向窜动，如图1所示，目前通用的装配方式是在皮带轮1的内孔孔壁机加工两道挡圈槽，装配时首先将其中一个挡圈3安装入皮带轮1的挡圈槽，再使用专用工装夹具将轴承2过盈压入皮带轮1内孔中，最后将另一个挡圈3安装入皮带轮1的另一个挡圈槽。这种装配方式存在以下缺点：一、在钢制带轮中内孔机加工两道挡圈槽需要很高的加工精度要求，因此皮带轮加工工序复杂，生产效率低，加工成本大；二、皮带轮的宽度要考虑两侧挡圈槽的宽度与距离轮侧面的强度要求，因此要大于轴承的厚度，不能满足小安装空间的要求，而且皮带轮材料浪费较大；三、装配阶段零件多，工序复杂，效率低，难以满足大批量快速生产的需要；四、在加工挡圈槽时，槽宽公差及刀具的磨损误差使轴承轴向定位误差大，降低了装配后成品的可靠性及精度；五、在皮带轮内孔中加装挡圈时，容易划伤皮带轮的内孔及损坏轴承的密封圈，造成零件报废，良品率低。

发明内容

本申请人针对上述现有皮带轮与轴承的装配中存在着加工装配复杂、成本高、效率低、不能满足批量快速生产需要等缺点，提供一种皮带轮与轴承装配的结构、方法及夹具，结构合理，成本低、装配高效，同时大大提高成品的精度与可靠性。

本发明所采用的技术方案如下：

一种皮带轮与轴承装配的结构，轴承外圈外周与皮带轮的内孔过盈配合，所述皮带轮的内孔圆周的两侧端面分布铆接结构，所述铆接结构处皮带轮材料部分压挤入轴承外圈外周的倒圆部位。其进一步特征在于：

所述的铆接结构为3～12个放射对称的铆点；

所述的铆接结构优选为6个放射对称的铆点；

所述的铆接结构为分布于整个皮带轮的内孔圆周端面的铆合圈。

制造上述装配结构的皮带轮与轴承装配的方法，包含以下步骤：

第一步：将轴承外圈与皮带轮内孔过盈配合装配；

第二步：挤压皮带轮内孔圆周的两侧端面材料，形成铆接结构，对轴承进行轴向限位。

制造上述装配结构的皮带轮与轴承装配的夹具，由上模与下模组成，上压铆头固定在上模底板中央，上卸料板套装在上压铆头外周并通过卸料板螺栓与上模底板连接，在上卸料板与上模底板之间设置有上模限位块与上卸料弹性体；下压铆头固定在下模底板中央，下卸料板套装在下压铆头外周并通过卸料板螺栓与下模底板连接，在下卸料板与下模底板之间设置有下卸料弹性体与下模限位块；下压铆头中部通孔中固定中心导向轴，上压铆头中部设置有导向孔。其进一步特征在于：

所述中心导向轴的直径略小于轴承的内圈孔径，与轴承内圈与上压铆头导向孔间隙配合；

所述上压铆头与下压铆头的直径尺寸为轴承外圈轴径的103％～115％。

本发明的皮带轮与轴承的装配结构与方法从根本上改变了常规的钢制皮带轮的加工装配方式，使皮带轮的原材料的损耗降到了最低，零件加工工艺、组件的装配工艺更加简单，大大提高了装配效率，成品质量及精度更加可靠，满足大批量生产的需要。

本发明采用皮带轮与轴承的装配夹具，可以方便、快速、准确的将皮带轮的轴承压装工艺与双面压铆工艺同步完成，两端压铆点可以有效地防止轴承在带轮内孔中的轴向窜动，大大节省生产时间，提高装配效率，保证产品质量。通过调整上下限位块厚度尺寸，可以使轴承在皮带轮内孔中精确轴向定位，以及控制压铆点的压铆深度与质量；通过调整压铆头凸起的形状与分布，可以获得不同的压铆效果与强度；通过改变中心导向轴的直径、压铆头的直径，可以适应各种规格的钢制皮带轮与不同内径及外径轴承的装配与压铆。

附图说明

图1为现有的皮带轮与轴承的装配结构主视图；

图2为本发明的皮带轮与轴承的装配结构主视图；

图3为图2的左视图；

图4为图2中A处局部放大图；

图5为本发明的皮带轮与轴承的装配夹具的爆炸图；

图6为本发明的皮带轮与轴承的装配夹具的主视图，起始工作状态；

图7为本发明的皮带轮与轴承的装配夹具的剖视图，装配工作状态；

图8同图7，压铆工作状态；

图9为图5中压铆头的截面图；

图10同图9，为压铆头第二种具体实施例；

图11同图9，为压铆头第三种具体实施例；

图12同图9，为压铆头第四种具体实施例。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图2、图3、图4所示，轴承2外周与皮带轮1的内孔过盈配合，在皮带轮1的内孔圆周的两侧端面压铆多处均布的铆点，铆点部分挤入轴承外圈外周的倒圆或倒角部位，从而实现轴承的轴向定位，防止轴承发生轴向窜动。

对应的，本发明所述的皮带轮与轴承的装配方法包括以下步骤：

第一步：将轴承过盈配合在皮带轮的内孔内壁；

第二步：挤压皮带轮内孔圆周的两侧端面，形成若干铆点，对轴承进行轴向限位。

图5至图6所示为本发明所述的皮带轮与轴承的装配夹具，夹具由上模与下模组成，上压铆头104固定在上模底板101中央，上卸料板105套装在上压铆头104外周并通过卸料板螺栓与上模底板101连接，在上卸料板105与上模底板101之间设置有上模限位块102与上卸料弹性体103；下压铆头108固定在下模底板111中央，下卸料板107套装在下压铆头108外周并通过卸料板螺栓与下模底板111连接，在下卸料板107与下模底板111之间设置有下卸料弹性体109与下模限位块110。下压铆头108中部通孔中固定中心导向轴106，对应的，上压铆头104中部也设置有导向孔与中心导向轴106配合，实现上下模的运动导向，中心导向轴106的直径略小于轴承2的内圈孔径，与轴承2内圈与上压铆头104的导向孔间隙配合。上压铆头104与下压铆头108的直径尺寸略大于轴承2的外圈轴径的3％～15％，在外圆周面分布有若干凸起112，见图9至图12。上下压铆头采用模具钢Cr12、Cr12MoV等加工而成，其淬火硬度控制为58～62HRC，较高的硬度可以充分保证压铆头的寿命要求。卸料弹性体可以采用弹簧或者聚氨酯橡胶。

本发明所述的皮带轮与轴承的装配夹具工作过程如图6至图8所示：

第一步：如图6所示，利用固定螺栓和压板将合模后的装配夹具的上模底板101固定于油压机的运动压头，下模底板111固定于油压机的工作台面，装夹固定完成后提升上模；将钢制皮带轮1套在中心导向轴106上并放于压机工作台面的下卸料板107正面，轴承2也套在中心导向轴106上并放置于皮带轮上方。

第二步：如图7所示，启动油压机，在中心导向轴106的导向下上下模合模，由于轴承2外圈外周圆角与皮带轮1内孔倒角的配合实现自适应定位，上压铆头104将轴承2压入皮带轮1内孔完成装配工步。

第三步：如图8所示，油压机继续工作，运动压头下行，此时上卸料板105与下卸料板107分别克服上卸料弹性体103与下卸料弹性体109的弹力作用而让位，暴露出上压铆头104与下压铆头108，分别压入钢制皮带轮1的上端面与下端面，压铆头上的凸起112使皮带轮1内孔端面的局部金属材料发生塑性变形，材料挤入轴承2倒角处形成铆点4，见图3。当上模底板101、上模限位块102与上卸料板105接触，同时下模底板111、下模限位块110与下卸料板107接触，此时装配夹具到达最低工作点，即完成了双面压铆工步。

第四步：油压机压头向上运动，上下模分离，通过上卸料弹性体103推动上卸料板105，使上压铆头104从皮带轮1上端面脱离，同时下卸料弹性体109推动下卸料板107，使下压铆头108从皮带轮1下端面脱离，此时可方便地将压装好的零件从夹具上取下，完成一个工作循环。

通过设置调整上模限位块102与下模限位块110的厚度，可以控制轴承2在皮带轮1上的轴向位置尺寸，以及上下铆合点4的深度。通过调整上压铆头104与下压铆头108的凸起112形状与分布，可以获得不同的压铆点，从而满足不同的压铆效果与强度，如图9至图12所示，凸起112形状可以是半圆形，也可以是扇形；分布可以为3、4、6等放射对称的多个，也可以是整个圆周的铆合圈。通过改变中心导向轴的直径、压铆头的直径，可以适应各种规格的钢制皮带轮与不同内径及外径轴承的装配与压铆。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (8)

1.一种皮带轮与轴承装配的结构，轴承外圈外周与皮带轮的内孔过盈配合，其特征在于：所述皮带轮的内孔圆周的两侧端面分布铆接结构，所述铆接结构处皮带轮材料部分压挤入轴承外圈外周的倒圆部位。

2.按照权利要求1所述的皮带轮与轴承装配的结构，其特征在于：所述的铆接结构为3～12个放射对称的铆点。

3.按照权利要求1或权利要求2所述的皮带轮与轴承装配的结构，其特征在于：所述的铆接结构优选为6个放射对称的铆点。

4.按照权利要求1所述的皮带轮与轴承装配的结构，其特征在于：所述的铆接结构为分布于整个皮带轮的内孔圆周端面的铆合圈。

5.制造如权利要求1所述装配结构的皮带轮与轴承装配的方法，其特征在于：包含以下步骤：

第一步：将轴承外圈与皮带轮内孔过盈配合装配；

第二步：挤压皮带轮内孔圆周的两侧端面材料，形成铆接结构，对轴承进轴向限位。

6.制造如权利要求1所述装配结构的皮带轮与轴承装配的夹具，由上模与下模组成，其特征在于：上压铆头固定在上模底板中央，上卸料板套装在上压铆头外周并通过卸料板螺栓与上模底板连接，在上卸料板与上模底板之间设置有上模限位块与上卸料弹性体；下压铆头固定在下模底板中央，下卸料板套装在下压铆头外周并通过卸料板螺栓与下模底板连接，在下卸料板与下模底板之间设置有下卸料弹性体与下模限位块；下压铆头中部通孔中固定中心导向轴，上压铆头中部设置有导向孔。

7.按照权利要求6所述皮带轮与轴承装配的夹具，其特征在于：所述中心导向轴的直径略小于轴承的内圈孔径，与轴承内圈与上压铆头导向孔间隙配合。

8.按照权利要求6所述皮带轮与轴承装配的夹具，其特征在于：所述上压铆头与下压铆头的直径尺寸为轴承外圈轴径的103％～115％。

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