用于圆锥滚子轴承选垫的预压装置的制作方法

1.本实用新型属于用于圆锥滚子轴承选垫的预压装置技术领域，特别是涉及一种用于圆锥滚子轴承选垫的预压装置。


背景技术：

2.变速器选垫工艺是变速器装配的关键工艺之一，选垫结果对变速器的传动效率、nvh、寿命有直接影响，目前业内常用的工艺方案有自动选垫机、手动/半自动选垫装置，其中自动选垫机造价高、占地面积大，适用于节拍要求高的量产工艺中，手动/半自动选垫装置精度相对较低、操作不便利，一般应用于对节拍要求不高或需要低成本、小占地的工艺场景。另外，选垫工艺中，圆锥滚子轴承的选垫又较为复杂，因其轴承内圈、外圈为分体状态，测量时轴承内外圈正确地贴合难以保证，导致测量精度及稳定性无法保证；业内常用应对方法为，对轴承加载预紧力，再旋转轴承，使之内外圈贴合后处于相对稳态，再进行选垫测量，但是，加载过程中会直接接触到轴系，施加一些不必要的外力，导致无法测量出轴系真实高度，从而对选垫结果产生负面效果。
3.现有的一种预紧选垫工装包括支撑框架和设置在支撑框架顶部的加载机构，加载机构包括外圈安装部、内圈安装部和弹簧，弹簧的两端分别抵靠于内圈安装部与外圈安装部；选垫时，将待测的壳体及轴系整体放置于支撑框架内，圆锥滚子轴承的轴承内圈抵靠于内圈安装部远离弹簧的一端，轴承外圈安装于外圈安装部远离弹簧的一端，通过弹簧在轴承外圈与轴承内圈之间产生所需的预紧力，进而测量预紧后的轴承外圈端面与其同侧的轴承座的孔底面之间的距离，即可确定需要的垫片厚度，但存在以下问题：
4.1)以支撑框架用于支撑轴承座的支撑面为基准面，加载机构全包裹轴承外圈端面，并对轴承外圈端面进行加载，测量的数据通过换算得到轴承外圈端面与其同侧的轴承座的孔底面之间的距离，这种间接测量的结构会由于中间结构(如支撑框架的支撑面的平面度，轴承座的上下端面的平面度和上下端面的平行度，加载机构精度，加载机构与轴承外圈端面的垂直度等)所限，累积很大误差，导致测量精度低，选垫精度低；
5.2)加载机构仅通过螺纹定位在支撑框架上，使得实际加载为偏载，使轴承外圈受力不均，出现不正常的倾斜，导致测量精度低，选垫精度低。


技术实现要素：

6.本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有的选垫精度低的问题，提供一种用于圆锥滚子轴承选垫的预压装置。
7.为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种用于圆锥滚子轴承选垫的预压装置，包括本体支架、加载机构、预压导向机构和限位机构；
8.所述本体支架用于定位在变速箱壳体的合箱面上；
9.所述预压导向机构设于所述本体支架上，并能在外力作用下相对于所述本体支架上下活动；
10.所述限位机构用于限制所述预压导向机构的预压轨迹；
11.所述加载机构设于所述预压导向机构上，所述加载机构上设有用于抵接圆锥滚子轴承的轴承外圈的端面的多个加载部，多个所述加载部绕所述轴承外圈的周向间隔设置。
12.可选地，所述预压导向机构包括预压导向杆和第一衬套；
13.所述本体支架上设有第一导向安装孔，所述第一导向安装孔包括第一孔段和第二孔段；
14.所述预压导向杆穿设于所述第一导向安装孔，与所述第一孔段螺接；
15.所述第一衬套固定于所述第二孔段内，所述第一衬套的内周与所述预压导向杆间隙配合，以将所述预压导向杆相对于所述本体支架的移动方向限定在竖直方向上；
16.所述加载机构设于所述预压导向杆上。
17.可选地，所述预压导向机构还包括预压操纵件，所述预压操纵件设于所述预压导向杆上，并用于在外力作用下带动所述预压导向杆转动。
18.可选地，所述限位机构包括限位螺栓；所述限位螺栓螺接于所述本体支架上，用于抵接所述预压操纵件。
19.可选地，所述限位机构还包括第一限位螺母，所述第一限位螺母螺接于所述限位螺栓上，并抵接于所述本体支架的背离所述预压导向机构的预压方向的一侧。
20.可选地，所述预压导向机构还包括第二衬套、第一上限位结构和第一下限位结构；
21.所述加载机构上设有第二导向安装孔，所述第二衬套嵌于所述第二导向安装孔内；所述第二衬套固定于所述第二导向安装孔内，所述第二衬套的内周与所述预压导向杆间隙配合，以将所述加载机构相对于所述本体支架的移动方向限定在竖直方向上；
22.所述第一上限位结构和所述第一下限位结构设于所述预压导向杆上，所述加载机构夹紧于所述第一上限位结构和所述第一下限位结构之间。
23.可选地，所述加载机构包括加载支架、加载结构和弹性件；
24.所述加载支架设于所述预压导向机构上；
25.所述加载结构设为多个，每个所述加载结构可上下滑动地设于所述加载支架上，所述加载部设于所述加载结构的底部；
26.所述加载支架与每个所述加载结构之间均设有所述弹性件，以使所述加载结构能够在外力作用下相对于所述加载支架在上下方向上浮动。
27.可选地，所述加载结构包括加载杆、第二上限位结构和第二下限位结构；
28.所述加载杆滑动穿设于所述加载支架上，所述加载部设于所述加载杆的底部；
29.所述第二上限位结构和所述第二下限位结构设于所述加载杆上，所述第二上限位结构用于抵接所述加载支架的上侧，所述弹性件弹压于所述加载支架的下侧与所述第二下限位结构之间。
30.可选地，所述加载结构还包括螺接于所述加载杆底端的预压头，所述预压头的顶部抵接所述第二下限位部的底侧；所述加载部为设于所述预压头底部的加载面；所述预压头的用于连接所述加载杆的一端的刚性大小另一端的刚性。
31.可选地，所述加载结构设为三个，三个所述加载结构绕所述轴承外圈的周向呈圆形阵列布置。
32.本实用新型实施例提供的用于圆锥滚子轴承选垫的预压装置，与现有技术相比，
本体支架定位在变速箱壳体合箱面的局部上，且部分变速箱壳体合箱面露出本体支架，加载机构加载时，加载部之间有间隔而能露出轴承外圈端面的局部，从而能以变速箱壳体合箱面为基准面，以轴承外圈的端面为测量面，进行直接选垫测量，减少产生误差因素，提高选垫精度及真实性，从而优化装配的变速器的nvh、效率、寿命等设计指标；
33.多个加载部绕轴承外圈的周向间隔设置，除了方便直接选垫测量外，测量时加载部抵接圆锥滚子轴承的轴承外圈的端面，而不会包裹轴承外圈，还有利于对轴承外圈进行均匀加载，避免轴承外圈产生水平位移，减小测量误差，提高选垫精度及真实性，减少轴承外圈质量风险；
34.通过限位机构限制预压导向机构的预压轨迹，而实现限制预压力，能根据需要加载不同大小预压力，可满足各类圆锥滚子轴承选垫测量预压需求，还能提高预压力重复精度；
35.使用过程无需搬动变速箱壳体或轴系，操作便捷，提高选垫测量效率，优化手动/半自动选垫工艺所需工时；
36.结构简单，体积小，重量轻，降低成本。
附图说明
37.图1是本实用新型一实施例提供的用于圆锥滚子轴承选垫的预压装置的结构示意图；
38.图2是图1的剖视图；
39.图3是图1所示的用于圆锥滚子轴承选垫的预压装置进行选垫测量时的剖视图。
40.说明书中的附图标记如下：
41.1、本体支架；11、第一导向安装孔；111、第一孔段；112、第二孔段；12、底板；121、螺栓孔；13、立柱；14、悬臂；
42.2、加载机构；21、第二导向安装孔；22、加载支架；23加载结构；231、加载杆；232、预压头；2321、刚性段；2322、小刚性端；233、第二上限位结构；234、第二下限位结构；24、弹性件；
43.3、预压导向机构；31、预压导向杆；32、第一衬套；33、预压操纵件；34、第二衬套；35、第一上限位结构；36、第一下限位结构；361、第一限位块；362、第二限位螺母；37、固定螺母；
44.4、限位机构；41、限位螺栓；42、第一限位螺母；
45.5、变速箱壳体；51、合箱面；6、圆锥滚子轴承；61、轴承外圈；62、轴承内圈。
具体实施方式
46.为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
47.如图1至图3所示，本实用新型实施例提供的用于圆锥滚子轴承选垫的预压装置，包括本体支架1、预压导向机构3、限位机构4和加载机构2；
48.本体支架1用于定位在变速箱壳体5的合箱面51上；
49.预压导向机构3设于本体支架1上，并能在外力作用下相对于本体支架1上下活动；
50.限位机构4用于限制预压导向机构3的预压轨迹；
51.加载机构2设于预压导向机构3上，加载机构2上设有用于抵接圆锥滚子轴承6的轴承外圈61的端面的多个加载部，多个加载部绕轴承外圈61的周向间隔设置。
52.其中，变速箱壳体5具有两个半壳，为方便后续表达，将两个半壳分别称为第一半壳和第二半壳，图3中示出了变速箱壳体5的第一半壳的局部，每个半壳用于与另一半壳对合的面即为变速箱壳体5的合箱面51；本技术预压装置的工作过程如下：
53.利用限位机构4设定好预压导向机构3的预压轨迹，进而能够在加载时限定预压装置对轴承外圈61的预压力；
54.将本体支架1定位在变速箱壳体5的合箱面51上，并使加载机构2对正待测圆锥滚子轴承6；具体地，本体支架1固定在变速箱壳体5的第一半壳上，且使本体支架1上的定位面与变速箱壳体5的合箱面51贴合；
55.施加外力使预压导向机构3下移，进而使加载部接触轴承外圈61的端面(指轴承外圈61背离第一半壳的一端的端面)，继续下移预压导向机构3，直至限位机构4限制预压导向机构3下移，即达到设定的预压力；
56.旋转圆锥滚子轴承6的轴承内圈62，如10-20圈，使轴承内圈62和轴承外圈61进行磨合、贴合，达到相对稳定状态；
57.再以变速箱壳体5的合箱面51为基准面，轴承外圈61的端面为测量面，测量变速箱壳体5的合箱面51与轴承外圈61的端面之间的距离a；通过x＝a-a+t，可计算出x；其中，x为所需选择装配于第二半壳内的轴承外圈61端面的垫片的厚度，a为第二半壳上端孔的深度，t为根据产品需求预设的预紧量。
58.本实用新型实施例提供的用于圆锥滚子轴承选垫的预压装置，与现有技术相比，本体支架1定位在变速箱壳体5的合箱面51的局部上，且部分变速箱壳体5的合箱面51露出本体支架1，加载机构2加载时，加载部之间有间隔而能露出轴承外圈61端面的局部，从而能以变速箱壳体5的合箱面51为基准面，以轴承外圈61的端面为测量面，进行直接选垫测量，减少产生误差因素，提高选垫精度及真实性，从而优化装配的变速器的nvh、效率、寿命等设计指标；
59.多个加载部绕轴承外圈61的周向间隔设置，除了方便直接选垫测量外，测量时加载部抵接圆锥滚子轴承6的轴承外圈61的端面，而不会包裹轴承外圈61，还有利于对轴承外圈61进行均匀加载，避免轴承外圈61产生水平位移，减小测量误差，提高选垫精度及真实性，减少轴承外圈61质量风险；
60.通过限位机构4限制预压导向机构3的预压轨迹，而实现限制预压力，能根据需要加载不同大小预压力，可满足各类圆锥滚子轴承选垫测量预压需求，还能提高预压力重复精度；
61.使用过程无需搬动变速箱壳体或轴系，操作便捷，提高选垫测量效率，优化手动/半自动选垫工艺所需工时；
62.结构简单，体积小，重量轻，降低成本。
63.具体地，如图1所示，本体支架1包括底板12、立柱13和悬臂14，立柱13设于底板12上，悬臂14的一端设于立柱13上，预压导向机构3设于悬臂14的另一端，底板12上设有两个
用于穿设连接变速箱壳体5的紧固螺栓的螺栓孔121，底板12的底面与变速箱壳体5的合箱面51贴合。结构简单，通过紧固螺栓穿过底板12和变速箱壳体5上的螺栓孔，即可实现底板与变速箱壳体5的固定，方便选垫测量。
64.在一实施例中，如图2所示，预压导向机构3包括预压导向杆31和第一衬套32；
65.本体支架1上设有第一导向安装孔11，第一导向安装孔11包括第一孔段111和第二孔段112；
66.预压导向杆31穿设于第一导向安装孔11，与第一孔段111螺接；
67.第一衬套32固定于第二孔段112内，第一衬套32的内周与预压导向杆31间隙配合，以将预压导向杆31相对于本体支架1的移动方向限定在竖直方向上；
68.加载机构2设于预压导向杆31上。
69.旋转预压导向杆31时，预压导向杆31会相对于本体支架1上下活动，且第一衬套32起到导正预压导向杆31的作用，保证预压导向杆31相对于本体支架1的移动方向在竖直方向上，从而提高预压加载的垂直度，提高选垫精度。
70.具体地，第一衬套32为无油衬套，第二孔段112为光孔段，第一衬套32嵌于光孔段，第一衬套32的外周与光孔段的孔壁过盈配合。
71.在一实施例中，如图1和图2所示，预压导向机构3还包括预压操纵件33，预压操纵件33设于预压导向杆31上，并用于在外力作用下带动预压导向杆31转动，方便选垫测量过程中，上下移动预压导向杆31。
72.在一实施例中，如图2所示，限位机构4包括限位螺栓41；限位螺栓41螺接于本体支架1上，用于抵接预压操纵件33。
73.预压操纵件33施加转动力矩使预压导向杆31下移时，预压操纵件33随预压导向杆31下移至与限位螺栓41抵接时，预压导向杆31的下移受限，从而实现限制预压导向机构3的预压轨迹，因此，一方面能通过转动限位螺栓41至不同高度位置，预设预压导向机构3的不同预压轨迹，从而限制对轴承外圈的预压力大小，满足各类圆锥滚子轴承选垫测量预压需求，另一方面还可在限位螺栓41上做位置标记，保证对同一型号圆锥滚子轴承选垫的重复精度；限位机构4结构简单，造价低，使用方便。
74.具体地，预压导向杆31上设有方头，预压操纵件33上设有方孔，方头嵌于方孔内，实现预压导向杆31与预压操纵件33的周向限位，保证两者同步转动，预压操纵件33的下端抵接于预压导向杆31上的限位台阶上，预压导向杆31上螺接有固定螺母37，固定螺母37将预压操纵件33抵紧于限位台阶上，以此实现预压导向杆31与预压操纵件33的轴向限位，结构简单，易于装配。
75.每次正式使用前，先向预压操纵件33施加转动力矩，使预压操纵件33、预压导向杆31和加载机构2整体相对于本体支架1上移至极限位置，再将本体支架1固定于变速箱壳体上，即可进行加载。
76.在一实施例中，如图2所示，限位机构4还包括第一限位螺母42，第一限位螺母42螺接于限位螺栓41上，并抵接于本体支架1的背离预压导向机构3的预压方向的一侧。
77.预压装置正式使用前，先调整限位螺栓41上下位置，对所需的预压力进行设定，设定完成使用第一限位螺母42固定，并在限位螺栓41上沿第一限位螺母42划线标记，以便重复进行选垫测量；
78.第一限位螺母42抵接本体支架1的背离预压导向机构3的预压方向的一侧，能够防止限位螺栓41在预压操纵件33的压力下相对于本体支架1下移，防止对轴承外圈的过度施压，提高选垫精度，避免轴承外圈损坏；需要调节限位螺栓41的高度位置，相应地调节第一限位螺母42的位置并转动限位螺栓41即可，操作方便；限位机构4结构简单，造价低。
79.在一实施例中，如图1和图2所示，预压导向机构3还包括第二衬套34、第一上限位结构35和第一下限位结构36；
80.加载机构2上设有第二导向安装孔21，第二衬套34嵌于第二导向安装孔21内；第二衬套34固定于第二导向安装孔21内，第二衬套34的内周与预压导向杆31间隙配合，以将加载机构2相对于本体支架1的移动方向限定在竖直方向上；
81.第一上限位结构35和第一下限位结构36设于预压导向杆31上，加载机构2夹紧于第一上限位结构35和第一下限位结构36之间。
82.通过第二衬套34导正预压导向杆31，第一上限位结构35和第一下限位结构36配合实现加载机构2与预压导向杆31在上下方向上的限位，保证加载机构2与预压导向杆31的装配精度，从而提高预压加载的垂直度，进而提高选垫精度。
83.具体地，第二衬套34为无油衬套，第二导向安装孔21为光孔，第二衬套34嵌于光孔，第二衬套34的外周与光孔的孔壁过盈配合。
84.具体地，第一上限位结构35和第一下限位结构36中的一个结构为一体形成于预压导向杆31上的限位台阶，另一个结构包括第一限位块361和第二限位螺母362，加载机构2在上下方向上的一侧与限位台阶抵接，另一侧与第一限位块361抵接，第二限位螺母362螺接于预压导向杆31上并朝向加载机构2锁紧第一限位块361。
85.在一实施例中，如图1和图2所示，加载机构2包括加载支架22、加载结构23和弹性件24；加载支架22设于预压导向机构3上；
86.加载结构23设为多个，每个加载结构23可上下滑动地设于加载支架22上，加载部设于加载结构23的底部；
87.加载支架22与每个加载结构23之间均设有弹性件24，以使加载结构23能够在外力作用下相对于加载支架22在上下方向上浮动。
88.加载时，加载机构2随预压导向杆31向下移动，直至加载面与轴承外圈抵接后，加载支架22相对于加载结构23下移，并通过弹性件24传递加载力至加载结构23，加载过程中，弹性件24一方面使多个加载结构23具有一定的浮动性，保证加载时加载部与轴承外圈更贴合，另一方面还可以加大加载行程，提高加载力的重复精度。
89.具体地，加载部为加载结构23上的加载面，增加加载部与轴承外圈的接触面积，弹性件24使得加载面与轴承外圈平行、贴合，有利于提高选垫精度。
90.在一实施例中，如图1和图2所示，加载结构23包括加载杆231、第二上限位结构233和第二下限位结构234；
91.加载杆231滑动穿设于加载支架22上，加载部设于加载杆231的底部；
92.第二上限位结构233和第二下限位结构234设于加载杆231上，第二上限位结构233用于抵接加载支架22的上侧，弹性件24弹压于加载支架22的下侧与第二下限位结构234之间。
93.第二上限位结构233限制加载杆231相对于加载支架22下行的极限位置，防止加载
杆231向下脱出加载支架22，第二下限位结构234和加载支架22支撑弹性件24，使得加载支架22能相对于加载杆231向下移动，同时将预压力通过弹性件24传递至加载杆231上，再通过加载杆231作用到轴承外圈上，保证对轴承外圈61垂直加载。结构简单，从本体支架1用于定位在变速箱壳体5的合箱面51的部位到预压末端连接结构简单，累计公差少，同时第一衬套32、第二衬套34和弹性件24的设置，使得预压力与轴承外圈61垂直度大大提高，从而能够显著提高选垫精度及真实性。
94.具体地，第二上限位结构233和第二下限位结构234中的一个结构为一体形成于预压导向杆31上的限位台阶，另一个结构包括第三限位螺母，第三限位螺母螺接于加载杆231上。优选地，两个第三限位螺母，或一个第三限位螺母配合一个垫片实现加载杆231相对于加载支架22下行位置的限制。
95.在一实施例中，如图1和图2所示，加载结构23还包括螺接于加载杆231底端的预压头232，预压头232的顶部抵接第二下限位部的底侧；加载部为设于预压头232底部的加载面；预压头232的用于连接加载杆231的一端的刚性大小另一端的刚性。
96.预压头232的一端刚性较大，保证与加载杆231的装配精度，保证平面度，另一端刚性较小，避免加载过程中磨损轴承外圈61。
97.具体地，预压头232的用于连接加载杆231的一段(即刚性段2321)采用不锈钢加工而成，预压头232在加载方向上的一端(即小刚性端2322)采用尼龙加工而成。
98.在一实施例中，如图2和图3所示，加载结构23设为三个，三个加载结构23绕轴承外圈61的周向呈圆形阵列布置。设置三个加载结构23，所有加载面更易同时贴紧轴承外圈61，使加载力更垂直，提高选垫精度及真实性。
99.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。