CN212928722U - 一种驱动单元齿轮箱用的高负载支架轴承 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及机械技术领域，具体地说是一种驱动单元齿轮箱用的高负载支架轴承，包括支架外壳、弹簧垫片、垫片、四点接触式轴承，四点接触式轴承安装在支架外壳内，弹簧垫片的外圈穿过支架外壳并露出，弹簧垫片的一侧与四点接触式轴承接触，弹簧垫片的另一侧与支架外壳之间设有垫片。本实用新型同现有技术相比，采用特殊尺寸结构的四点接触式轴承，提升了轴承抗弯矩性能，利用弹簧垫片的自身刚度产生预紧力补偿蜗轮蜗杆制造公差导致的啮合间隙，以及在运转中啮合磨损产生的间隙，从而避免金属摩擦音。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械技术领域，具体地说是一种驱动单元齿轮箱用的高负载支架轴承。
背景技术
驱动单元是管柱式电动助力转向系统提供助力的核心部件，齿轮箱是其减速增扭机构。齿轮箱通过特定传动比的蜗轮蜗杆机械啮合传动，将电机扭矩减速增扭，最终输出给连接车轮的转向机，实现整车随速转向功能，提供舒适驾驶体验。
随着管柱式电动助力转向系统的应用市场日渐增长，各主机厂对驱动单元的负载要求越来越高，从M3电机到M5电机，这也对承担蜗杆轴向力与径向力的轴承提出了更高要求。实践中，蜗杆固定端轴承由于径向力产生的弯矩作用，会引发爬挡肩现象，损伤轴承钢球并在运转中发出类似磨刀的金属摩擦音。
因此，需要设计一种驱动单元齿轮箱用的高负载支架轴承，能够提升轴承抗弯矩性能，以避免金属摩擦音。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供了一种驱动单元齿轮箱用的高负载支架轴承，能够提升轴承抗弯矩性能，以避免金属摩擦音。
为了达到上述目的，本实用新型是一种驱动单元齿轮箱用的高负载支架轴承，包括支架外壳、弹簧垫片、垫片、四点接触式轴承，四点接触式轴承安装在支架外壳内，四点接触式轴承的球轴承外圈有效挡肩高度为0.84±0.06 mm，球轴承内圈有效挡肩高度为0.95±0.06 mm，球轴承外圈接触角为27°±3°，球轴承内圈接触角为27°±3°，球轴承外圈沟道半径为2.57±0.03 mm，球轴承内圈沟道半径为2.57±0.03 mm，弹簧垫片的外圈穿过支架外壳并露出，弹簧垫片的一侧与四点接触式轴承接触，弹簧垫片的另一侧与支架外壳之间设有垫片。
所述的支架外壳、四点接触式轴承的内圈安装在蜗杆固定端上，所述的弹簧垫片的外圈固定在壳体上。
所述的弹簧垫片的外圈采用调整螺钉锁紧在壳体上。
本实用新型同现有技术相比，采用特殊尺寸结构的四点接触式轴承，提升了轴承抗弯矩性能，利用弹簧垫片的自身刚度产生预紧力补偿蜗轮蜗杆制造公差导致的啮合间隙，以及在运转中啮合磨损产生的间隙，从而避免金属摩擦音。
附图说明
图1 为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型四点接触式轴承的尺寸示意图。
图3为本实用新型的安装示意图。
图4为本实用新型的受力分析图。
图5为本实用新型的轴承抗摩擦音耐久性能示意图。
具体实施方式
现结合附图对本实用新型做进一步描述。
参见图1、图2 ，本实用新型是一种驱动单元齿轮箱用的高负载支架轴承，包括支架外壳、弹簧垫片、垫片、四点接触式轴承，四点接触式轴承4安装在支架外壳1内，四点接触式轴承4的球轴承外圈有效挡肩高度a'为0.84±0.06 mm，球轴承内圈有效挡肩高度b'为0.95±0.06 mm，球轴承外圈接触角c'为27°±3°，球轴承内圈接触角d'为27°±3°，球轴承外圈沟道半径e'为2.57±0.03 mm，球轴承内圈沟道半径f'为2.57±0.03 mm，弹簧垫片2的外圈穿过支架外壳1并露出，弹簧垫片2的一侧与四点接触式轴承4接触，弹簧垫片2的另一侧与支架外壳1之间设有垫片3。
参见图3，支架外壳1、四点接触式轴承4的内圈安装在蜗杆固定端上，所述的弹簧垫片2的外圈固定在壳体5上，弹簧垫片2的外圈采用调整螺钉6锁紧在壳体5上。运转中，蜗杆浮动端7与壳体8之间为松配合，蜗轮蜗杆为过盈配合，因此蜗杆轴线被蜗轮反作用力推开，与电机轴线不平行，以此实现利用弹簧垫片2的自身刚度产生预紧力补偿蜗轮蜗杆制造公差导致的啮合间隙，以及在运转中啮合磨损产生的间隙。
在啮合过程中，蜗轮蜗杆对支架轴承产生的弯矩受力分析见图4，蜗轮对蜗杆产生的反作用力为Fx、Fy、Fz三个方向，蜗轮蜗杆啮合过盈力为Fr，弯矩支点为弹簧垫片悬臂点O，计算得轴承弯矩值为x Nm。考虑整车行驶中的恶劣工况，如颠簸路冲击，快速打方向盘等，取安全系数2，因此对85Nm负载下支架轴承的弯矩要求为> 2x Nm。参见图2，通过将原球轴承外圈有效挡肩高度a增大至球轴承外圈有效挡肩高度a'：0.84±0.06 mm，原球轴承内圈有效挡肩高度b增大至球轴承内圈有效挡肩高度b'：0.95±0.06 mm，原球轴承外圈接触角c减小至球轴承外圈接触角c'：27°±3°，原球轴承内圈接触角d减小至球轴承内圈接触角d'：27°±3°，原球轴承外圈沟道半径e增加至球轴承外圈沟道半径e'：2.57±0.03 mm，原球轴承内圈沟道半径f增加至球轴承内圈沟道半径f'：2.57±0.03 mm，使得轴承抗弯矩能力值达到2x Nm以上。
参见图5，本实用新型通过了与轴承寿命相关的耐久试验认可，在项目认可试验中表现卓越，本实用新型的抗弯矩性能如图5中实线所示，原产品的抗弯矩性能如图5中虚线所示，本实用新型相对于原产品抗弯矩性能提升约25%，产线摩擦音不合格率已由最高峰的12.5%降低为0%。
本实用新型采用特殊尺寸结构的四点接触式轴承4，提升了轴承抗弯矩性能，利用弹簧垫片2的自身刚度产生预紧力补偿蜗轮蜗杆制造公差导致的啮合间隙，以及在运转中啮合磨损产生的间隙，从而避免金属摩擦音。
Claims (3)
1.一种驱动单元齿轮箱用的高负载支架轴承，包括支架外壳、弹簧垫片、垫片、四点接触式轴承，其特征在于：四点接触式轴承（4）安装在支架外壳（1）内，四点接触式轴承（4）的球轴承外圈有效挡肩高度（a'）为0.84±0.06 mm，球轴承内圈有效挡肩高度（b'）为0.95±0.06 mm，球轴承外圈接触角（c'）为27°±3°，球轴承内圈接触角（d'）为27°±3°，球轴承外圈沟道半径（e'）为2.57±0.03 mm，球轴承内圈沟道半径（f'）为2.57±0.03 mm，弹簧垫片（2）的外圈穿过支架外壳（1）并露出，弹簧垫片（2）的一侧与四点接触式轴承（4）接触，弹簧垫片（2）的另一侧与支架外壳（1）之间设有垫片（3）。
2.根据权利要求1所述的一种驱动单元齿轮箱用的高负载支架轴承，其特征在于：所述的支架外壳（1）、四点接触式轴承（4）的内圈安装在蜗杆固定端上，所述的弹簧垫片（2）的外圈固定在壳体（5）上。
3.根据权利要求2所述的一种驱动单元齿轮箱用的高负载支架轴承，其特征在于：所述的弹簧垫片（2）的外圈采用调整螺钉（6）锁紧在壳体（5）上。
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2020
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