CN102438843B - 用于重载车辆的精密车轴轴颈和车轮端组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车轴轴颈和车轮端组件，其包括精密成形的车轴轴颈、车轮轮毂和车轴轴颈螺母。车轴轴颈形成有平行的内侧和外侧轴承表面、与内侧和外侧轴承表面垂直的肩部、以及与内侧和外侧轴承表面对准的用于轴颈螺母的螺纹。车轮轮毂形成有彼此平行对准的内侧和外侧轴承表面，以及与车轮轮毂轴承表面垂直的轴承轴向止挡表面。轴颈螺母在其内周边上形成有螺纹，并且轴颈螺母形成有鱼螺纹垂直的平的内侧表面。车轴轴颈、车轮轮毂和轴颈螺母配合成使得车轮轴颈螺母组件能够始终在车轮端组件的轴承锥体和间隔件组上提供轻预载。

Description

用于重载车辆的精密车轴轴颈和车轮端组件

相关申请的交叉参考

本申请要求2009年5月29日提交的美国临时专利申请系列No.61/182,277的优先权。

技术领域

本发明涉及车辆的车轴和车轮端组件，具体地，本发明涉及用于重载车辆(例如牵引车-拖车)的车轴和车轮端组件。更具体地，本发明涉及重载车轴轴颈和车轮端组件，其包括精密成形的车轴、车轮轮毂和车轴轴颈螺母，这些部件配合成使得车轴轴颈螺母到达精确位置，由此在车轮端组件的轴承上提供期望的轻预载。

背景技术

许多年来，重载车辆工业已经采用安装在一个或多个非驱动车轴的每个端部上车轮端组件。典型地，每个车轮端组件都包括轮毂，轮毂可旋转地安装在轴承组件上，而轴承组件又固定不动地安装在车轴的外侧端部上，通常被称为车轴轴颈。轴承组件包括可以由轴承间隔件分隔开的内侧轴承和外侧轴承。车轴轴颈螺母组件通过可螺纹接合的螺纹将轴承组件固定在车轴轴颈上，该螺纹加工到车轴轴颈的外侧端部的外径中。除了保持轴承和任何间隔件的位置之外，车轴轴颈螺母组件还可以用来提供夹紧力，以将轴承和任何轴承间隔件压至预定量。

本领域技术人员公知的是，对于车轮端组件要进行的正常操作，轴承组件和围绕的部件必须用油脂或油润滑。因此，车轮端组件还必须密封，以防止润滑剂的泄露，并且还防止污染物进入组件，这两种情况对车轮端组件的性能可能有不利的影响。更具体地，在车轴轴颈螺母组件的外侧附近，在车轮轮毂的外侧端部上安装有轮毂盖，主密封件可旋转地安装在与车轴轴颈抵接的轴承组件和轮毂的内侧端部上，由此形成闭合的或密封的车轮端组件。

虽然大多数车轮端组件都包括这些通用特征，但是轮毂、轴承组件、轴承间隔件、车轴轴颈螺母组件、轮毂盖、主密封件和其它部件以及车轴轴颈的设计和布置可以根据具体的车辆设计及其预期的用途而变化。此外，现有技术的车轴轴颈、车轮轮毂和车轴轴颈螺母的设计和构造具有一些缺陷，这些缺陷与为了提供合适的夹紧力以压紧轴承所进行的轴颈螺母的最佳位置的安装和维护相关。

更具体地，压紧轴承的夹紧力涉及由轴承的锥体和轴承之间的任何间隔件(在本领域中称为轴承锥体和间隔件组)上的车轴轴颈施加的力。为了方便起见，本文中对轴承锥体和间隔件组的参考应当理解为包括使用轴承间隔件的应用，和不使用轴承间隔件的应用。在轴承锥体和间隔件组上施加合适量的力有助于通过控制轴承的端部游隙的公差范围而优化轴承的寿命。

例如，如果车轴轴颈螺母的位置没有在轴承锥体和间隔件组上产生足够的夹紧力，那么轴承可能具有过度的端部游隙，这又产生了车轮端组件相对于车轴轴颈的过度的端部游隙。这种过度的端部游隙可能使得主密封件进行不期望的运动，这又可能减小主密封件和轴承的寿命。如果车轴轴颈螺母的位置在轴承锥体和间隔件组上产生太高的夹紧力，那么轴承可能有效地过压，从而妨碍它们的旋转并且使得它们可能过早地磨损。

车轴轴颈螺母的最佳位置在轴承锥体和间隔件组上产生最佳的夹紧力，从而将轴承锥体和间隔件组理想地设置成本领域中已知的轻预载。轻预载是轴承锥体和间隔件组的最佳压紧，该最佳压紧有效地处于导致车轮端组件产生一些轴向端部游隙的缺乏夹紧力与过压该轴承的较高夹紧力之间。与甚至产生少量轴向端部游隙的缺乏夹紧力相比，轻预载是有利的，原因是其限制了车轮端组件的轴向运动，从而显著地增强和延长了轴承和主密封件的疲劳寿命。与导致轴承过压的夹紧力相比，轻预载也是有利的，原因是轻预载不会过压轴承，从而延长了它们的疲劳寿命。轴承和主密封件寿命的延长有利地降低了车辆完成更换磨损的轴承和主密封件的服务所需的成本、努力和时间。

然而，在轴承锥体和间隔件组上施加轻预载涉及夹紧力的非常窄和精确的范围，这需要车轴轴颈螺母的极为精确的位置，从而使得很难实现和保持轻预载状态。在现有技术中，还没有发展出能够始终地且可靠地产生均匀轻预载状态的部件。这主要是由于缺乏精密成形的车轴、车轮轮毂和车轴轴颈螺母，这些部件配合成使得轴颈螺母能够始终地实现且保持精确位置，从而能够始终地实现且保持轻预载状态。结果，制造商相反已经设计了车轴轴颈和车轮端组件采用产生一定量的轴向端部游隙的车轴轴颈螺母位置，已经确定的是，虽然不是最佳的，但是这是比产生过压轴承的夹紧力的车轴轴颈螺母位置更期望的状态。

例如，在现有技术的采用具有高端的特定成套的轴承或轴承卡座系统的车轮轮毂的车轴轴颈和车轮端组件上，需要超过500尺磅的不期望地高的拉紧转矩。这样的高转矩不允许精确车轴轴颈螺母位置的始终可重复性，从而不允许能够保持轻预载状态的合适夹紧力。结果，这样的车轴轴颈和车轮端组件相反必须采用这样的车轴轴颈螺母的调节或位置的范围，该范围包括在范围一端处的轴向端部游隙直到范围另一端处的产生轻预载状态的夹紧力。例如，该范围在最精密的系统上可以从大约0.001英寸的轴向端部游隙到大约0.001英寸的预载，在不太精密的系统上可以从大约0.003英寸的轴向端部游隙到大约0.003英寸的预载。

其它车轴轴颈和车轮端组件采用具有轴承间隔件的更标准的轴承。这些组件具有适度的拉紧转矩，但是与轴承间隔件的制造相关的公差排除了实现轻预载状态所需的可重复精确性。结果，这样的车轴轴颈和车轮端组件采用这样的车轴轴颈螺母的调节或位置的范围，该范围包括从大约0.001英寸到大约0.006英寸的车轮端组件的轴向端部游隙。这样的车轴轴颈螺母的调节或位置的范围优选地用非精密系统尝试轻预载，从而确保该系统不会产生过压轴承的未知预载状态。

还有其它的车轴轴颈和车轮端组件甚至具有较低的车轴轴颈螺母可重复位置精确性。由于这样的非精确性，这些组件还采用产生车轮端组件的轴向端部游隙的车轴轴颈螺母位置，以避免无意中产生可能过压轴承的未知和不可测量的预载状态。

甚至当采用较精密的车轴轴颈螺母时，例如采用具有如美国专利申请公开No.2009/0245969(该专利申请公开属于本申请的同一受让人，Hendrickson USA，L.L.C)中所述的特征的轴颈螺母时，也不能够始终地获得可重复的轻预载状态，除非车轴轴颈和车轮轮毂的接合精确地且精密地成形为彼此配合以及与轴颈螺母配合。

更具体地，车轮轮毂必须形成有用于内侧轴承的轴承表面和用于外侧轴承的轴承表面。在现有技术中，多个车轮轮毂的制造商已经利用保持轮毂的第一固定器从一个方向加工或精修了用于一个轴承表面的孔，然后通过翻转车轮轮毂且利用保持轮毂的第二固定器从另一个方向加工或精修了用于第二轴承表面的孔。使用两个单独固定器的这个方法在本领域中称为多卡盘系统，这样的多卡盘系统使用单独的定位表面来加工用于第一轴承表面的孔和用于第二轴承表面的孔。在多卡盘系统中，加工碎片或其它污染物可以捕集在一个定位表面上，这又使得用于轴承表面的孔被加工成没有对准。

如果这种未对准不严重，那么当车轴轴颈和车轮端组件设定为以轴向端部游隙操作时车轮轮毂可以仍然在可接受的范围内起作用，原因是可能不会经历由于未对准而产生的轴承过度压紧。然而，使用这样的车轮轮毂，结合允许轴向端部游隙的车轴轴颈螺母位置，不能获得最佳轴承疲劳寿命。此外，如果利用这样的轮毂尝试实现轻预载的夹紧力，那么轴承将有可能由于不均匀加载而无意中过载或过压，该不均匀加载是由前述轴承表面的孔的未对准而导致的。

此外，现有技术的用于车轴轴颈的成形方法有助于系统的精确性的缺乏。即，车轴轴颈包括用于内侧轴承的轴承表面、用于外侧轴承的轴承表面和用于车轴轴颈螺母的螺纹。在许多情况下，轴颈螺纹不会在精修轴承表面的同时切削而成。例如，一些车轴制造商在将轴颈摩擦焊接到车轴中心管之前在车轴轴颈中切削形成轴颈螺纹，以节省处理时间，然后在摩擦焊接过程之后精修轴承表面。将车轴轴颈摩擦焊接到车轴中心管可能引起车轴上相对轴颈的对准中的偏差，这导致轴颈螺纹相对于轴颈上的轴承表面倾斜或者不对准。当车轮端组件设定为相对于车轴以轴向端部游隙操作时，轴颈螺纹未与轴颈上的轴承表面对准的车轴仍然可以在可接受的范围内起作用。然而，如果尝试实现轻预载的夹紧力，那么轴承将有可能由于不均匀加载而无意中过载或过压，该不均匀加载是由车轴轴颈螺纹与轴颈轴承表面未对准而导致的。

此外，甚至较为精密的车轴轴颈螺母也必须具有某些特征，以确保系统足够精密而获得始终的轻预载状态。更具体地，由于用于加工螺母的内侧表面以及用于在螺母中形成螺纹的单独加工过程和/或单独定位表面，车轴轴颈螺母通常不包括精密地或者精确地定位成与螺母的内侧表面垂直的螺纹。因为现有技术的车轴轴颈螺母通常不包括与螺母的内侧表面精确地垂直的螺纹，所以排除了实现始终的轻预载状态。

结果，现有技术的车轴轴颈和车轮端组件在车轴轴颈、车轮轮毂和车轴轴颈螺母的关键表面上缺乏使得车轴轴颈螺母能够实现精确位置并且由此又在夹紧车轮端组件的轴承锥体和间隔件组时实现始终的期望轻预载状态的必要精确性。现有技术的车轴轴颈和车轮端组件的这些缺陷使得期望提出一种重载车轴轴颈和车轮端组件，其包括精密成形的车轴、车轮轮毂和车轴轴颈螺母，这些部件配合成使得车轴轴颈螺母能够始终地实现精确位置，由此在车轮端组件的轴承锥体和间隔件组上提供轻预载。如下将要描述的，本发明满足这些需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种重载车轴轴颈和车轮端组件，其包括精密成形的车轴、车轮轮毂和车轴轴颈螺母，这些部件彼此配合成使得车轴轴颈螺母能够始终地实现精确位置，由此在车轮端组件的轴承锥体和间隔件组上提供轻预载。

通过本发明的用于重载车辆的精密成形的车轴轴颈和车轮端组件组合来实现这个目的和其它的目的。在本发明的示例性实施例中，精密成形的车轴轴颈形成有用于内侧轴承的轴承表面和用于外侧轴承的沿纵向设置在内侧轴承表面的外侧的轴承表面。车轴轴颈的内侧和外侧轴承表面彼此平行地对准。车轴轴颈还形成有肩部，该肩部用于保持内侧轴承的纵向位置，其中该肩部与车轴轴颈的内侧和外侧轴承表面垂直。车轴轴颈还形成有用于接收轴颈螺母的螺纹，其中车轴轴颈螺纹与车轴轴颈的内侧和外侧轴承表面对准。车轮端组件可旋转地安装在车轴轴颈上，并且包括在车轴轴颈的内侧轴承表面和肩部处固定不动地安装在车轴轴颈上的内侧轴承、在车轴轴颈的外侧轴承表面处固定不动地安装在车轴轴颈上的外侧轴承、和固定不动地安装在内侧和外侧轴承上的车轮轮毂。车轮轮毂精密成形有用于内侧轴承的轴承表面和用于外侧轴承的轴承表面，其中车轮轮毂的内侧和外侧轴承表面彼此平行地对准。车轮轮毂还形成有用于保持内侧轴承的纵向位置的轴向止挡表面和用于保持外侧轴承的纵向位置的轴向止挡表面，其中轴向止挡表面中的每一个都与车轮轮毂的内侧和外侧轴承表面垂直。车轮端组件还包括精密成形的轴颈螺母，该轴颈螺母形成有平的内侧表面和在螺母的内周边上的螺纹，其中平的内侧表面垂直于轴颈螺母螺纹的投影中径。当车轴轴颈和车轮端组件组合处于组装好的状态时，车轴轴颈、车轮轮毂和轴颈螺母配合成使得车轴轴颈螺母组件能够在车轮端组件的轴承锥体和间隔件组上提供轻预载。

还通过本发明的制造用于重载车辆的精密成形的车轴轴颈和车轮端组件组合的方法来实现这个目的和其它的目的。在本发明的示例性实施例中，设置有车轴轴颈。在第一单卡盘过程中，在车轴轴颈上形成用于内侧轴承的轴承表面和用于外侧轴承的沿纵向设置在内侧轴承表面的外侧的轴承表面，其中车轴轴颈的内侧和外侧轴承表面彼此平行地对准。在第一单卡盘过程中，在所述车轴轴颈上形成有肩部，该肩部用于保持内侧轴承的纵向位置，其中该肩部与车轴轴颈的内侧和外侧轴承表面垂直。在车轴轴颈上形成用于接收轴颈螺母的螺纹，其中车轴轴颈螺纹与车轴轴颈的内侧和外侧轴承表面对准。还设置有车轮轮毂，并且在第二单卡盘过程中，在车轮轮毂上形成用于内侧轴承的轴承表面和用于外侧轴承的轴承表面，车轮轮毂的内侧和外侧轴承表面彼此平行地对准。在车轮轮毂上形成用于保持内侧轴承的纵向位置的轴向止挡表面和用于保持外侧轴承的纵向位置的轴向止挡表面，其中所述轴向止挡表面中的每一个都与车轮轮毂的内侧和外侧轴承表面垂直。内侧轴承在车轴轴颈的内侧轴承表面和肩部处固定不动地安装在车轴轴颈上，并且外侧轴承在车轴轴颈的外侧轴承表面处固定不动地安装在车轴轴颈上。车轮轮毂固定不动地安装在内侧和外侧轴承上，并且设有轴颈螺母。在轴颈螺母上形成平的内侧表面和在螺母的内周边上的螺纹，其中平的内侧表面垂直于轴颈螺母螺纹的投影中径。轴颈螺母组件安装在车轴轴颈上，并且车轴轴颈、车轮轮毂和轴颈螺母配合成使得车轴轴颈螺母组件能够在车轮端组件的轴承锥体和间隔件组上提供轻预载。

附图说明

本发明的优选实施例，申请人已经想到的应用该原理的最佳模式的展示，在以下的说明书中陈述，在附图中示出，并且在所附权利要求中具体地且清楚地指出和陈述。

图1是包括轴承间隔件的现有技术车轴轴颈和车轮端组件和现有技术的车轴的中心管的一部分的不完整纵向剖视图；

图2是本发明的车轴轴颈和车轮端组件的示例性实施例和车轴的中心管的一部分的不完整纵向剖视图；

图3是用在本发明的车轴轴颈和车轮端组件中的本发明的车轴轴颈螺母组件的示例性实施例的组装好的放大外侧透视图；

图4是图2所示的车轴轴颈的外侧部分和车轮端组件的不完整放大剖视图；

图5是图2所示的车轴轴颈的外侧部分的不完整的极大地放大的剖视图；

图6是图2所示的车轴轴颈的外侧部分的另一个不完整的极大地放大的剖视图；和

图7是图2所示的车轴轴颈的外侧部分和轴颈螺母组件的不完整的极大地放大的剖视图。

在整个附图中，类似的附图标号涉及类似的部分。

具体实施方式

为了更好地理解本发明的车轴轴颈和车轮端组件，现在将描述图1中所示的用于重载车辆的现有技术车轴轴颈和车轮端组件。车轴10悬挂并且成横向地延伸跨过重载牵引车-拖车(未示出)的拖车。典型的重载牵引车-拖车包括从拖车悬挂的一个或多个非驱动车轴10，车轴中的每个都具有安装在车轴的每个端部上的车轮端组件52。因为车轴10的每个端部及其相关的车轮端组件52大致相同，所以在本文中将仅仅描述一个车轴端部和车轮端组件52。车轴10包括中心管14，并且车轴轴颈50通过诸如焊接的任何合适的方式一体地连接至中心管的每个端部。车轴的中心管14大致为管状并且形成有内部腔体18。车轴轴颈50形成有对应的内部腔体20。

车轮端组件52包括轴承组件，该轴承组件具有包括其轴承锥体55的内侧轴承54和包括其轴承锥体57的外侧轴承56，内侧轴承和外侧轴承中的每个都固定不动地安装在车轴轴颈50的外侧端部上。即，内侧轴承54安装在车轴轴颈50的外径上并且其内侧表面抵接在车轴轴颈中形成的肩部26，外侧轴承56在车轴轴颈的外侧端部附近安装在车轴轴颈上。腔体59由内侧和外侧轴承54、56、车轴轴颈50和车轮轮毂42限定。可选地，轴承间隔件58在腔体59中设置在轴承54、56之间以便利地保持轴承之间的合适间距。内侧轴承54的轴承锥体55、外侧轴承56的轴承锥体57和＞任何轴承间隔件58构成了轴承锥体和间隔件组。现有技术的包括内侧螺母30、锁定垫圈32、外侧螺母34和调整螺钉35的车轴轴颈螺母组件29能够通过螺纹接合车轴轴颈50的外侧端部，以将轴承锥体和间隔件组的轴承锥体55、57和轴承间隔件58固定就位并且在轴承锥体和间隔件组上提供夹紧力。

更具体地，内侧螺母30能够通过螺纹接合车轴轴颈50并且抵接外侧轴承56的外侧端部。锁定垫圈32设置在内侧螺母30的外侧并且包括凸块(未示出)，该凸块接合在车轴轴颈50中形成的键沟(未示出)，以防止锁定垫圈旋转。冲压或以其它方式形成在内侧螺母30中的凸起或销41延伸到在锁定垫圈32中形成的开口43中所选的一个开口中，以提供粗糙的互锁，从而减小内侧螺母的不期望旋转。然而，为了安装锁定垫圈32，内侧螺母30通常必须不期望地从位置中旋转出来，以便使得凸起41能够与开口43中所选的一个开口对准。锁定垫圈32也包括多个分接开口(未示出)，当外侧螺母34已经安装时，其中所选的一个分接开口可通过螺纹接收调整螺钉35。外侧螺母34通过螺纹接合车轴轴颈50并且抵接锁定垫圈32。在锁定垫圈32中形成的开口沿径向处于外侧螺母34上形成的扳手平面附近，以使得调整螺钉35在所选开口中的安装形成靠着外侧螺母的对应外梯段的前止挡件，由此防止外侧螺母旋转到足以使得内侧螺母30进行不期望的旋转。

车轮轮毂42以本领域技术人员公知的方式可旋转地安装在内侧和外侧轴承54、56。轮毂盖(未示出)通过多个螺栓安装在轮毂42的外侧端部上，每个螺栓都穿过在轮毂盖中形成的多个开口中相应的一个开口，并且通过螺纹接合在轮毂中形成的多个对准的螺纹开口44中相应的一个开口。这样，轮毂盖闭合车轮端组件52的外侧端部。主连续密封件46可旋转地安装在车轮端组件52的内侧端部上并且闭合组件的内侧端部。更具体地，密封件46以合适的方式安装在车轮端组件52上，并且沿径向桥接轮毂42和车轴轴颈50以密封腔体59。为了保持内侧和外侧轴承54、56的合适润滑和操作，合适量的润滑剂(未示出)被引入到腔体59中。多个过盈配合柱48(仅示出一个)用来将制动鼓、轮胎轮辋和轮胎(未示出)安装在车轮端组件52上。

继续参考图1，现有技术的车轮轮毂42形成有用于内侧轴承54的轴承表面60和用于外侧轴承56的轴承表面62。因为轴承表面60、62通常通过多卡盘系统加工，所以它们可能不会彼此精确地对准。从而，如果现有技术的车轴轴颈螺母组件29被调节就位并由此被调节至将在轴承锥体55、57和间隔件58上实现轻预载的夹紧力，那么轴承54、56可能将由于轴承表面60、62的未对准所引起的非均匀加载而无意中过载或过压。

此外，现有技术的车轴轴颈50包括用于内侧轴承54的轴承表面64、用于外侧轴承56的轴承表面66和用于车轴轴颈螺母30、34的螺纹68。因为通常在每个轴颈50焊接到车轴中心管14之前形成螺纹68，并且每个轴颈焊接到中心管可能在轴颈相对于彼此对准时产生偏差，螺纹可能不会与轴承表面64、66对准。从而，如果现有技术的车轴轴颈螺母组件29被调节就位并由此被调节至将在轴承锥体55、57和间隔件58上实现轻预载的夹紧力，那么轴承54、56可能将由于车轴轴颈螺纹68相对于轴颈轴承表面64、66的未对准所引起的非均匀加载而无意中过载或过压。

此外，车轴轴颈螺母组件29的调节不精确，这排除了轴颈螺母组件始终到达合适位置并且由此获得在轴承锥体55、57和间隔件58上始终地实现轻预载的夹紧力的能力。然而，即使对于比车轴轴颈螺母组件29更精确的现有技术轴颈螺母，这样的轴颈螺母通常也不包括精确地定位成与螺母的内侧表面垂直的螺纹，这排除了在轴承锥体55、57和间隔件58上始终实现轻预载。

结果，现有技术的车轴轴颈50和车轮端组件52在上述关键表面上缺乏实现车轴轴颈螺母组件29的精确位置并由此在轴承锥体55、57和间隔件58上实现始终的期望轻预载的必要精确性。现有技术的车轴轴颈50和车轮端组件52的这些缺陷使得期望提出一种重载车轴轴颈和车轮端组件，其包括精密成形的车轴、车轮轮毂和车轴轴颈螺母，这些部件配合成使得车轴轴颈螺母能够始终地实现精确位置，由此在车轮端组件的轴承锥体和间隔件组上提供轻预载。如现在将要描述的，本发明满足这些需要。

现在转到图2，其示出了本发明的精密车轴轴颈和车轮端组件，车轴轴颈和车轮端组件组合总体上用100表示，本发明的车轴部分用102表示，本发明的车轮端组件部分用104表示。车轴102包括中心管106，并且车轴轴颈108通过诸如焊接的任何合适的方式一体地连接至中心管的每个端部。

车轮端组件104包括轴承组件，该轴承组件具有包括其轴承锥体55的内侧轴承54和包括其轴承锥体57的外侧轴承56，内侧轴承和外侧轴承中的每个都固定不动地安装在车轴轴颈108的外侧端部上。即，内侧轴承54安装在车轴轴颈108的外径上并且其内侧表面抵接在车轴轴颈中形成的肩部110，该肩部保持内侧轴承的内侧纵向位置。外侧轴承56在车轴轴颈的外侧端部附近安装在车轴轴颈108上。腔体112由内侧和外侧轴承54、56、车轴轴颈108和车轮轮毂120限定。可选地，轴承间隔件(未示出)在腔体112中设置在轴承54、56之间以便利地保持轴承之间的合适间距。内侧轴承54的轴承锥体55、外侧轴承56的轴承锥体57和任何轴承间隔件构成了轴承锥体和间隔件组。

应当理解，虽然在图2中示出了本领域中被称为直的或非锥形轴颈的车轴轴颈108，但是车轴轴颈也可以是锥形轴颈，其中内侧轴承54的直径大于外侧轴承56的直径，而不影响本发明的整体概念和操作。

额外参考图3，车轴轴颈螺母组件200包括车轴轴颈螺母204、外垫圈206和至少一个螺钉208。车轴轴颈螺母204、垫圈206和螺钉208配合以将轴承54、56固定就位，并且在轴承锥体和间隔件组上提供合适的夹紧载荷。更具体地，螺母204包括沿着其内周边形成的螺纹210，该螺纹210接合在车轴轴颈108的外侧端部的外周边上形成的螺纹116。从而，螺母204车轴轴颈108的拧到外侧端部上，直到螺母的内侧面212接触外侧轴承锥体57。

螺母204还包括外侧面214，该外侧面214包括接收处于组装状态的外垫圈206的凹部222。外垫圈206在其内周边上形成有凸块216，该凸块216接合在车轴轴颈108中形成的键沟118，以防止外垫圈在安装到车轴轴颈上时旋转。在螺母204上形成有沿径向向内延伸的齿218，并且沿径向向内延伸的齿218与外垫圈206上形成的沿径向向外延伸的配合齿220确实地机械接合且互锁。优选地，在螺母204上形成大约四十(40)个齿218，在外垫圈206上形成的齿220小于螺母齿，使得对于每个螺母齿具有多个外垫圈齿状，例如大约三个或四个垫圈齿。此外，凸块216优选地相对于外垫圈齿220偏移半个齿。螺母204和外垫圈206的这种构造使得外垫圈能够与螺母互锁，而不必使得螺母在已经在车轴轴颈螺纹116上旋转期望量之后进一步旋转。

可任选地，车轴轴颈螺母组件200可以包括内垫圈(未示出)，当轴颈螺母组件处于组装好的状态时，该内垫圈设置在轴颈螺母204的内侧面212与外侧轴承锥体57之间。如果采用内垫圈，那么内垫圈优选地包括与轴颈螺母204的平的内侧表面212类似的平的内侧和外侧表面，这在下面详细描述。

具体再次参考图2，车轮轮毂120以本领域技术人员公知的方式可旋转地安装在内侧和外侧轴承54、56上。轮毂盖(未示出)通过多个螺栓安装在轮毂120的外侧端部上，每个螺栓都穿过在轮毂盖中形成的多个开口中相应的一个开口，并且通过螺纹接合在轮毂中形成的多个对准的螺纹开口122中相应的一个开口。这样，轮毂盖闭合车轮端组件120的外侧端部。主连续密封件46可旋转地安装在车轮端组件104的内侧端部上并且沿径向桥接轮毂120和车轴轴颈108以密封腔体112。为了保持内侧和外侧轴承54、56的合适润滑和操作，合适量的润滑剂(未示出)被引入到腔体112中。多个过盈配合柱48(仅示出一个)用来将制动鼓、轮胎轮辋和轮胎(未示出)安装在车轮端组件104上。

现在参考图4，其示出了本发明的精密车轴轴颈和车轮端组件100的关键表面。更具体地，首先转到车轮轮毂120，车轮轮毂形成有用于内侧轴承54的轴承表面124和用于外侧轴承56的轴承表面126。两个轴承表面124、126在相同的加工过程或流程中进行加工，该加工过程在本文中称为单卡盘过程，在加工过程期间优选地使用一个固定器以保持轮毂120。这样的单卡盘过程确保轴承表面124、126彼此精确地平行对准。轮毂120的测量表明轴承表面124、126在一度的两分或者三十分之一度内彼此对准，由此表面精确对准。

车轮轮毂120在图4中示出为与直的或非锥形车轴轴颈108组合使用的车轮轮毂。在这种情况下，轴承表面124、126彼此的精确平行对准是基于或者沿着相同的平面或线。然而，车轮轮毂120可以与锥形车轴轴颈组合使用，其中内侧轴承54的直径大于外侧轴承56的直径。在这种情况下，车轮轮毂120对应地形成有内侧轴承表面124，该内侧轴承表面124的直径大于外侧轴承表面126，并且这些轴承表面彼此精确地平行对准。更具体地，当车轮轮毂120与锥形车轴轴颈一起使用时，轴承表面124、126彼此的精确平行对准是基于或者沿着彼此平行的单独的间隔开的平面或线。

车轮轮毂120还形成有用于内侧轴承54的轴向止挡表面或杯座表面128以及用于外侧轴承56的轴向止挡表面或杯座表面130。当组装车轮端组件104时，用于内侧轴承54的轴向止挡表面128保持内侧轴承的外侧纵向位置，当组装车轮端组件时，用于外侧轴承56的轴向止挡表面130保持外侧轴承的内侧纵向位置。期望的是，轴向止挡表面128、130尽可能地与轴承表面124、126精确垂直，以有助于形成车轮轮毂120相对于车轴轴颈108的最佳对准。为了实现精确垂直，两个轴向止挡表面128、130在与轴承表面124、126相同的加工过程或流程中进行加工。在与轴承表面124、126相同的单卡盘加工过程中形成轴向止挡表面128、130确保了轴向止挡表面与轴承表面精确地垂直，从而增大了车轮轮毂120的关键表面的精确性。轮毂120的测量表明轴向止挡表面128、130在大约0.0001英寸至大约0.0003英寸内与轴承表面124、126垂直，从而指示出各个相应轴向止挡表面和轴承表面之间的精确垂直关系。

结果，本发明的车轴轴颈和车轮端组件100的车轮轮毂120形成有精确的关键轴承表面124、126和轴向止挡表面128。130。

接下来转到车轴轴颈108，优选地，在每个车轴轴颈上形成或加工关键表面之前，每个车轴轴颈都通过本领域中已知的方式(例如焊接)附接到车轴中心管106(图2)。在形成关键表面之前每个轴颈108到车轴中心管106的这种附接有助于实现本发明的车轴轴颈和车轮端组件100的对准的关键表面。

继续参考图4，车轴轴颈108形成有用于内侧轴承54的轴承表面132和用于外侧轴承56的轴承表面134。轴承表面132、134彼此精确地平行对准。车轴轴颈108在图4中示出为直的或非锥形的车轴轴颈。在这种情况下，轴承表面132、134彼此的精确平行对准是基于或者沿着相同的平面或线。然而，车轴轴颈108可以是锥形车轴轴颈，其中内侧轴承54的直径大于外侧轴承56的直径。在这种情况下，车轴轴颈108形成有内侧轴承表面132，该内侧轴承表面132的直径大于外侧轴承表面134，并且这些轴承表面彼此精确地平行对准。更具体地，当车轴轴颈108为锥形车轴轴颈时，轴承表面132、134彼此的精确平行对准是基于或者沿着彼此平行的单独的间隔开的平面或线。

车轴轴颈108还形成有肩部110，该肩部110用于保持内侧轴承54的纵向位置。此外，如上所述，车轴轴颈108还形成有用于接收车轴轴颈螺母204的螺纹116。优选地，内侧轴承表面132、外侧轴承表面134和肩部110在相同的单卡盘加工过程或流程中形成在车轴轴颈108上。更优选地，螺纹116优选地在用来形成内侧轴承表面132、外侧轴承表面134和肩部110的相同的加工过程或流程中切削或形成在车轴轴颈108上。

在相同的单卡盘过程中形成螺纹116、轴承表面132、134和肩部110确保了肩部与轴承表面垂直，并且螺纹与轴承表面平行。例如，测量表明，轴承肩部110与实际圆形的总偏转或偏差小于大约0.001英寸，统计上在六个标准差(six sigma)内，即具有大约99.9997％的效率。结果，肩部110与轴承表面132、134基本上精确地垂直。

车轴轴颈螺纹116相对于车轴轴颈轴承表面132、134(图4)的测量表明螺纹与轴承表面精确对准。更具体地，如图5所示，车轴轴颈108的用于加工螺纹116的投影中心在C处。对螺纹116的整个中径而言投影车轴轴颈中心C的定位公差由D表示，为大约0.005英寸，这产生从投影车轴轴颈中心的大约0.0025英寸的可接受半径或偏差V。从而，对于螺纹116的中径，定位公差D和偏差V产生精确对准的理论圆柱形X。圆柱形X围绕投影车轴轴颈中心C定中心，直径D为大约0.005英寸，并且长度L与螺纹116的长度相对应。

对于为大约1.500英寸的螺纹116典型长度L和为大约0.0025的偏差V，长度与偏差的比(L/V)为大约600。仅仅能够在与轴承表面132、134相同的操作中形成螺纹116时获得这样的比。这个比是比现有技术中找到的有利得多的比，在现有技术中，螺纹通常具有最佳大约0.010英寸的公差，且由此具有大约0.005英寸的偏差V，这对于大约1.500英寸的螺纹长度L产生仅仅大约300的比。此外，对于本发明的车轴轴颈108，大约0.0025的偏差V在统计上处于六个标准差内，即具有大约99.9997％的效率。

现在参考图6，车轴轴颈螺纹116与轴承表面132、134的精确对准还可以用角度E表示。角度E沿着螺纹长度L的角度，是绕投影车轴轴颈中心C的最大可接受角度或偏差。为了计算角度E，定位公差D除以螺纹长度L，取所得到的值的余切(E＝arctan(D/L))。在本发明的车轴轴颈108中，角度E等于大约0.005的定位公差D的值除以大约1.500的值后的余切，或者等于大约0.003的余切，这为大约0.172度的角度，在投影车轴轴颈中心C的精确范围内的角度。相比之下，现有技术的车轴轴颈50(图1)具有最佳大约0.010英寸的偏差v，从而角度E是大约0.010除以大约1.500后的余切，或者为大约0.007的余切，这产生较宽的、从而是不太期望的大约0.401度的角度。这个与投影车轴轴颈中心C的较宽的角度或偏差E在螺纹116和轴承表面132、134之间形成不太精确的对准。

或者，可以有这样的情形，其中不在与用来在车轴108上形成内侧轴承表面132和外侧轴承表面134的相同的加工过程或流程中切削或形成螺纹116。例如，可以有这样的情形，其中粗切削螺纹116，然后热处理车轴108，之后进行车轴的表面磨削，最后进行螺纹的切削。在这种情形下，车轴108上的用来形成轴承表面132、134的相同的基准表面或位置点用来执行最后的螺纹116切削。

结果，本发明的车轴轴颈和车轮端组件100的车轴轴颈108形成有精确的关键轴承表面132、134、肩部110和螺纹116。

接下来转到车轴轴颈螺母组件200和图3和7，轴颈螺母204是对于十二(12)齿节螺纹上的大约3.480英寸的大直径而言提供仅仅大约+/-0.00026英寸的轴向定位调节偏差的精密螺母。这个精确性调节是由于在螺母204上形成的沿径向向内延伸的齿218，沿径向向内延伸的齿218与外垫圈206上形成的沿径向向外延伸的配合齿220确实地机械接合且互锁，如上所述。更具体地，当轴颈螺母螺纹形式210的大直径(在图7中用B表示)为大约3.480英寸时，对于每个螺母齿218，外垫圈206都包括四个齿220，这提供160个接触点。因为凸块216偏移一个垫圈齿220的半个齿，所以对于轴颈螺母204的一次回转，互锁的齿218、220提供三百二十(320)个分度。在轴颈螺母204每英寸具有十二(12)个螺纹的构造上，该构造在本领域中称为12齿节螺纹并且是大直径B为大约3.480英寸时的典型构造，从而轴颈螺母在一英寸的轴向运动范围内包括3,840个调节点。

或者，当轴颈螺母螺纹形式210的大直径B为大约2.625英寸时，对于每个螺母齿218，外垫圈206都包括三个齿220，这提供120个接触点。因为凸块216偏移一个垫圈齿220的半个齿，所以对于轴颈螺母204的一次回转，互锁的齿218、220提供二百四十(240)个分度。在轴颈螺母204每英寸具有十六(16)个螺纹的构造上，该构造在本领域中称为16齿节螺纹并且是大直径B为大约2.625英寸时的典型构造，从而轴颈螺母在一英寸的轴向运动范围内包括3,840个调节点。

螺母204也包括额外的特征以确保车轴轴颈螺母组件200足够精密而获得始终的轻预载状态。更具体地，螺母204包括平的内侧表面212，该平的内侧表面212是接触外侧轴承锥体57的表面。此外，内侧表面212与在螺母204的内周边上形成的螺纹或螺纹形式210的投影中径精确垂直。在相同的单卡盘过程中形成螺母204的螺纹210和内侧表面212确保了内侧表面是平的并且与螺纹精确垂直。通过以这种方式加工螺纹210和内侧表面212，当螺纹的大直径大于大约1.5英寸且小于大约5英寸(优选地小于大约3.48英寸)时，内侧表面在大约0.001英寸内是平的。优选地，内侧表面212相对于螺纹节距210的总垂直偏转为大约0.005英寸，这在统计上处于大约五到六个标准差内。结果，螺母204的内侧表面212是平的并且与螺纹210基本上精确垂直。

或者，可以有这样的情形，其中不在与用来形成螺母204的内侧表面212的相同的加工过程或流程中切削或形成螺纹210。在这种情形下，螺纹形式210和螺母内侧表面212相对于精确基准表面(例如螺母外侧表面214)进行加工，其中当加工螺母204时必须进行基准表面的清洁检查。

结果，本发明的车轴轴颈和车轮端组件100的车轴轴颈螺母204形成有精确的关键内侧表面212和螺纹210。

现在具体参考图7，其轴颈螺母204和形成在车轴轴颈108上的螺纹116的精确接合。因为轴颈螺母204上的螺纹210相对于在车轴轴颈108上形成的螺纹116具有间隙或者用于轻微倾斜的空间，所以轴颈螺母有提供自对准的自由度。更具体地，轴颈螺母204在纵向方向上与其螺纹尺寸相比通常较薄，这使得螺母能够靠着外侧轴承锥体57的外侧表面移动或自对中(图4)以便将预载更均匀地分布在轴承锥体和间隔件组上。与现有技术的螺母系统相对，轴颈螺母204优选地仅仅接合车轴轴颈螺纹116的大约一半或更少，更优选地接合大约四分之一到三分之一，现有技术的螺母系统接合最大的螺纹长度，从而不能执行这样的自对准。

螺母204与车轴轴颈108的自对准可以通过由B表示的轴颈螺母的螺纹形式210的大直径与由A表示的轴颈螺母上的螺纹形式的纵向厚度的比来进行量化。在较大直径类型的车轴轴颈108上，B通常为大约3.480英寸。一种类型的优选的轴颈螺母204包括，A的值为大约0.542英寸，从而产生大约6.421的比。在现有的固定件技术中，常规的螺母设计表明，大直径B为大约3.480英寸的螺母通常采用厚度A为大约2.625英寸的螺纹形式，这产生仅仅大约1.326的比。大直径B为大约3.480英寸的其它现有技术轴颈螺母采用厚度A为大约0.900英寸的螺纹形式，这产生大约3.867的比。对于优选的轴颈螺母204，轴颈螺母204的螺纹形式210的大直径与轴颈螺母上的螺纹形式的厚度的比(大于6.000的值)对于自对准而言是比现有技术中发现的有利得多的比。当然，如果需要，可以采用较厚的轴颈螺母204，例如，A的值为大约0.900英寸的轴颈螺母。在这种情况下，大直径B与纵向厚度A的比为大约3.867英寸，这是比常规螺母设计更好的比。

在较小直径类型的车轴轴颈108上，B通常为大约2.625英寸。一种类型的优选的轴颈螺母204包括，A的值为大约0.542英寸，从而产生大约4.843的比。大直径B为大约2.625英寸的某些现有技术轴颈螺母采用厚度A为大约0.900英寸的螺纹形式，这产生大约2.917的比。对于优选的轴颈螺母204，轴颈螺母204的螺纹形式210的大直径与轴颈螺母上的螺纹形式的厚度的比(大于4.000的值)对于自对准而言是比现有技术中发现的有利得多的比。当然，如果需要，可以采用较厚的轴颈螺母204。

透过这个制造和组装的方法以及所形成的结构，本发明的车轴轴颈和车轮端组件100提供精密成形的车轮轮毂120、车轴轴颈108和轴颈螺母204，这些部件配合成使得车轴轴颈螺母组件200能够在车轮端组件104的轴承锥体和间隔件组上始终地提供轻预载。更具体地，关键接合接触区域(包括车轮轮毂120上的轴承表面124、126和轴向止挡表面128、130；车轴轴颈108上的轴承表面132、134、肩部110和螺纹116；以及车轴轴颈螺母204上的内侧表面212和螺纹210)的精确成形，使得车轴102和车轮端组件104在轻预载状态下可重复地对准。

对于关键部件表面的上述关系，与车轴轴颈螺纹116的节距相关的螺母204的增量调节使得轴向预载压紧在大约0.000英寸至大约0.002英寸之间。通过精确地保持车轮轮毂120、车轴轴颈108和螺母204的关键表面，本发明能够使用精确的精细调节螺母204以设定轻预载，其目标是标称预载位移为大约0.001英寸，轴向定位调节变化仅为大约+/-0.00026英寸，对于十二(12)齿节螺纹上大约3.480英寸的大直径B，这对应于十二(12)齿节螺纹上的三百二十(320)个分度。这样的标称变化使得本发明的车轴轴颈和车轮端组件100设定为使得轻预载状态可以始终地保持，由此防止轴向端部游隙和过度预载。包括部件的间隙和公差，轴向定位的变化仍然小于大约+/-0.0005英寸，并且优选地从大约0.000英寸至大约0.002英寸，更优选地从大约0.0005英寸至0.0015英寸，这对应于大约0.001英寸+/-大约0.0005英寸的值。

本发明的车轴轴颈和车轮端组件100的关键表面的控制使得预载的可重复设定主要目标是预载的大约0.001英寸，轴承部件上的轴向压紧位移的调节设定范围为大约0.0007英寸至大约0.0013英寸。考虑可接受的是，标称变化和调节设定范围将轴向压紧位移范围保持为从大约0.000英寸至大约0.002英寸。

本发明的车轴轴颈和车轮端组件100的常规车轮端部件的紧密控制表面的组合使得能够在标准锥形轴承54、56上使用期望的轻预载，而不会导致整体轮毂或卡座轴承的复杂性和成本过高。此外，本发明的车轴轴颈和车轮端组件100在轴颈螺母204上提供非常轻的拉紧转矩，例如通常小于大约50尺磅，并且能够应用于常规车轮设备的基础几何结构。

应当理解，本发明的车轴轴颈和车轮端组件100的车轮轮毂120在其自身的操作中形成有精确的关键轴承表面124、126和轴向止挡表面128、130；本发明的车轴轴颈和车轮端组件的车轴轴颈108在其自身的操作中形成有精确的关键轴承表面132、134、肩部110和螺纹116；并且本发明的车轴轴颈和车轮端组件的车轴轴颈螺母204在其自身的操作中形成有精确的关键内侧表面212和螺纹210，如上所述。

本发明也包括制造或形成重载车轴轴颈和车轮端组件的方法，该车轴轴颈和车轮端组件包括精密成形的车轴、车轮轮毂和车轴轴颈螺母，这些部件配合成使得车轴轴颈螺母能够在车轮端组件的轴承锥体和间隔件组上提供期望的轻预载，并且本发明还包括使用重载车轴轴颈和车轮端组件的方法，该车轴轴颈和车轮端组件包括精密成形的车轴、车轮轮毂和车轴轴颈螺母，这些部件配合成使得车轴轴颈螺母能够在车轮端组件的轴承锥体和间隔件组上提供期望的轻预载。每个方法都包括与以上所述且如图2-7所示的说明相关的步骤。

应当理解，本发明发现了本领域技术人员已知的所有类型的车轴轴颈和车轮端组件中的应用，包括本文种没有示出和描述的以及本领域技术人员不知道的其它类型的车轴轴颈和车轮端组件，而不会影响本发明的概念或操作。

因此，改进的重载车轴轴颈和车轮端组件被简化，提供了有效的、安全的、廉价的且高效的结构，其能够实现所有列举的目标，以消除现有技术的重载车轴轴颈和车轮端组件所遇到的困难，并且解决本领域总的问题且获得新的结果。

在前述说明中，某些术语已经简洁、清楚和可理解地使用；但是对其没有施加超过现有技术的要求的非必要限制，原因是这些术语用于说明性的目的并且具有宽泛的意义。此外，已经参考示例性实施例说明了本发明。应当理解，该说明是示例性的而非限制性的，本发明的范围并不限于所示和所述的确切细节。在阅读并理解了本公开的情况将可以进行可能的修改更改，应当理解本发明包括所有这样的修改和更改及其等效。

现在已经说明了本发明的特征、公开和原理，构造、布置和使用改进的重载车轴轴颈和车轮端组件的方式，构造和布置的特征以及优点，所获得的新的和有用的结果；所附的权利要求中描述了新的和有用的结构、装置、元件、布置、部件和组合。

Claims (27)

1.一种用于重载车辆的精密成形的车轴轴颈和车轮端组件组合，所述组合包括：

a)精密成形的车轴轴颈，所述轴颈形成有：

i)用于内侧轴承的轴承表面和沿纵向设置在所述内侧轴承表面的外侧的用于外侧轴承的轴承表面，所述车轴轴颈的内侧轴承表面和外侧轴承表面彼此平行地对准；

ii)肩部，所述肩部用于保持所述内侧轴承的纵向位置，所述肩部与所述车轴轴颈的内侧轴承表面和外侧轴承表面垂直；以及

iii)用于接收轴颈螺母的螺纹，所述车轴轴颈螺纹与所述车轴轴颈的内侧轴承表面和外侧轴承表面对准，其中沿着所述螺纹的长度绕投影的车轴轴颈中心的最大可接受角度小于0.300度；以及

b)车轮端组件，所述车轮端组件可旋转地安装在所述车轴轴颈上，所述车轮端组件包括：

i)所述内侧轴承在所述车轴轴颈的内侧轴承表面和所述肩部处固定不动地安装在所述车轴轴颈上；

ii)所述外侧轴承在所述车轴轴颈的外侧轴承表面处固定不动地安装在所述车轴轴颈上；

iii)精密成形的车轮轮毂，所述车轮轮毂可旋转地安装在所述内侧轴承和外侧轴承上，所述车轮轮毂形成有：

用于所述内侧轴承的轴承表面和用于所述外侧轴承的轴承表面，所述车轮轮毂的内侧轴承表面和外侧轴承表面彼此平行地对准；以及

用于保持所述内侧轴承的纵向位置的轴向止挡表面和用于保持所述外侧轴承的纵向位置的轴向止挡表面，所述轴向止挡表面中的每一个都与所述车轮轮毂的内侧轴承表面和外侧轴承表面垂直；以及

iv)精密成形的轴颈螺母，所述轴颈螺母形成有平的内侧表面和在所述轴颈螺母的内周边上的螺纹，所述平的内侧表面与所述轴颈螺母螺纹的投影中径垂直，由此当所述车轴轴颈和车轮端组件组合处于组装好的状态时，所述车轴轴颈、所述车轮轮毂和所述轴颈螺母配合成使得车轴轴颈螺母组件在所述车轮端组件的轴承锥体和间隔件组上提供均匀、始终的轻预载。

2.根据权利要求1所述的用于重载车辆的精密成形的车轴轴颈和车轮端组件组合，其中，所述车轮轮毂的轴承表面彼此平行地对准至三十分之一度。

3.根据权利要求1所述的用于重载车辆的精密成形的车轴轴颈和车轮端组件组合，其中，所述车轮轮毂的用于所述内侧轴承和外侧轴承的轴向止挡表面在从0.0001英寸到0.0003英寸内与所述车轮轮毂的内侧轴承表面和外侧轴承表面垂直。

4.根据权利要求1所述的用于重载车辆的精密成形的车轴轴颈和车轮端组件组合，其中，所述车轴轴颈的肩部与所述车轴轴颈的内侧轴承表面和外侧轴承表面的总偏转小于0.001英寸。

5.根据权利要求1所述的用于重载车辆的精密成形的车轴轴颈和车轮端组件组合，其中，所述车轴轴颈上形成的所述螺纹的长度与所述车轴轴颈螺纹从投影的车轴轴颈中心的偏差的比的值为至少400。

6.根据权利要求5所述的用于重载车辆的精密成形的车轴轴颈和车轮端组件组合，其中，所述车轴轴颈上形成的所述螺纹的长度与所述车轴轴颈螺纹从投影的车轴轴颈中心的偏差的比的值为600。

7.根据权利要求1所述的用于重载车辆的精密成形的车轴轴颈和车轮端组件组合，其中，沿着所述车轴轴颈上形成的所述螺纹的长度绕投影的车轴轴颈中心的最大可接受角度为0.172度。

8.根据权利要求1所述的用于重载车辆的精密成形的车轴轴颈和车轮端组件组合，其中，所述轴颈螺母的内侧表面相对于所述轴颈螺母螺纹的总垂直偏转为0.005英寸。

9.根据权利要求1所述的用于重载车辆的精密成形的车轴轴颈和车轮端组件组合，其中，所述轴颈螺母形成有：

外侧表面，所述外侧表面包括用于接收外垫圈的凹部；以及

沿径向向内延伸的齿，所述沿径向向内延伸的齿与所述外垫圈上形成的沿径向向外延伸的齿啮合。

10.根据权利要求9所述的用于重载车辆的精密成形的车轴轴颈和车轮端组件组合，其中，所述轴颈螺母形成有至少四十个所述沿径向向内延伸的齿。

11.根据权利要求10所述的用于重载车辆的精密成形的车轴轴颈和车轮端组件组合，其中，对所述轴颈螺母的齿中的每一个齿，所述外垫圈形成有至少三个齿。

12.根据权利要求1所述的用于重载车辆的精密成形的车轴轴颈和车轮端组件组合，其中，当所述轴颈螺母的内周边上形成的所述螺纹的大直径在1.5英寸到5.0英寸之间时，所述轴颈螺母的内侧表面在0.001英寸内是平的。

13.根据权利要求1所述的用于重载车辆的精密成形的车轴轴颈和车轮端组件组合，其中，所述轴颈螺母接合小于所述车轴轴颈上形成的所述螺纹的二分之一。

14.根据权利要求1所述的用于重载车辆的精密成形的车轴轴颈和车轮端组件组合，其中，所述轴颈螺母在轴向运动的一英寸范围内包括至少3,800个调节点。

15.根据权利要求14所述的用于重载车辆的精密成形的车轴轴颈和车轮端组件组合，其中，所述轴颈螺母包括形成3.480英寸的大直径的螺纹和12齿节螺纹，所述轴颈螺母在轴向运动的一英寸范围内还包括3,840个调节点。

16.根据权利要求14所述的用于重载车辆的精密成形的车轴轴颈和车轮端组件组合，其中，当所述轴颈螺母包括形成2.625英寸的大直径的螺纹和16齿节螺纹时，所述轴颈螺母在轴向运动的一英寸范围内还包括3,840个调节点。

17.一种制造用于重载车辆的精密成形的车轴轴颈和车轮端组件组合的方法，所述方法包括以下步骤：

提供车轴轴颈；

在第一单卡盘过程中，在所述车轴轴颈上形成用于内侧轴承的轴承表面和沿纵向设置在所述内侧轴承表面的外侧的用于外侧轴承的轴承表面，所述车轴轴颈的内侧轴承表面和外侧轴承表面彼此平行地对准；

在所述第一单卡盘过程中，在所述车轴轴颈上形成肩部，所述肩部用于保持所述内侧轴承的纵向位置，所述肩部与所述车轴轴颈的内侧轴承表面和外侧轴承表面垂直；

在所述车轴轴颈上形成用于接收轴颈螺母的螺纹，所述车轴轴颈螺纹与所述车轴轴颈的内侧轴承表面和外侧轴承表面对准，其中沿着所述螺纹的长度绕投影的车轴轴颈中心的最大可接受角度小于0.300度；

提供车轮轮毂；

在第二单卡盘过程中，在所述车轮轮毂上形成用于所述内侧轴承的轴承表面和用于所述外侧轴承的轴承表面，所述车轮轮毂的内侧轴承表面和外侧轴承表面彼此平行地对准；

在所述车轮轮毂上形成用于保持所述内侧轴承的纵向位置的轴向止挡表面和用于保持所述外侧轴承的纵向位置的轴向止挡表面，所述轴向止挡表面中的每一个都与所述车轮轮毂的内侧轴承表面和外侧轴承表面垂直；

在所述车轴轴颈的内侧轴承表面和所述肩部处将所述内侧轴承固定不动地安装在所述车轴轴颈上；

在所述车轴轴颈的外侧轴承表面处将所述外侧轴承固定不动地安装在所述车轴轴颈上；

将所述车轮轮毂可旋转地安装在所述内侧轴承和外侧轴承上；

提供轴颈螺母；

在所述轴颈螺母上形成平的内侧表面和位于所述轴颈螺母的内周边上的螺纹，所述平的内侧表面与所述轴颈螺母螺纹的投影中径垂直；以及

将所述轴颈螺母安装在所述车轴轴颈上，由此所述车轴轴颈、所述车轮轮毂和所述轴颈螺母配合成使得车轴轴颈螺母组件在所述车轮端组件的轴承锥体和间隔件组上提供均匀、始终的轻预载。

18.根据权利要求17所述的制造用于重载车辆的精密成形的车轴轴颈和车轮端组件组合的方法，其中，在所述车轴轴颈上形成所述肩部的所述步骤包括使所述肩部与所述车轴轴颈的内侧轴承表面和外侧轴承表面的总偏转小于0.001英寸。

19.根据权利要求17所述的制造用于重载车辆的精密成形的车轴轴颈和车轮端组件组合的方法，其中，在所述第一单卡盘过程中执行在所述车轴轴颈上形成所述螺纹的所述步骤。

20.根据权利要求17所述的制造用于重载车辆的精密成形的车轴轴颈和车轮端组件组合的方法，其中，在所述车轴轴颈上形成所述螺纹的所述步骤包括使用与所述第一单卡盘过程相同的基准表面。

21.根据权利要求17所述的制造用于重载车辆的精密成形的车轴轴颈和车轮端组件组合的方法，还包括以下步骤：在执行所述第一单卡盘过程之前，将所述轴颈端部附接到车轴中心管。

22.根据权利要求17所述的制造用于重载车辆的精密成形的车轴轴颈和车轮端组件组合的方法，其中，在所述第二单卡盘过程中执行在所述车轮轮毂上形成用于所述内侧轴承的轴向止挡表面和用于所述外侧轴承的轴向止挡表面的步骤。

23.根据权利要求17所述的制造用于重载车辆的精密成形的车轴轴颈和车轮端组件组合的方法，其中，在所述车轮轮毂上形成用于所述内侧轴承的轴承表面和用于所述外侧轴承的轴承表面的步骤包括使所述车轮轮毂的轴承表面彼此平行地对准至三十分之一度。

24.根据权利要求17所述的制造用于重载车辆的精密成形的车轴轴颈和车轮端组件组合的方法，还包括以下步骤：在所述轴颈螺母上形成外侧表面，所述外侧表面包括用于接收外垫圈的凹部。

25.根据权利要求17所述的制造用于重载车辆的精密成形的车轴轴颈和车轮端组件组合的方法，其中，在所述轴颈螺母上形成平的内侧表面和位于所述轴颈螺母的内周边上的螺纹的步骤包括使所述内侧表面相对于所述轴颈螺母螺纹的总垂直偏转小于0.010英寸。

26.根据权利要求17所述的制造用于重载车辆的精密成形的车轴轴颈和车轮端组件组合的方法，其中，在第三单卡盘过程中执行在所述轴颈螺母上形成平的内侧表面和位于所述轴颈螺母的内周边上的螺纹的步骤。

27.根据权利要求17所述的制造用于重载车辆的精密成形的车轴轴颈和车轮端组件组合的方法，其中，在所述轴颈螺母上形成平的内侧表面和位于所述轴颈螺母的内周边上的螺纹的步骤包括使用相同的基准表面，以形成所述轴颈螺母螺纹和所述轴颈螺母的内侧表面。