被配置为处理轴向和径向载荷的轴承组件的制作方法
【专利说明】被配置为处理轴向和径向载荷的轴承组件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年7月31日提交的美国专利申请N0.13/955，061的优先权，该申请的公开通过引用并入，如同其在此被完整地详细阐述。
技术领域
[0003]本公开涉及被配置为处理轴向和径向载荷的轴承组件。
【背景技术】
[0004]本部分提供涉及本公开的背景信息，所述信息不一定是现有技术。
[0005]在本领域中已知各种轴承配置用于在诸如轴杆的转动元件受到径向和轴向载荷的情况下支撑该轴杆。在动力传输部件领域，较常见的是采用锥形滚柱轴承来支撑车桥总成、分动箱或者动力输出单元中的轴杆。虽然锥形滚柱轴承很好地适于处理较高的轴向载荷，但是它们通常具有在其设计中固有的较高的旋转阻力的特征。因此，本领域中需要一种被配置为处理轴向和径向载荷的改进的轴承组件。
【发明内容】
[0006]本部分提供本公开的概述，而不是本公开的全部范围或其所有特征的全面公开。
[0007]按一种形式，本教导提供一种被配置为处理轴向和径向载荷的轴承组件。所述轴承组件包括为角面接触滚珠轴承的第一轴承和为锥形滚柱轴承的第二轴承。所述第一轴承具有第一内轴承座圈、第一外轴承座圈以及设置在所述第一内轴承座圈和所述第一外轴承座圈之间的多个球面轴承滚珠。所述第二轴承组件具有第二内轴承座圈、第二外轴承座圈以及设置在所述第二内轴承座圈和所述第二外轴承座圈之间的多个锥形轴承滚柱。所述第一内轴承座圈和所述第一外轴承座圈中的一个被固定地联接到所述第二内轴承座圈和所述第二外轴承座圈中的一个，以随之轴向运动和旋转运动。所述第一轴承和第二轴承被配置为处理共同的轴向方向上的推力。
[0008]按另一种形式，本教导提供一种动力传输部件，其包括外壳、可旋转地安装在所述外壳中的齿圈、小齿轮轴、与所述齿圈啮合的小齿轮，以及轴承组件。所述小齿轮被安装在所述小齿轮轴上以共同旋转。所述轴承组件支撑所述小齿轮轴相对于所述外壳围绕旋转轴线旋转。所述轴承组件包括为角面接触滚珠轴承的第一轴承和为锥形滚柱轴承的第二轴承。所述第一轴承具有第一内轴承座圈、第一外轴承座圈以及设置在所述第一内轴承座圈和所述第一外轴承座圈之间的多个球面轴承滚珠。所述第二轴承组件具有第二内轴承座圈、第二外轴承座圈以及设置在所述第二内轴承座圈和所述第二外轴承座圈之间的多个锥形轴承滚柱。所述第一内轴承座圈和所述第一外轴承座圈中的一个被固定地联接到所述第二内轴承座圈和所述第二外轴承座圈中的一个，以随之轴向运动和旋转运动。所述第一轴承和第二轴承被配置为处理共同的轴向方向上的推力。
【附图说明】
[0009]在此描述的附图仅用于例示所选实施例的目的，而非所有可能的实现，并且不旨在限制本公开的范围。
[0010]图1是具有示例性的动力传输部件和根据本公开教导构造的轴承组件的车辆的示意图；
[0011]图2是图1中的动力传输部件的部分截面透视图；
[0012]图3是沿图2中的线3-3截取的动力传输部件的一部分的截面图；
[0013]图4是类似于图3的视图，但描绘了替代构造的轴承组件；和
[0014]图5是具有根据本公开教导构造的轴承组件的另一示例性动力传输部件的示意图。
[0015]在全部附图的若干视图中，相应的附图标记表示相应的部件。
【具体实施方式】
[0016]现在将参考附图更充分地描述一些示例性实施例。
[0017]参见附图中的图1，车辆10示意性地例示为具有传动系统12，传动系统12能够经由对动力系14的连接被驱动，动力系14可具有包括根据本公开教导构造的轴承组件的动力传输部件。动力系14可包括发动机16和变速器18。传动系统12可包括传动轴(prOpshaft)20、车桥总成22(即所提供的具体示例中的动力传输部件)和多个车轮24。发动机16可沿着车辆10的轴线以同轴或纵向取向安装，并且发动机16的输出部可经由常规的离合器选择性地联接到变速器18的输入部，以在其间传输旋转动力(即传动转矩)。变速器18的输入部通常可与发动机16的输出部对准，以围绕旋转轴线旋转。变速器18还可包括输出部和齿轮减速单元。齿轮减速单元可操作用于将变速器输入部以预定的齿轮速比联接到变速器输出部。传动轴20可被联接以随变速器18的输出部旋转。传动转矩可通过传动轴20传输到车桥总成22，在车桥总成22中，传动转矩可以以预定的方式被选择性地分别分配到左后轮24a和右后轮24b。
[0018]参见图2，车桥总成22可包括桥壳总成30、差速总成34、输入小齿轮36、一对半轴38和轴承组件40。本领域技术人员将理解，车桥总成22仅是一种类型的动力传输设备，并且本公开的教导可应用于诸如动力输出单元42 (图5)的其它类型的动力传输设备。
[0019]桥壳总成30被例示为是梳式(Salisbury-type)桥壳总成，但将理解，本公开的教导可应用于其它类型的桥壳总成，包括独立式桥壳总成和班卓琴式(banjo)桥壳总成，并且车桥总成可被配置为用作前桥总成或后桥总成使用。桥壳总成30可包括承载外壳54。
[0020]差速总成34可包括任意类型的差速器，并且可包括差速箱60、一对差速轴承(未具体示出)、齿圈62和动力传输装置64。差速箱60可包括安装凸缘(未具体示出)和一对中空枢轴(trunn1n) 68，齿圈62可固定地联接到安装凸缘。差速轴承可被安装在枢轴68和承载外壳54之间，以使差速箱60能够围绕第一轴线70旋转。动力传输装置64可在差速箱60和半轴38之间传输旋转动力。在所提供的具体示例中，动力传输装置包括具有一对侧齿轮72 (仅示出一个)的差速齿轮组，但将理解，其它装置(包括离合器)可被替代地米用。
[0021]输入小齿轮36可包括小齿轮(pin1n gear) 80和小齿轮轴82。小齿轮80可被啮合到齿圈62，并且可被固定到小齿轮轴82以共同旋转。小齿轮轴82可被接收在承载外壳54中。轴承组件40可被联接到输入小齿轮36和承载外壳54，以支撑小齿轮轴82围绕第二轴线84旋转。
[0022]具体参见图3，更详细地示出支撑输入小齿轮36的轴承组件40。轴承组件40可包括第一轴承100和第二轴承102。
[0023]第一轴承100可以是角面接触滚珠轴承并且可具有第一内轴承座圈110、第一外轴承座圈112和多个球面轴承滚珠114。第一内轴承座圈110可限定第一内滚道116，第一内滚道116可由与球面轴承滚珠114的半径匹配的球面半径限定。类似地，第一外轴承座圈112可限定第一外滚道118，第一外滚道118可由与球面轴承滚珠114的半径匹配的球面半径限定。球面轴承滚珠114可被接收在第一内轴承座圈110和第一外轴承座圈112之间，并且被接合到第一内滚道116和第一外滚道118。第一轴承100可被配置为以第一接触角120限定第一接触锥。在所提供的具体示例中，第一接触锥沿着第二轴线84取向，以便随着在朝向第二轴承102的方向上远离第一轴承100的距离的增大而发散(diverge)。换句话说，第一接触锥可沿着第二轴线84取向，以使在垂直于第二轴线84取得的横跨第一接触锥的尺寸随着在朝向第二轴承102的方向上远离第一轴承100的距离的增大而增大。
[0024]第二轴承102可以是锥形滚柱轴承，并且可具有第二内轴承座圈130、第二外轴承座圈132和多个锥形轴承滚柱134。第二内轴承座圈130可限定第二内滚道136，第二内滚道136可具有截头圆锥形状。类似地，第二外轴承座圈132可限定第二外滚道138，第二外滚道138可具有截头圆锥形状。锥形轴承滚柱134可被接收在第二内轴承座圈130和第二外轴承座圈132之间，并且可被接合到第二内滚道136和第二外滚道138。第二轴承102可被配置为以第二接触角140限定第二接触锥。在所提供的具体示例中，第二接触锥沿着第二轴线84取向，以便随着在朝向第一轴承100的方向上远离第二轴承102的距离的增大而发散。换句话说，第二接触锥可沿着第二轴线84取向，以使在垂直于第二轴线84取得的横跨第二接触锥的尺寸随着在朝向第一轴承100的方向上远离第二轴承102的距离的增大而增大。
[0025]第一内轴承座圈110和第一外轴承座圈112中的一个可被固定地联接到第二内轴承座圈130和第二外轴承座圈132中的一个，以随之轴向运动和旋转运动(即，沿着第二轴线84的组合轴向运动，以及围绕第二轴线84的组合旋转运动)。第一轴承100和第二轴承102被配置为处理共同的轴向方向(即沿第二轴线84在共同方向上)上的推力，因而第一轴承100和第二轴承102串联设置。因此，或者第一外轴承座圈112被固定地联接到第二内轴承座圈130 (如本示例中的情形)，或者第二外轴承座圈132被固定地联接到第一内轴承座圈110。
[0026]轴承座圈以固定方式彼此联接可以以任何所需的方式来执行。例如，连接器套筒150可被用作轴承座圈(例如，在所提供的示例中的第一外轴承座圈112和第二内轴承座圈130)的安装部。连接器套筒150的局部横截面可由第一连接器部分152、连接壁154和第二连接器部分156呈大致Z形(或者大致S形，这取决于第一轴承100和第二轴承102的具体配置和取向)。第一连接器部分152在结构上为管状，并且被配置为接收第一轴承100的关联部分(例如，在所提供的示例中的第一外轴承座圈112)。第二连接器部分156在结构上为管状，并且被配置为接收第二轴承102的关联部分(例如，在所提供的示例中的第二内轴承座圈130)。连接壁154可具有环状配置，并且可连接或者固定地联接第一连接器部分152和第二连接器部分156。轴承座圈可以以任何所需的方式联接到连接器套筒150，例如通过压配接合到第一连接器部分152和/或第二连接器部分156，或者通过压接、压延、铆接、焊接(例如，激光焊接)和/或粘合材料。轴承座圈通过连接器套筒150联接在需要采用分离轴承座圈(discrete bearing races)的情况下可能是有利的。