CN219119644U - 轴承和车辆 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种轴承和车辆。包括内圈件、外圈件和第一间隙。外圈件套设于内圈件。外圈件包括垂直于轴承的轴向方向的第一端面。内圈件包括与第一端面相对设置的第二端面。第一间隙位于第一端面和第二端面之间。轴承还包括位于第一间隙的抵接件。抵接件凸出设置于第一端面和第二端面中的一个，且与第一端面和第二端面中的另一个之间具有间隙。内圈件和外圈件通过抵接件能够实现轴向方向上的抵接。进而使得抵接件还能够分担轴承所受到的部分轴向载荷，即此时轴承所承受的轴向载荷分别由一列钢球圈与其对应沟道以及抵接件承受，进而有效降低了钢球圈与沟道的抵接应力，避免了在轴向载荷的冲击下轴承产生压痕失效的危害。

Description

轴承和车辆

技术领域

本公开涉及车辆技术领域，尤其涉及轴承和车辆。

背景技术

目前的车轮轴轴承主要结构形式为双列球轴承，通过钢珠、保持架、内圈，外圈、密封圈等组装而成，在保障与转向节、制动盘接口及布置前提下，满足耐久、刚度、强度、阻力矩及密封等主要性能要求，同时确保满足0.6g侧向加速度下钢珠与滚道抵接应力≤4200Mp。此种轴承结构特点为：摩擦阻力小，转速高，结构简单，径向承载能力较大(当其只承受径向载荷时，抵接角为零，两列钢珠同时承载，沟道抵接应力小)，轴向承载能力较小(当其承受轴向负荷时，负荷由一列钢珠或对角钢珠承载，沟道抵接应力大幅增加)。

对于传统燃油车来说，由于整车质量小，目前的车轮轴轴承轴向承载能力能够适应，但随着汽车电动化发展趋势，同级别电动车相较传统燃油车整车质量大幅增加，目前的车轮轴轴承由于轴向承载能力较小，导致车轮轴轴承冲击压痕失效比例明显上升。

在轴承尺寸、布置空间、成本等多重限制条件下，如何优化结构设计以提升抗冲击性能成为一项急需攻克的难题。

实用新型内容

本公开提供一种轴承和车辆，以解决相关技术中的至少部分问题。

根据本公开的第一方面提出一种轴承，包括内圈件、外圈件和第一间隙；所述外圈件套设于所述内圈件；所述外圈件包括垂直于所述轴承的轴向方向的第一端面；所述内圈件包括与所述第一端面相对设置的第二端面；所述第一间隙位于所述第一端面和第二端面之间；所述轴承还包括位于所述第一间隙的抵接件；所述抵接件凸出设置于所述第一端面和第二端面中的一个，且与所述第一端面和第二端面中的另一个之间具有间隙；所述内圈件和外圈件通过所述抵接件能够实现轴向方向上的抵接。

可选的，所述抵接件包括用于与所述第一端面和第二端面中的另一个抵接的抵接面；所述抵接面为球形面。

可选的，所述外圈件包括套设于所述内圈件的第二套筒部；所述第一端面位于所述第二套筒部，且呈环形；

所述抵接件包括设置于所述第一端面的若干钢珠；所述钢珠部分凸出于所述端面，且所述若干钢珠沿所述第一端面呈圆周分布。

可选的，所述内圈件包括第一法兰部和设置于所述第一法兰部的第一套筒部；所述第一法兰部包括法兰本体和凸台；所述凸台沿靠近所述外圈件的方向凸出设置于所述法兰本体；所述凸台呈环形，且围绕在所述第一套筒部周围；所述第一端面设置于所述凸台。

可选的，所述第二端面为垂直于所述轴承的轴向方向的平面。

可选的，所述内圈件包括第一法兰部和设置于所述第一法兰部的第一套筒部；所述第二端面为连接设置于所述第一法兰部和第一套筒部之间的弧形面；所述第二端面沿靠近所述第一套筒部的方向凹陷设置。

可选的，所述抵接件与所述第一端面和第二端面中的另一个之间的间隙在所述轴承的轴线方向上的宽度小于等于0.4mm。

可选的，所述抵接件与所述第一端面和第二端面中的另一个之间的间隙在所述轴承的轴线方向上的宽度大于等于0.2mm。

可选的，所述轴承还包括设置在所述第二端面、外圈件的内侧壁和所述内圈件的外侧壁之间的弹性件，当所述抵接件与所述第二端面抵接时，所述弹性件处于压缩状态。

根据本公开的第二方面提出一种车辆，包括车辆主体和车轮件；所述车辆主体包括车轮轴；所述车辆还包括如上所述的轴承；所述车轮件通过所述轴承转动安装于所述车轮轴。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

当轴承未受到轴向载荷或者受到的轴向载荷较小时，此时，抵接件不与内圈件或外圈件发生抵接，即具有间隙，从而保证轴承的正常工作；当轴承受到较大的轴向载荷时，外圈件和内圈件之间产生轴向的相对运动，抵接件与内圈件或外圈件发生抵接，进而分担轴承所受到的部分轴向载荷，即此时轴承所承受的轴向载荷分别由一列钢球圈与其对应沟道以及抵接件和对应抵接区域共同承受，进而有效降低了钢球圈与沟道的抵接应力，避免了在轴向载荷的冲击下轴承产生压痕失效的危害。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是本公开一示例性实施例中一种轴承的正视图；

图2是本公开一示例性实施例中一种轴承的俯视图；

图3是本公开一示例性实施例中一种轴承的爆炸示意图；

图4是本公开一示例性实施例中一种轴承的剖视图；

图5是本公开一示例性实施例中一种弹性件、内圈件和外圈件的配合示意图；

图6是本公开一示例性实施例中一种轴承安装于车轮轴时的受力示意图一；

图7是本公开一示例性实施例中一种轴承安装于车轮轴时的受力示意图二。

附图标记说明：1、内圈件；2、外圈件；3、钢球圈；4、第一间隙；5、第二间隙；10、第一法兰部；11、第一套筒部；22、第一端面；20、第二法兰部；21、第二套筒部；12、第二端面；6、抵接件；7、弹性件；8、车轮件；9、车轴件。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。除非另作定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内设有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

本公开第一方面提供一种轴承。为方便描述，轴承为应用于车辆车轮轴上的双列球轴承。当然在其他实施方式中，本公开中的轴承还可以是其他轴承，或者运用于适合双列球轴承的其他领域中。本公开并不对此进行限制。

如图1-5所示，本公开中的轴承包括内圈件1、外圈件2、双列钢球圈3、轴向方向的第一间隙4和径向方向的第二间隙5。其中，轴向方向是指X方向。

内圈件1包括第一法兰部10、设置于第一法兰部10中央的第一套筒部11和设置于第一法兰部10上的第二端面12。第一法兰部用于与第二外部件连接，以使得第一外部件和第二外部件之间能够以几乎无摩擦的状态转动。外圈件2包括第二法兰部20、设置于第二法兰部20中央的第二套筒部21和设置于第二套筒部21的第一端面22。第一端面22垂直于轴承的轴向方向。第二法兰部20用于与第一外部件连接。其中，本公开中的第一外部件和第二外部件分别指车轮件8和车轮轴9；当然，在其他实施方式中，第一外部件和第二外部件还能够适用于其他零部件；本公开并不对此进行限制。

第二套筒部21套设于第一套筒部11。第一间隙4位于第二套筒部21和第一法兰部10之间。第二间隙5位于第一套筒部11和第二套筒部21之间。双列钢球圈3设置在第二间隙5内，并沿轴承的轴向方向X依次排布。内圈件1的外侧壁和外圈件2的内侧壁上设置有放置钢球圈3的沟道。这就使得当轴承承受径向载荷时，双列钢球圈3均能够承受径向载荷，使得对应的沟道抵接应力小。但当轴承承受轴向载荷时，只有一列钢球或对角钢球承受径向载荷，即相比于轴承承受径向载荷，当轴承受到轴向载荷冲击时，只有一半的钢球承受该轴向载荷，使得对应的沟道抵接应力大，形成冲击压横失效的风险上升。而且双列球轴承固有结构特征导致其轴向承载能力较差，以往降低轴向冲击产生的压痕失效只有加大轴承规格(钢球直径、数量、内外圈尺寸)，且改善效果有限。

在一些实施方式中，轴承还包括位于所述第一间隙4的抵接件6；所述抵接件6凸出设置于所述第一端面22和第二端面12中的一个，且与所述第一端面22和第二端面12中的另一个之间具有间隙；所述内圈件1和外圈件2通过所述抵接件6能够实现轴向方向上的抵接。具体于本公开中，轴承具有未受到轴向载荷或受到的轴向载荷较小的第一状态和受到较大轴向载荷的第二状态，当轴承处于第一状态时，抵接件6内圈件1或外圈件2发生抵接，即具有间隙，从而保证轴承的正常工作。当轴承处于第二状态时，外圈件2和内圈件1之间产生轴向的相对运动，由于抵接件6凸出设置于第一端面22或第二端面12，实质上缩短了内圈件1和外圈件2之间的第一间隙4的宽度，进而使得抵接件6能够与内圈件1或外圈件2发生抵接，进而分担轴承所受到的部分轴向载荷，即此时轴承所承受的轴向载荷分别由一列钢球圈3与其对应沟道以及抵接件6与其对应的抵接区域共同承受，进而有效降低了钢球圈3与沟道的抵接应力，避免了在轴向载荷的冲击下轴承产生压痕失效的危害。

同时，本公开中的轴承不需要加大轴承尺寸规格，在同等承载能力下相比原设计结构实现减重，有利于车辆的轻量化目标。

需要说明的是，凸起部可以与内圈件1或外圈件2一体成型，也可以固定连接于内圈件1或外圈件2。

作为可选的一种实施方式，凸起部包括与第一端面22或第二端面12抵接的抵接面60。抵接面60为球形面。通过设置球形面能够避免抵接件6与内圈件或外圈件抵接时，产生卡死现象。

本公开考虑到加工工艺的难易程度，将抵接件6设置在第二套筒部21的第一端面22上。抵接件6包括设置于第一端面22的若干钢珠。若干钢珠沿第一端面22围成一圈。钢珠部分凸出于端面。本公开中的抵接件6选择钢珠，主要是考虑到钢珠的结构强度更高，避免抵接件6在承受轴向载荷时，发生破裂。

在一些实施方式中，所述第一法兰部10包括法兰本体和凸台；所述凸台沿靠近所述外圈件2的方向凸出设置于所述法兰本体；所述凸台呈环形，且围绕在所述第一套筒部11周围；所述第二端面12设置于所述凸台。凸台的设置一方面增加了第一法兰部10该区域的厚度，进而增强了第一法兰部10该区域的结构强度，从而能够承担更多的轴向载荷。另一方面，凸台呈环形以确保外圈件2无论沿何种方向发生偏转时，外圈件2均能够与内圈件1发生抵接。

在一些实施方式中，根据轴承自身尺寸规格等因素考虑，当轴承处于第一状态时，抵接件6和第二端面12之间的间隙在轴承的轴线方向上的宽度大于等于0.2mm，且小于等于0.4mm。其中，当间隙宽度小于0.2mm时，会导致抵接件6成为轴承所受到的轴向载荷的主要甚至唯一的承担部分，这反而会降低轴承的轴向承载能力，并且有可能导致在车辆正常行驶转弯，且车辆在轴承的轴向方向X的加速度大于0.8g(g为重力加速度)时，抵接件6就会碰触到第二端面12，进而影响到轴承的正常运行。当间隙宽度大于0.4mm时，有可能会导致轴承受到较大的轴向载荷时，抵接件6无法与第二端面12抵接，进而依旧导致轴承产生压痕失效。作为一种可选的实施方式，间隙宽度等于0.3mm。

在一些实施方式中，轴承还包括设置于内圈件1和外圈件2之间的弹性件7，弹性件7用于使轴承从第二状态切换成第一状态。如此设置，使得轴承基本处于第一状态，从而保证轴承的正常运行。当轴承受到较大的轴向载荷时，轴承切换至第二状态，进而避免轴承出现压痕失效。当轴承承受的轴向载荷消失时，轴承在弹性件7的作用下又切换至第一状态。

由于钢球圈3位于第二间隙5内，因此为了保证钢球圈3的润滑效果和顺利运转，第二间隙5的两端需要分别设置密封件将其密封。其中，密封件一般都具有一定的弹性。因此，本公开中的弹性件7实际上为设置在第二间隙5靠近第一间隙4一端的密封圈。具体来说，弹性件7压缩设置在第二端面12、第一套筒部11的内侧壁和第二套筒部21的外侧壁之间；其中，弹性件7分别与第一套筒部11的内侧壁和第二套筒部21的外侧壁相抵，一方面起到密封第二间隙5的作用；另一方面增大弹性件7与第一套筒部11和第二套筒部21之间的摩擦力，进而再通过弹性件7与第二端面12相抵，又能够对第一套筒部11产生轴向方向X上的作用力，以将轴承从第二状态切换成第一状态。

根据本公开的第二方面提出一种车辆，包括车辆主体和车轮件8。车辆主体包括车轮轴9。车辆还包括如上的轴承。车轮件8通过轴承转动安装于车轮轴9。具体来说，内圈件1还包括设置于第一套筒部11的内侧壁的内花键13车轮轴9的外表面上设有外花键；轴承通过内花键和外花键的配合安装于车轮轴9上。

当轴承以及车轮件8受到轴向载荷时，根据轴向载荷的位置不同，外圈件2的移动方式也不同。

如图6所示，当轴承区域受到轴向载荷F1时，外圈件2与内圈件1之间的相对移动主要以轴向移动为主，此时，由一列钢球圈3与其对应的沟道之间承受部分载荷，另一部分载荷由抵接件6和第一法兰部10上的第二端面12承担，且抵接件6和第一法兰部10之间的抵接区域垂直于轴承的轴向方向X。作为可选的一种实施方式，第二端面12为平面，且垂直于轴承的轴向方向X。如此设置，使得抵接件6和第二端面12之间能够有更大面积的垂直于轴承的轴向方向X的抵接区域，从而使得轴承能够更好的承担位于轴承区域的轴向载荷F1。

如图7所示，当车轮件8受到轴向载荷F2，尤其是车轮件8的边缘受到轴向载荷F2时。外圈件2与内圈件1之间的相对移动主要以外圈件2的偏转为主，此时，由对角钢球圈3与其对应的沟道之间承受部分载荷，另一部分载荷由抵接件6和第一法兰部10承担，且抵接件6和第一法兰部10之间的抵接区域与轴承的轴向方向X形成夹角。作为可选的一种实施方式，第二端面12为向靠近第一套筒部11的方向凹陷的弧形面。如此设置，使得抵接件6和第二端面12之间能够有更大面积的抵接区域，且该抵接区域垂直于外圈件2的偏转方向，从而使得轴承能够更好的承担位于车轮件8区域的轴向载荷F2。

需要说明的是，上述第二端面12设置于凸台。在其他实施方式中，第二端面12还可直接设置于第一法兰部10。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的技术方案后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种轴承，包括内圈件、外圈件和第一间隙；所述外圈件套设于所述内圈件；所述外圈件包括垂直于所述轴承的轴向方向的第一端面；所述内圈件包括与所述第一端面相对设置的第二端面；所述第一间隙位于所述第一端面和第二端面之间；其特征在于，所述轴承还包括位于所述第一间隙的抵接件；所述抵接件凸出设置于所述第一端面和第二端面中的一个，且与所述第一端面和第二端面中的另一个之间具有间隙；所述内圈件和外圈件通过所述抵接件能够实现轴向方向上的抵接。

2.根据权利要求1所述的轴承，其特征在于，所述抵接件包括用于与所述第一端面和第二端面中的另一个抵接的抵接面；所述抵接面为球形面。

3.根据权利要求2所述的轴承，其特征在于，所述外圈件包括套设于所述内圈件的第二套筒部；所述第一端面位于所述第二套筒部，且呈环形；

所述抵接件包括设置于所述第一端面的若干钢珠；所述钢珠部分凸出于所述端面，且所述若干钢珠沿所述第一端面呈圆周分布。

4.根据权利要求1所述的轴承，其特征在于，所述内圈件包括第一法兰部和设置于所述第一法兰部的第一套筒部；所述第一法兰部包括法兰本体和凸台；所述凸台沿靠近所述外圈件的方向凸出设置于所述法兰本体；所述凸台呈环形，且围绕在所述第一套筒部周围；所述第二端面设置于所述凸台。

5.根据权利要求1所述的轴承，其特征在于，所述第二端面为垂直于所述轴承的轴向方向的平面。

6.根据权利要求1所述的轴承，其特征在于，所述内圈件包括第一法兰部和设置于所述第一法兰部的第一套筒部；所述第二端面为连接设置于所述第一法兰部和第一套筒部之间的弧形面；所述第二端面沿靠近所述第一套筒部的方向凹陷设置。

7.根据权利要求1所述的轴承，其特征在于，所述抵接件与所述第一端面和第二端面中的另一个之间的间隙在所述轴承的轴线方向上的宽度小于等于0.4mm。

8.根据权利要求7所述的轴承，其特征在于，所述抵接件与所述第一端面和第二端面中的另一个之间的间隙在所述轴承的轴线方向上的宽度大于等于0.2mm。

9.根据权利要求1所述的轴承，其特征在于，所述轴承还包括设置在所述第二端面、外圈件的内侧壁和所述内圈件的外侧壁之间的弹性件，当所述抵接件与所述第二端面抵接时，所述弹性件处于压缩状态。

10.一种车辆，包括车辆主体和车轮件；所述车辆主体包括车轮轴；其特征在于，所述车辆还包括如权利要求1-9中任一项所述的轴承；所述车轮件通过所述轴承转动安装于所述车轮轴。

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