CN209638375U - 一种商用车主锥轴承预紧结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种商用车主锥轴承预紧结构，所述预紧结构是在现有的主锥总成基础上，利用波形隔套特有的力学特性使其产生不可逆塑性变形，使突缘螺母、突缘总成、主锥小端轴承内圈滚子总成、波形隔套、主锥大端轴承内圈滚子总成形成一个刚性整体，从而消除轴承、轴承座等零件由于制造、装配带来的尺寸误差，使主锥轴承预紧力达到规定值，从而有效避免了原有预紧力调整垫片反复选装的繁琐工艺，达到了在满足使用性能的前提下提高生产节拍、保证产品质量、降低操作者劳动强度的目的。

Description

一种商用车主锥轴承预紧结构

技术领域

本实用新型属于汽车零部件安装技术领域，具体涉及一种商用车主锥轴承预紧结构。

背景技术

目前市场上商用车主减速器主锥轴承普遍采用的是一对背靠背反装的圆锥滚子轴承，为了保证轴承的使用寿命、提高轴承刚性和轴承的旋转精度、减少轴承运转过程中的噪声及震动，在装配主减速器主锥总成过程中，会提前给主锥轴承施加一个预紧力，使轴承滚动体和内外圈产生一定的预紧变形，以保持轴承内外圈均处于压紧状态，消除轴承间隙。若预紧力过小，则圆锥滚子轴承内、外圈之间有间隙，会降低主动锥齿轮的支撑刚性，造成主齿轴承轴向传动，影响主被齿啮合，甚至打齿；若预紧力过大，会降低传动效率，导致轴承发热，加速轴承磨损，甚至使轴承产生烧蚀、卡死情况，严重影响主减速器使用寿命。因此保证主锥轴承预紧力在规定范围内，对主减速器使用寿命至关重要。

如图1所示，现有技术中，主锥轴承预紧力的调整方法如下：

S1、预先将主锥大端轴承总成3和主锥小端轴承总成4的轴承外圈压装到轴承座6上，并预先将主锥大端轴承总成3的轴承内圈滚子总成压装到主动圆锥齿轮1上；

S2、将压装好轴承外圈的轴承座6装配到压装好轴承内圈滚子总成的主动圆锥齿轮1上，使主锥大端轴承总成3的内外圈配合良好；

S3、沿着主动圆锥齿轮1的轴杆依次放入隔套11、理论厚度的预紧力调整垫片12进行试装；

S4、沿着主动圆锥齿轮1的轴杆放入主锥小端轴承总成4的轴承内圈滚子总成，并以规定压力(约8吨力大小)挤压主锥小端轴承总成4的轴承内圈滚子轴承总成，使主锥大端轴承总成3和主锥小端轴承总成4的轴承内圈滚子总成、隔套11、预紧力调整垫片12成为一个刚性的整体；

S5、保持压力不变，使用拉力弹簧测量轴承座6的旋转拉力；

S6、若测量的弹簧旋转拉力在规定范围内，则说明主锥轴承预紧力在规定范围内，合格，所放入的预紧力调整垫片12的厚度复合要求；若测量的弹簧旋转拉力过大，则说明主锥轴承预紧力过大，所放入的预紧力调整垫片12薄，需要增加预紧力调整垫片12的厚度，更换新的预紧力调整垫片12厚度后，重复步骤S4～S5，直到轴承座6的旋转拉力达到规定范围；若测量的弹簧旋转拉力过小，则说明主锥轴承预紧力过小，所放入的预紧力调整垫片12厚，需要减小预紧力调整垫片12的厚度，更换新的预紧力调整垫片12厚度后，重复步骤S4～S5，直到轴承座6的旋转拉力达到规定范围；

S7、卸载施加在主锥小端轴承4的轴承内圈滚子总成上的压力，再依次装配上高性能耐磨油封7、突缘总成8、O型密封圈9；

S8、以规定扭矩旋合拧紧突缘螺母10，并将突缘螺母10进行冲铆锁紧。

上述现有技术的技术核心是通过反复试装不同厚度的预紧力调整垫片使主锥轴承预紧力达到规定值，即：先使用理论厚度的主锥轴承预紧力调整垫片进行试装，在轴承内圈上施加一定负载后使用拉力弹簧测量轴承座的旋转拉力，若测量的轴承座旋转拉力在规定范围内，则说明主锥轴承预紧力在规定范围内，合格；若测量的轴承座旋转拉力过大，则说明主锥轴承预紧力过大，选装的预紧力调整垫片薄，需要增加预紧力调整垫片厚度，更换新的预紧力调整垫片厚度，重复之前步骤，直到所测量的轴承座旋转拉力在规定范围内为止；若测量的轴承座旋转拉力过小，则说明主锥轴承预紧力过小，选装的预紧力调整垫片厚，需要减小预紧力调整垫片的厚度，更换新的预紧力调整垫片厚度后，重之前步骤，直到所测量的轴承座旋转拉力达到规定范围内为止。这种预紧结构及装调方法(即选装法)虽然最终能够调整出合格的主锥轴承预紧力，但是需要经过反复拆装、试加多次预紧力调整垫片才能调整出合格的主锥轴承预紧力，这样做工艺步骤繁琐、生产节拍慢、工艺质量保证困难、操作者工作强度大，严重制约工厂生产。目前市场上出现过一些主锥螺母拧紧机或选垫机(如北京泰诚信测控技术股份有限公司开发的主锥螺母拧紧机)，虽然能够相应的减轻操作者的劳动强度，但是其结构和装配的本质方法没有改变，还是选装法，因此重新设计一种新型的主锥轴承预紧力结构及装调方法迫在眉睫。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型提供了一种商用车主锥轴承预紧结构，在现有的主锥总成基础上，利用波形隔套特有的力学特性来取代原有预紧力调整垫片反复选装来调整主锥轴承预紧力的繁琐工艺，从而达到在满足用户使用性能的前提下提高生产节拍、保证产品质量、降低操作者劳动强度的目的。结合说明书附图，本实用新型的技术方案如下：

一种商用车主锥轴承预紧结构，由主动圆锥齿轮1、主锥大端轴承总成3、主锥小端轴承总成4、轴承座6、高性能耐磨油封7、突缘总成8、O型密封圈9、突缘螺母10、调整垫片和隔套组成，所述主锥大端轴承总成3由主锥大端轴承内圈滚子总成301和主锥大端轴承外圈302配套组成，所述主锥小端轴承总成4由主锥小端轴承内圈滚子总成401和主锥小端轴承外圈402配套组成，所述调整垫片为接触区调整垫片2，所述接触区调整垫片2安装在主动圆锥齿轮1的齿轮盘端面与主锥大端轴承内圈滚子总成301的轴承内圈端面之间；所述隔套为波形隔套5，所述波形隔套5沿轴向中部设有波纹状凸起，波形隔套5两端分别顶靠在主锥大端轴承内圈滚子总成301和主锥小端轴承内圈滚子总成401的轴承内圈端面上，在轴向力的作用下，所述波形隔套5产生轴向塑性形变。

进一步地，所述波形隔套5为套筒形，沿波形隔套5的轴向两端分别设有一段直壁部分501，在两段直壁部分501之间设有向外凸起的波纹部分502，所述波纹部分502为向外凸起的圆弧波纹，波纹部分502与两侧的直壁部分501分别以均匀圆弧状过度连接。

进一步地，所述主动圆锥齿轮1的齿轮轴外圆周表面上，从齿轮盘根部向齿轮轴尾部依次加工有主锥大端轴承内圈滚子总成安装面101、主锥小端轴承内圈滚子总成安装面102、突缘总成配合花键103以及突缘螺母螺纹104。

进一步地，所述轴承座6由内圆周面沿轴向由下至上依次设有主锥大端轴承外圈安装孔601、主锥小端轴承外圈安装孔602以及油封安装孔603。

进一步地，所述高性能耐磨油封7的圆周外侧设有轴承座配合面701，高性能耐磨油封7的圆周内侧设有突缘配合内唇口702，所述突缘配合内唇口702上均匀分布有回油线，所述高性能耐磨油封7的顶部圆周外沿设有防尘唇703。

进一步地，所述突缘总成8的下部外圆周设有挡尘盘801，所述突缘总成8的底端外圆周表面设有高性能耐磨油封唇口配合面802，所述突缘总成8的下部内圆周侧壁上设有主动圆锥齿轮配合内花键803。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型所述的一种商用车主锥轴承预紧结构是在现有的主锥总成基础上，利用波形隔套特有的力学特性使其产生不可逆塑性变形，使突缘螺母、突缘总成、主锥大端轴承内圈滚子总成、波形隔套以及主锥小端轴承内圈滚子总成形成为一个刚性整体，从而消除轴承、轴承座等零件由于制造、装配带来的尺寸误差，使主锥轴承预紧力达到规定值。

2、本实用新型所述的一种商用车主锥轴承预紧结构是利用波形隔套特有的力学特性来取代原有使用预紧力调整垫片反复选装来调整主锥轴承预紧力的繁琐工艺，从而达到在满足减速器总成使用性能前提下提高生产节拍、保证产品质量、降低操作者劳动强度的目的。

附图说明

图1为现有技术中主锥轴承预紧结构的示意图；

图2为本实用新型所述的一种商用车主锥轴承预紧结构的示意图；

图3为本实用新型所述的一种商用车主锥轴承预紧结构中，主动圆锥齿轮的各安装配合面示意图；

图4为本实用新型所述的一种商用车主锥轴承预紧结构中，波形隔套的结构示意图；

图5为本实用新型所述的一种商用车主锥轴承预紧结构中，轴承座的结构示意图；

图6为本实用新型所述的一种商用车主锥轴承预紧结构中，高性能耐磨油封结构示意图；

图7为本实用新型所述的一种商用车主锥轴承预紧结构中，突缘总成结构示意图。

图中：

1.主动圆锥齿轮；2.接触区调整垫片； 3.主锥大端轴承总成； 4.主锥小端轴承总成；

5.波形隔套； 6.轴承座； 7.高性能耐磨油封； 8.突缘总成；

9.O型密封圈； 10.突缘螺母； 11.隔套； 12.预紧力调整垫片；

101.主锥大端轴承内圈滚子总成安装面； 102.主锥小端轴承内圈滚子总成安装面；

103.突缘总成配合外花键； 104.突缘螺母配合外螺纹；

301.主锥大端轴承内圈滚子总成； 302.主锥大端轴承外圈；

401.主锥小端轴承内圈滚子总成； 402.主锥小端轴承外圈；

501.波形隔套直壁部分； 502.波形隔套波纹部分；

601.主锥大端轴承外圈配合安装孔； 602.主锥小端轴承外圈配合安装孔；

603.高性能耐磨油封配合安装孔； 701.轴承座配合面；

702.突缘配合唇口； 703.防尘唇；

801.挡尘盘； 802.高性能耐磨油封唇口配合面；

803.主动圆锥齿轮配合内花键。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型的技术方案及具体工作过程，结合说明书，本实用新型的具体实施方式如下：

如图2所示，本实用新型公开了一种商用车主锥轴承预紧结构，包括主动圆锥齿轮1、接触区调整垫片2、主锥大端轴承总成3、主锥小端轴承总成4、波形隔套5、轴承座6、高性能耐磨油封7、突缘总成8、O型密封圈9和突缘螺母10。其中：所述主锥大端轴承总成3由主锥大端轴承内圈滚子总成301和主锥大端轴承外圈302配套组成；所述主锥小端轴承总成4由主锥小端轴承内圈滚子总成401和主锥小端轴承外圈402配套组成。

如图3所示，所述主动圆锥齿轮1的齿轮轴外圆周面上，从齿轮盘根部向齿轮轴尾部依次加工有主锥大端轴承内圈滚子总成安装面101、主锥小端轴承内圈滚子总成安装面102、突缘总成配合外花键103以及突缘螺母配合外螺纹104，其中主锥大端轴承内圈滚子总成安装面101的直径大于主锥小端轴承内圈滚子总成安装面102的直径，主锥小端轴承内圈滚子总成安装面102的直径大于突缘总成配合外花键103的直径，突缘总成配合外花键103的直径大于突缘螺母配合外螺纹104的直径，所述突缘总成配合外花键103为渐开线花键。

如图4所示，所述波形隔套5整体为套筒形，沿波形隔套5的轴向两端分别设有一段直壁部分501，在两段直壁部分501之间设有向外凸起的波纹部分502，其中，所述直壁部分501为沿轴向的直筒，两段直壁部分501所对应的波形隔套5的两端部分别为波形隔套大径端和波形隔套小径端，波形隔套大径端内径较大，用于与主锥大端轴承总成3相配合，波形隔套小径端内径较小，用于与主锥小端轴承总成4相配合；所述波纹部分502为向外凸起的圆弧波纹，其轴向剖面形状类似于向外隆起的正态分布曲线的形状，波纹部分502两端分别与两侧的直壁部分501以均匀圆弧状过度连接。

如图5所示，所述轴承座6内圆周面沿轴线方向由下至上依次设有主锥大端轴承外圈安装孔601、主锥小端轴承外圈安装孔602以及高性能耐磨油封安装孔603，其中，所述主锥大端轴承外圈安装孔601的内径尺寸大于主锥小端轴承外圈安装孔602的内径尺寸和高性能耐磨油封安装孔603的内径尺寸，高性能耐磨油封603的内径尺寸大于主锥小端轴承外圈安装孔602的内径尺寸。

如图6所示，所述高性能耐磨油封7的圆周外侧设有轴承座配合面701，高性能耐磨油封7的圆周内侧设有突缘配合唇口702，所述突缘配合唇口702上均匀分布有回油线，所述回油线的作用是使突缘总成8在高速旋转过程中，防止减速器总成内的润滑油漏出，所述高性能耐磨油封7的顶部圆周外沿设有防尘唇703，所述防尘唇703的作用是能够与突缘总成8上设置的挡尘罩801相配合，防止外界泥土、砂石、灰尘进入突缘配合内唇口702处，以免高性能耐磨油封7失效损坏而漏油。

如图7所示，所述突缘总成8的下部外圆周设有一个挡尘盘801，所述突缘总成8的底端外圆周表面设有高性能耐磨油封唇口配合面802，所述突缘总成8的下部内圆周侧壁上设有主动圆锥齿轮配合内花键803，所述主动圆锥齿轮配合内花键803为渐开线花键。

根据上述商用车主锥轴承预紧结构各组成部分的结构，其各组成部分之间的装配关系如下：

如图2所示，所述主动圆锥齿轮1设置在所述轴承座6的中心轴线处；所述主动圆锥齿轮1的齿轮背面轴径处外圆周面与轴承座6下端的内圆周面之间设有主锥大端轴承总成3，所述主锥大端轴承总成3由主锥大端轴承内圈滚子总成301与主锥大端轴承外圈302配合安装组成，以实现主动圆锥齿轮1的大端通过主锥大端轴承总成3支撑安装在轴承座6上，其中，主锥大端轴承总成3中的主锥大端轴承内圈滚子总成301过盈配合安装在主动圆锥齿轮1上设置的主锥大端轴承内圈滚子总成安装面101上，主锥大端轴承总成3中的主锥大端轴承外圈302过盈配合安装在轴承座6上设置的主锥大端轴承外圈安装孔601内；所述主动圆锥齿轮1齿轮轴的中段上部外圆周面与轴承座6的中段上部内圆周面之间设置的有主锥小端轴承总成4，所述主锥小端轴承总成4由主锥小端轴承内圈滚子总成401与主锥小端轴承外圈402配合安装组成，以实现主动圆锥齿轮1的小端通过主锥小端轴承总成4支撑安装在轴承座6上，其中，主锥小端轴承总成4中的主锥小端轴承内圈滚子总成401过盈配合安装在主动圆锥齿轮1上设置的主锥小端轴承内圈滚子总成安装面102上，主锥小端轴承总成4中的主锥小端轴承外圈402过盈配合安装在轴承座6上设置的主锥小端轴承外圈安装孔602内；所述接触区调整垫片2顶压安装在主动圆锥齿轮1的齿轮盘端面与主锥大端轴承内圈滚子总成301的轴承内圈下端面之间；所述的波形隔套5套装在主动圆锥齿轮1中部大端与小端之间的过度轴段上，所述波形隔套5的大径端顶靠在主锥大端轴承内圈滚子总成301的顶部端面上，所述波形隔套5的小径端顶靠在主锥小端轴承内圈滚子总成401的底部端面上，所述波形隔套5沿轴线方向中部设有波纹状凸起，在轴向力的作用下，所述波形隔套5中部的波纹状凸起会产生轴向塑性形变；所述突缘总成8设置在主动圆锥齿轮1的齿轮轴上段外圆周面与轴承座6的上端内圆周面之间，突缘总成8通过其下部设置的主动圆锥齿轮配合内花键803与所述主动圆锥齿轮1上部设置的突缘总成配合外花键103相配合连接，所述突缘总成8的底部端面与所述的主锥小端轴承内圈滚子总成401的上端面相配合且顶紧；所述突缘总成8的底部外圆周面与轴承座6的顶端外圆周面之间安装的有一个高性能耐磨油封7，高性能耐磨油封7与轴承座6上设置的高性能耐磨油封安装孔603过盈配合，高性能耐磨油封7上设置的突缘配合唇口702与突缘总成8上设置的高性能耐磨油封唇口配合面802过盈配合，以防止突缘总成8在高速旋转过程中，减速器总成内的润滑油漏出，所述高性能耐磨油封7上部设置的防尘唇703与突缘总成8上设置的挡尘罩801相配合，以防止外界泥土、砂石、灰尘进入突缘配合唇口702处，使高性能耐磨油封7失效损坏而漏油；所述突缘螺母10安装在突缘总成8的螺母安装槽内，并与主动圆锥齿轮1的突缘螺母配合外螺纹104相配合连接；所述O型密封圈9安装在突缘螺母10、突缘8与主动圆锥齿轮1齿轮轴的配合间隙之间实现密封。

本实用新型所述商用车主锥轴承预紧结构的装调过程具体如下：

步骤一：以规定的压力将主锥大端轴承外圈302压装到轴承座6的主锥大端轴承外圈安装孔601内，保证压装到位，并以规定的压力将主锥小端轴承外圈402压装到轴承座6的主锥小端轴承外圈安装孔602内，保证压装到位；

步骤二：将预选好的接触区调整垫片2套装在主动圆锥齿轮1的齿轮轴上，接触区调整垫片2一侧与主动圆锥齿轮1齿轮盘背面相接触，再以规定的压力将主锥大端轴承内圈滚子总成301压装到主动圆锥齿轮1上设置的主锥大端轴承内圈滚子总成安装面101上，使主锥大端轴承内圈滚子总成301的轴承内圈端面将接触区调整垫片2顶压在主动圆锥齿轮1齿轮盘背面上，保证压装到位；

步骤三：将已压装好主锥大端轴承外圈302的轴承座6装配到已压装好主锥大端轴承内圈滚子总成301的主动圆锥齿轮1上，使主锥大端轴承外圈302与主锥大端轴承内圈滚子总成301配合组成的主锥大端轴承总成3的内外圈配合良好；

步骤四：沿着主动圆锥齿轮1的齿轮轴，依次装入波形隔套5和主锥小端轴承内圈滚子总成401；

步骤五：使用专用工装以规定的压力对主锥小端轴承内圈滚子总成401进行压装，压装完成后需保证主锥小端轴承内圈滚子总成401无回退现象；

步骤六：将突缘总成8与主动圆锥齿轮1上设置的突缘总成配合外花键103配合安装，使突缘总成8的底部端面与主锥小端轴承内圈滚子总成401的顶部端面相顶紧；在主动圆锥齿轮1上设置的突缘总成配合外花键103尾端安装O型密封圈9，并将突缘螺母10旋合拧紧在主动圆锥齿轮1上设置的突缘螺母配合外螺纹104上，并旋合两圈以上，且在旋合拧紧突缘螺母10的过程中，突缘螺母10为不可回退地旋合拧紧；

步骤七：以规定的扭矩连续旋合拧紧突缘螺母10，使主锥大端轴承内圈滚子总成301的轴承内圈与主锥小端轴承内圈滚子总成401的轴承内圈之间距离减小，进而对二者之间的波形隔套5进行轴向顶压，使波形隔套5产生不可逆塑性变形，且在旋合拧紧突缘螺母10的过程中，突缘螺母10为不可回退地旋合拧紧；

步骤八：在旋合拧紧突缘螺母10的同时，使用测量仪器测量轴承座6的旋转拉力，当轴承座6的旋转拉力达到规定值时(即主锥轴承预紧力达到规定值)，停止旋合拧紧突缘螺母10，从而使沿轴向设置的突缘螺母10、突缘总成8、主锥小端轴承内圈滚子总成401、波形隔套5以及主锥大端轴承内圈滚子总成301形成一个刚性整体；

步骤九：完成以上步骤一至步骤八后，将突缘螺母10进行冲铆锁紧。

综上所述，本实用新型所述商用车主锥轴承预紧结构在现有的主锥总成基础上，利用波形隔套特有的力学特性使其产生不可逆塑性变形，使突缘螺母、突缘总成、主锥小端轴承内圈滚子总成、波形隔套、主锥大端轴承内圈滚子总成形成一个刚性整体，从而消除轴承、轴承座等零件由于制造、装配带来的尺寸误差，使主锥轴承预紧力达到规定值，从而有效避免了原有预紧力调整垫片反复选装的繁琐工艺，达到了在满足使用性能的前提下提高生产节拍、保证产品质量、降低操作者劳动强度的目的。

Claims (6)

1.一种商用车主锥轴承预紧结构，由主动圆锥齿轮(1)、主锥大端轴承总成(3)、主锥小端轴承总成(4)、轴承座(6)、高性能耐磨油封(7)、突缘总成(8)、O型密封圈(9)、突缘螺母(10)、调整垫片和隔套组成，所述主锥大端轴承总成(3)由主锥大端轴承内圈滚子总成(301)和主锥大端轴承外圈(302)配套组成，所述主锥小端轴承总成(4)由主锥小端轴承内圈滚子总成(401)和主锥小端轴承外圈(402)配套组成，其特征在于：

所述调整垫片为接触区调整垫片(2)，所述接触区调整垫片(2)安装在主动圆锥齿轮(1)的齿轮盘端面与主锥大端轴承内圈滚子总成(301)的轴承内圈端面之间；

所述隔套为波形隔套(5)，所述波形隔套(5)沿轴向中部设有波纹状凸起，波形隔套(5)两端分别顶靠在主锥大端轴承内圈滚子总成(301)和主锥小端轴承内圈滚子总成(401)的轴承内圈端面上，在轴向力的作用下，所述波形隔套(5)产生轴向塑性形变。

2.如权利要求1所述一种商用车主锥轴承预紧结构，其特征在于：

所述波形隔套(5)为套筒形，沿波形隔套(5)的轴向两端分别设有一段直壁部分(501)，在两段直壁部分(501)之间设有向外凸起的波纹部分(502)，所述波纹部分(502)为向外凸起的圆弧波纹，波纹部分(502)与两侧的直壁部分(501)分别以均匀圆弧状过度连接。

3.如权利要求1所述一种商用车主锥轴承预紧结构，其特征在于：

所述主动圆锥齿轮(1)的齿轮轴外圆周表面上，从齿轮盘根部向齿轮轴尾部依次加工有主锥大端轴承内圈滚子总成安装面(101)、主锥小端轴承内圈滚子总成安装面(102)、突缘总成配合外花键(103)以及突缘螺母配合外螺纹(104)。

4.如权利要求1所述一种商用车主锥轴承预紧结构，其特征在于：

所述轴承座(6)由内圆周面沿轴向由下至上依次设有主锥大端轴承外圈安装孔(601)、主锥小端轴承外圈安装孔(602)以及油封安装孔(603)。

5.如权利要求1所述一种商用车主锥轴承预紧结构，其特征在于：

所述高性能耐磨油封(7)的圆周外侧设有轴承座配合面(701)，高性能耐磨油封(7)的圆周内侧设有突缘配合唇口(702)，所述突缘配合唇口(702)上均匀分布有回油线，所述高性能耐磨油封(7)的顶部圆周外沿设有防尘唇(703)。

6.如权利要求1所述一种商用车主锥轴承预紧结构，其特征在于：

所述突缘总成(8)的下部外圆周设有挡尘盘(801)，所述突缘总成(8)的底端外圆周表面设有高性能耐磨油封唇口配合面(802)，所述突缘总成(8)的下部内圆周侧壁上设有主动圆锥齿轮配合内花键(803)。