CN107023586A - 高速卡环以及卡环的保持方法 - Google Patents

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Abstract

一种组装轴组件的方法，所述轴组件包括轴，所述轴限定纵向轴线并包括位于外圆周表面的槽，所述方法包括：相对于所述轴定位一毂，并将保持环设置在所述轴的所述槽中并邻近于所述毂。所述保持环包括环形本体，所述环形本体具有与第二端间隔开的第一端。所述方法还包括将保持构件固定到保持环以相对于所述第二端约束所述第一端。

Description

高速卡环以及卡环的保持方法
技术领域
本公开涉及一种轴组件和用于制造该轴组件的方法。特别地，本公开涉及一种将保持环固定在轴的槽中的保持构件。本公开还涉及一种用于约束保持环相对于轴的运动的方法。
发明内容
在一个实施方式中，一种组装轴组件的方法，所述轴组件包括轴，所述轴限定纵向轴线并包括位于外圆周表面的槽，所述方法包括：相对于所述轴定位一毂以及将保持换设置在所述轴的所述槽中并邻近所述毂。所述保持环包括环形本体，所述环形本体具有与第二端间隔开的第一端并限定出具有内径的开口。所述第一端包括第一孔并且第二端包括第二孔。所述方法进一步包括将保持构件的第一部分插入穿过第一孔并且将所述保持构件的第二部分插入穿过第二孔。所述第一部分通过保持构件的中间部分连接到所述第二部分。所述方法进一步包括使第一部分和第二部分中的至少一个变形，以相对于所述保持环固定所述保持构件。
在另一中实施方式中，轴组件包括轴，所述轴限定出纵向轴线，并包括位于外表面的槽。所述组件包括设置在所述轴上的毂以及保持环，所述保持环设置在所述轴的所述槽中并邻近于所述毂。所述保持环包括环形本体，所述环形本体具有与第二端间隔开的第一端并限定出具有内径的开口。所述第一端包括第一孔并且第二端包括第二孔。所述组件进一步包括保持构件，所述保持构件固定到所述保持环并具有延伸穿过第一孔的第一部分和延伸穿过第二孔的第二部分。第一部分和第二部分被连接到中间部分的相反的两侧，并且第一部分和第二部分因与所述毂接触而被变形。
在另一种实施方式中，一种组装轴组件的方法，所述轴组件包括轴，所述轴限定纵向轴线并包括位于外表面的槽，所述方法包括：加工所述毂以在毂的外表面中形成凹部，相对于所述轴定位所述毂，以及将保持换设置在所述轴的所述槽中并邻近所述毂。所述保持环包括环形本体，所述环形本体具有与第二端间隔开的第一端。所述方法还包括将保持构件固定到保持环以相对于所述第二端约束所述第一端。
通过考虑详细的说明和附图，本发明的其他方面会变得显而易见。
附图说明
图1示出保持环和保持构件的分解图。
图2示出图1中的保持环和保持构件的侧视图。
图3示出图1中的保持环和保持构件的立体图。
图4示出轴组件和保持环的局部分解图。
图5示出包括具有凹部的毂的图4中的轴组件的局部分解图。
图6示出处于装配状态的图5的轴组件的立体图。
图7示出沿着图6中的线7-7截取的图6的轴组件的剖视图。
图8和9示出沿着图6中的线7-7截取的具有可替代的凹部的轴组件的剖视图。
具体实施方式
在详细解释本公开的任何实施方式之前，应当理解本公开在其应用上不限于在下面的说明中阐述的或者在随后的附图中图示的部件的实施和设置的细节。本公开能够支持其它实施例，并且能够以各种方式被实践或者被实施。
附图1-6示出了保持环10，该保持环包括基本环形的本体14。该本体14限定出内径26(图1)并具有第一面30和第二面34。本体14具有第一端18以及与第一端间隔开的第二端22，第一端具有第一孔38，第二端具有第二孔42。通过操作所述端18和端22，保持环10被弹性地扩张，从而内径26被由初始的松弛状态增大以将保持环10绕例如基本圆柱形的轴60的圆周槽50(图4和图5)定位，如在下文将更详细的讨论的那样。
图1-3示出了保持构件100，其包括本体104。所述本体104包括从相反的两侧连接到中间部分116或与中间部分116一体形成的第一部分或腿108以及第二部分或腿112。轴线A被限定为垂直于图1中的腿108和腿112并且基本上延伸穿过中间部分116。在示出的实施方式中，中间部分116可包括轻微的弯曲，从而中间部分116与轴线A不平行。由此，由于具有上述弯曲，保持构件100被预张紧。也就是说，在中间部分116中的轻微的弯曲将中间部分116的相反的两端朝向彼此偏压。然而，在其它实施方式中，保持构件100可不包含该弯曲。
第一部分108和第二部分112可变形，即，第一部分108和第二部分112可分别绕中间部分116的相反的两端偏转并相对于中间部分116偏转。保持构件100由高碳钢形成，尽管也可以使用其它允许如前所述的塑性变形或弹性挠曲的材料。在一个实施例中，保持环100可由具有45-52洛氏硬度的硬度水平(即，刚好在脆性区间之下)的碳钢构造而成。
保持构件100被构造成连接到保持环10并相对于第二端22约束第一端18。特别地，第一部分108被构造成插入到保持环10的第一端18的第一孔38中，并且第二部分112被构造成插入到保持环10的第二端22的第二孔42中。第一部分108和第二部分112具有比第一端18和第二端22的厚度更大的长度，从而第一部分108和第二部分112可完全延伸穿过第一端18和第二端22。
保持环10被构造成限制毂或类似部件相对于旋转轴的轴向运动。在图4-6中示出的轴60和毂构造150，152以及下面将要描述的仅是毂/轴结合构造的示例性示意图。尽管轴60和毂150、毂152的协作没有具体示出，应当理解，轴60被键入(keyed into)毂150和毂152或以其它方式固定到毂150和毂152以与毂150和毂152共同旋转。
参见图5和图7-9，为了利于保持构件100在轴组件中的使用，毂150的轴向面146被加工以形成改造的毂152，该毂152包括与轴60的纵向轴线B相距一径向距离174(图5)的一个或多个凹部162。该径向距离174由纵向轴线B与保持环10(图5)的第一端18和第二端22的孔38、42之间的距离来确定。
被加工出的凹部在轴向深度172处限定出一个或多个接触表面166。参见图7并示例地，毂150可被加工以形成改造的毂152a，毂152a包括单个新月形或弓形凹部162a，该凹部162a限定出具有深度172a的基本上弓形的接触表面166a。
可替代地，参见图8，毂150可被加工以形成改造的毂152b，该毂152b包括两个独立的弓形凹部162b，两个弓形凹部162b分别限定出具有深度172b的基本弓形的第一和第二接触表面166b。
在图9示出的再一个实施方式中，毂150可被加工以形成改造的毂152c，该毂152c包括两个大体矩形的(或正方形的)凹部162c，所述两个凹部162c分别限制出具有深度172c并大体被定向成与轴向面146平行的基本平面的第一和第二接触表面166c。
在其它实施方式中，凹部162可具有其它合适的构造，这些构造所包括的接触表面166可设置成与本文所示的不同。作为一个示例，弓形凹部162a可被加工为使得接触表面166a为凸面的而不是凹面的。在其它实施例中，一个或多个凹部162的接触表面166可以被定向成相对于毂的轴向面146成任意角度，或具有不同的轴向深度。作为示例，接触表面166可被定向成相对于毂的轴向面146成0度至90度之间的角度、20度至70度之间的角度、30度至60度之间的角度、或35度至55度之间的角度。
毂150可作为单独的部件被改造为毂152或在轴组件70被部分组装之后改造。轴组件70被组装，使得带有槽的轴60延伸穿过毂孔200，保持环10邻近被改造的毂152绕槽50定位。具体地，保持环10通过传统的方式被从初始的松弛状态扩张从而内径26可接纳轴60的外径220(图4)。当保持环10被定位在具有比轴60的外径220小的直径的槽50中时，保持环100被释放回到基本上其初始内径26。一旦保持环10被适当地定位在槽50中时，第一端18和第二端22相对于彼此定位，使得第一孔38和第二孔42径向地覆盖被改造的毂152的一个或多个凹部162的至少一部分。
再次参见图1-3和5，在保持环10被定位在组件70中的情况下，保持构件100被相对于保持环10定位。特别地，第一部分108被插入到保持环10的第一孔38中并且第二部分112被插入到保持环10的第二孔42中。随着保持构件100的第一部分108和第二部分112在箭头C的方向(图2)行进，由于与被改造的毂152a-c的一个或多个凹部162a-c的接触表面166a-c的部分的接触，第一部分108和第二部分112偏转或变形。该变形将保持构件100由初始的第一构造(图2)变形为第二构造(图6-9)。
保持构件100的第二构造由被改造的毂152的凹部162决定。如图7的实施方式所示，当保持构件100沿箭头C的方向行进时，与被改造的毂152a的凹部162a的接触表面166a的接触引起第一部分108和第二部分112至少部分地向内或朝向彼此弯曲。由此，第一部分108和第二部分112中的每一个都相对于保持构件100的初始的第一构造向内偏转高达90度的角度。在图8的实施方式中，当保持构件100沿着箭头C的方向行进时，与被改造的毂152b的凹部162b的接触表面166b的接触引起第一部分108和第二部分112至少部分地向外或远离彼此弯曲。由此，第一部分108和第二部分112中的每一个都相对于初始的第一构造而向外偏转高达90度的角度。在图9的实施方式中，矩形凹部162c的深度172c小于第一部分108和第二部分112延伸超出第二面34的长度，并且如所描述的那样，接触表面166c基本平行于轴向面146。由此，当保持构件100沿着箭头C的方向行进时，与矩形凹部162c的接触表面166c的接触将第一部分108和第二部分112的端部压折(upset)或变形。由此，如图9所示，第一部分108和第二部分112在第二构造中比在第一构造中在端处更短并且更厚。
在其它实施例中(未示出)，当装配时，保持环不抵靠或邻近所述毂的轴向表面。在这种构造中，在轴向表面中不需要浮雕(relief)或凹部，并且第一部分108和第二部分112可按照与图7-9所示类似的方式由第一构造被手动变形或偏转到第二构造。在再一个其它实施例中，第一部分108和第二部分112可响应于与毂的未加工的轴向表面的接触而被变形或偏转。在一些实施例中，第一部分108和第二部分112中仅一个需要被偏转或变形，或手动地或通过可选择的凹部162的构造来实现。
在某些应用中，轴60的旋转速度足以形成足够的向心力以打开保持环。另外，在一些情景中，在处于轴向载荷作用下的同时，小的旋转运动或振动可使得保持环从轴的槽中脱出。不管变形的类型或方向如何，在图7-9的任一个实施方式中，处于上述多种第二构造中的一种第二构造的保持构件100将保持环的端18和端22相对于彼此机械地约束，或在端18和端22之间保持一定的距离，使得环100被保持在槽50中。进一步地，中间部分116中的弯曲保证了保持构件100的可调节的使用，使得保持构件100可适应任一给定的保持环10中的第一端10和第二端22之间的不同的距离。
上面所描述的结构方面和功能方面的内容也同样地适用于内保持环，即，将第一端和第二端朝向彼此移动以重合或减小保持环的内径从而将其从空心轴的内部轴槽中移除的保持环。
本公开的各种特征和优点在下面的权利要求书中阐述。

Claims (20)

1.一种组装轴组件的方法，所述轴组件包括轴，所述轴限定纵向轴线并包括位于外圆周表面的槽，所述方法包括：
相对于所述轴定位一毂；
将保持环设置在所述轴的所述槽中并邻近所述毂，所述保持环包括环形本体，所述环形本体具有与第二端间隔开的第一端并限定出具有内径的开口，所述第一端包括第一孔并且所述第二端包括第二孔；
将保持构件的第一部分插入穿过所述第一孔并且将所述保持构件的第二部分插入穿过所述第二孔，所述第一部分通过所述保持构件的中间部分连接到所述第二部分；以及
使所述第一部分和所述第二部分中的至少一个变形，以相对于所述保持环固定所述保持构件。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：加工所述毂以形成凹部。
3.根据权利要求2所述的方法，其中使所述第一部分和所述第二部分中的至少一个变形的步骤包括：随着所述第一部分和所述第二部分被推入到所述毂的所述凹部中，将所述第一部分和所述第二部分中的至少一个朝向所述中间部分偏转。
4.根据权利要求2所述的方法，其中使所述第一部分和所述第二部分中的至少一个变形的步骤包括：随着所述第一部分和所述第二部分被推入到所述毂的所述凹部中，将所述第一部分和所述第二部分中的至少一个偏转成远离所述中间部分。
5.根据权利要求2所述的方法，其中使所述第一部分和所述第二部分中的至少一个变形的步骤包括：随着所述第一部分和所述第二部分被推入到所述毂的所述凹部中，将所述第一部分和所述第二部分中的至少一个缩短并且变厚。
6.根据权利要求2所述的方法，其中加工所述毂以形成凹部的步骤包括：形成限定出接触表面的凹部，所述接触表面相对于所述毂的轴向面的成20度到70度的角度。
7.根据权利要求2所述的方法，其中加工所述毂以形成凹部的步骤包括：形成具有凹面的凹部、具有凸面的凹部以及矩形凹部中的一种凹部。
8.根据权利要求1所述的方法，其中使所述第一部分和所述第二部分中的至少一个变形的步骤包括：将所述第一部分和所述第二部分中的至少一个手动地偏转或变形。
9.一种轴组件，所述轴组件包括：
轴，所述轴限定出纵向轴线并包括位于外表面的槽；
毂，所述毂设置在所述轴上；
保持环，所述保持环设置在所述轴的所述槽中并邻近于所述毂，所述保持环包括环形本体，所述环形本体具有与第二端间隔开的第一端并限定出具有内径的开口，所述第一端包括第一孔并且所述第二端包括第二孔；以及
保持构件，所述保持构件固定到所述保持环并限定一轴线，所述保持构件具有延伸穿过第一孔的第一部分和延伸穿过第二孔的第二部分，所述第一部分和所述第二部分被连接到中间部分的相反的两侧，所述第一部分和所述第二部分因与所述毂接触而被变形。
10.根据权利要求9所述的轴组件，其中所述第一部分和所述第二部分被朝向彼此变形。
11.根据权利要求9所述的轴组件，其中所述第一部分和所述第二部分被变形为彼此远离。
12.根据权利要求9所述的轴组件，其中，相比于与所述毂接触之前，所述第一部分和所述第二部分在与所述毂接触之后变得更短并且更厚。
13.根据权利要求9所述的轴组件，其中所述保持构件被构造成在保持环的第一端和第二端之间保持一定的距离。
14.根据权利要求9所述的轴组件，其中所述毂包括具有接触表面的凹部，所述保持构件的第一部分和第二部分在与所述接触表面接触时变形，所述接触表面相对于所述毂的轴向面成20度至70度的角度。
15.根据权利要求14所述的轴组件，其中所述凹部具有凹入的、凸出的或矩形的横截面形状。
16.一种组装轴组件的方法，所述轴组件包括轴，所述轴限定纵向轴线并包括位于外表面的槽，所述方法包括：
加工毂以在所述毂的外表面中形成凹部；
相对于所述轴定位所述毂；
将保持环设置在所述轴的所述槽中并邻近所述毂，所述保持环包括环形本体，所述环形本体具有与第二端间隔开的第一端并限定出具有内径的开口；以及
将保持构件固定到所述保持环以相对于所述第二端约束所述第一端。
17.根据权利要求16所述的方法，其中将保持构件固定到所述保持环的步骤包括：
将保持构件的第一部分插入通过所述第一孔并将保持构件的第二部分插入通过所述第二孔，所述第一部分通过保持构件的在该第一部分和第二部分之间延伸的中间部分连接到所述第二部分，所述中间部分在所述第一端和所述第二端之间延伸；以及
使所述第一部分和所述第二部分变形以相对于所述保持环固定所述保持构件。
18.根据权利要求17所述的方法，其中使所述第一部分和所述第二部分变形的步骤包括：随着第一部分和第二部分被推入所述毂的凹部中，将所述第一部分和所述第二部分朝向中间部分偏转。
19.根据权利要求17所述的方法，其中使所述第一部分和所述第二部分变形的步骤包括：随着所述第一部分和所述第二部分被推入所述毂的凹部中，将所述第一部分和所述第二部分朝向远离中间部分的方向偏转。
20.根据权利要求16所述的方法，其中加工所述毂以形成凹部的步骤包括：形成限定出接触表面的凹部，所述接触表面相对于所述毂的轴向面成30度到60度的角度，所述凹部为具有凹面的凹部、具有凸面的凹部以及矩形凹部中的一种。
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