用于动力传输部件的差动轴承系统和用于组装动力传输部件的方法

摘要

一种动力传输部件，其包括壳体、差速器箱、联接至该差速器箱以随之旋转的环形齿轮、与该环形齿轮啮合的游星齿轮、轴承座、差动轴承和挡圈。该壳体具有轴承安装孔和挡圈凹槽。轴承座被接收在轴承安装孔中。差动轴承被设置在差速器箱和轴承座之间。挡圈被接收在挡圈凹槽中，并且挡圈的厚度被定尺寸为a)控制环形齿轮和游星齿轮之间啮合的图案，b)保持对该差动轴承预定的预加载，或者c)控制环形齿轮和游星齿轮之间啮合的图案和保持对该差动轴承预定的预加载。

说明书

技术领域

本发明涉及用于动力传输部件的差动轴承系统和用于组装动力传输部件的相关方 法。

背景技术

本部分提供与本发明相关的背景信息，其并非必然是现有技术。

诸如车桥总成之类的各种动力传输部件可包括将差速器总成旋转地支撑在壳体中 的差动轴承。可以采用差速器总成相对于壳体的侧对侧定位，来获得环形齿轮和游星 齿轮所期望的啮合。另外，差动轴承典型地被预加载。因此，在本领域中仍然需要一 种动力传输部件，其具有允许差速器总成的侧对侧定位和/或以良好受控方式的差动轴 承的预加载的配置。

发明内容

本部分提供本发明的概括性综述，而不是其完整范围或者其全部特征的全面公开。

在一种形式中，本发明提供一种动力传输部件，其包括壳体、差速器箱、环形齿 轮、游星齿轮、轴承座、差动轴承和挡圈。该壳体具有轴承安装孔和挡圈凹槽。该差 速器箱被接收在该壳体中。该环形齿轮被联接至该差速器箱以共同旋转。该游星齿轮 被安装在该壳体中并且与该环形齿轮啮合。该轴承座被接收在该轴承安装孔中。该差 动轴承被设置在该差速器箱和该轴承座之间。该挡圈被接收在该挡圈凹槽中，该挡圈 的厚度被定尺寸为a)控制该环形齿轮和该游星齿轮之间啮合的图案，b)保持对该差 动轴承预定的预加载，或者c)控制该环形齿轮和该游星齿轮之间啮合的图案和保持对 该差动轴承预定的预加载。

在另一种形式中，本发明提供了一种动力传输部件，其包括壳体、差速器箱、环 形齿轮、游星齿轮、一对轴承座、一对差动轴承和一对挡圈。该壳体具有一对轴承安 装孔和一对挡圈凹槽。该差速器箱被接收在该承载壳体中。该环形齿轮被联接至该差 速器箱以共同旋转。该游星齿轮被安装在该壳体中，并且与该环形齿轮啮合。每个该 轴承座被接收在对应的一个该轴承安装孔中，以使该差速器箱被设置在该对轴承座之 间。每个该差动轴承被设置在该差速器箱和该对应的一个轴承座之间。每个该挡圈被 接收在对应的一个该挡圈凹槽中。该挡圈的厚度被定尺寸为控制该环形齿轮和游星齿 轮之间啮合的图案和保持对该差动轴承预定的预加载。

在又一种形式中，本发明提供了一种用于组装动力传输部件的方法。该方法包括： 提供带有轴承安装孔的壳体；将游星齿轮组装至该壳体；提供安装至差速器箱的环形 齿轮；将差速器箱、一对差动轴承和一对轴承座定位在该壳体中，以使该环形齿轮被 啮合至该游星齿轮；通过该差速器箱、该差动轴承和该轴承座施加预定的轴向压缩载 荷；确定该差速器箱以期望的方式沿着该差速器箱的旋转轴线被轴向定位，以使该环 形齿轮和该游星齿轮以期望的方式啮合；将一对挡圈中的每一个的厚度定尺寸为使当 该挡圈被安装至该壳体时，该挡圈被配置为保持该差速器箱和该壳体之间的相对定位， 以使该环形齿轮和该游星齿轮以期望的方式啮合，以及预定最小的预加载被保持在该 差动轴承上；并且将该挡圈插入该壳体中的一对挡圈凹槽中，每个挡圈邻接对应的一 个该轴承座的外侧轴向面。

应用性的进一步领域将从这里提供的说明变得显而易见。本综述中的说明和特定 示例仅旨在例示的目的，并非旨在限制本发明的范围。

附图说明

这里描述的附图仅用于例示选定实施例的目的，并非所有可能的实施方式， 且不旨在限制本发明的范围。

图1是具有根据本发明教导构制的动力传输部件(即后轴总成)的车辆的示 意图；和

图2是沿差速器总成的旋转轴线截取的图1的后轴总成的局部剖面图；

图3是图1的后轴总成一部分的剖面图，该后轴总成被设置在具有用以定位 差速器总成的两个滑枕的装配机中；和

图4是类似于图2的视图，但例示根据本发明教导构制的另一动力传输部件。

在附图中的几个视图中，对应的附图标记表示对应的部件。

具体实施方式

参见附图中的图1，示例性的车辆10被示意性地例示为具有根据本发明教导 构制的动力传输部件(即所提供的特定示例中的后轴总成24)。然而，将会意识 到，本发明的教导已经应用于其它动力传输部件，诸如动力输出单元和变速器箱。 像这样，这里描述的和在附图中例示的特定示例将不被理解为以任何方式限制本 发明的范围。车辆10可包括动力传动机构12和驱动机构14。动力传动机构12可 包括用于产生推进动力的任何装置，诸如内燃机16和/或电动机(未示出)，以及 包括常规的变速器18。变速器18可接收来自推进动力产生装置的旋转动力(例如， 间接地，通过常规的离合器和/或转矩变换器)，和能够在将推进动力输出至驱动 机构14之前执行减速/转矩倍增功能。

驱动机构14可以任何期望的方式配置，以将从变速器18接收的推进动力传 输至一组或多组车轮20。在这方面，本领域技术人员将意识到，驱动机构14可具 有两轮驱动配置，或者一种四轮或全轮驱动配置(例如，全时四轮驱动，分时四 轮驱动)类型。在所提供的特定示例中，驱动机构14具有后轮驱动配置，并且包 括传动轴22和后轴总成24。从变速器18输出的旋转动力可由传动轴22接收，和 被传输至后轴总成24，该旋转动力在后轴总成24中可以预定方式被选择性地分别 分配至左后轮20a和右后轮20b。

参见图2，后轴总成24可包括轴壳总成30、游星齿轮32、差速器总成34、 环形齿轮36、一对轴承座38、一对差动轴承40、一对挡圈42、一对半轴轴承或 外侧轴承44，以及一对半轴46。

轴壳总成30可包括承载壳体54、一对半轴密封件56，和盖(未示出)。承 载壳体54可限定空腔58、一对轴承安装孔60和一对挡圈凹槽62。空腔58可被 定尺寸为在其中接收差速器总成34。轴承安装孔60可被设置在空腔58的相对两 侧。每个轴承安装孔60可延伸通过承载壳体54的一侧，并且可贯穿空腔58。在 所提供的特定示例中，每个轴承安装孔60在其长度上是均一的圆柱形。然而将会 意识到，轴承安装孔60可被不同地配置(例如，沿直径方向的阶梯状)。每个挡 圈凹槽62可被沿着对应的一个轴承安装孔60的长度而形成，并且与对应的一个 轴承安装孔60同心。每个半轴密封件56可被接收在对应的一个轴承安装孔60的 外侧端中，并且可被配置为将承载壳体54和相关的一个半轴46密封地接合。所 述盖可被固定地但可拆除地联接至承载壳体54，以关闭空腔58的一侧。

游星齿轮32可被接收在承载壳体54中，并经由一或多个游星齿轮轴承(未 示出)被用于旋转地支撑。游星齿轮32可接收来自传动轴22(图1)的旋转动力。

差速器总成34可包括差速器箱70，和具有一对输出构件74的动力传输装置 或差速器总成72。差速器箱70可包括环状壁构件80和可被固定至壁构件80的凸 缘构件82。环状壁构件80可限定一差速器腔88，动力传输装置72可被设置在差 速器腔88中。环状壁构件80可进一步限定形成在差速器箱70的相对轴向端中的 一对沉孔90。动力传输装置72可包括用于将旋转动力从差速器箱70传输至输出 构件74的任何装置，以及可包括用于在一对输出构件74之间提供速度/转矩差分 的机构。在一种形式中，输出构件74或许能被固定至差速器箱70以共同旋转， 从而使一对输出构件74之间的速度和转矩差分被禁止。在另一种形式中，输出构 件74或许可被关联于可在一对输出构件74之间提供速度/转矩差分的机构。例如， 输出构件74或许能为离合器(例如摩擦离合器)的一部分。在所提供的特定示例 中，输出构件74为差动齿轮组中的侧齿轮94，而且差动齿轮组可包括十字销96、 可旋转地安装在十字销96上的一对游星齿轮98、与游星齿轮98啮合的侧齿轮94、 以及两组摩擦片100。每组摩擦片100具有一组交错的片构件，其中一些片构件被 联接至差速器箱70以随之旋转，其它一些片构件被联接至相关的一个侧齿轮94 以随之旋转。如本领域普通技术人员将意识到的，完全可选的这些组摩擦片100 在动力传输装置72中提供限滑性能。

环形齿轮36可被固定地联接至凸缘构件82，以使差速器箱54和环形齿轮36 共同旋转。环形齿轮36与游星齿轮32啮合地接合。

差动轴承40可以是常规的轴承，其具有内轴承座圈106、外轴承座圈108以 及设置在内轴承座圈106和外轴承座圈108之间的多个轴承元件110(例如，锥形 滚柱)。每个外轴承座圈108可被接收在差速器箱70中的相关的一个沉孔90中， 并且抵靠壁构件80。

每个轴承座38可包括主体部120、鼻部122，以及轴向地设置在主体部120 和鼻部122之间的肩壁124。轴孔126可被形成为轴向地通过每个轴承座38，用 以接收从中穿过的相关的一个半轴46。主体部120可被定尺寸为紧密地配合(例 如滑动配合，线对线配合，压配合)在承载壳体54中的对应的一个轴承安装孔60 中。将会意识到，主体部120和对应的轴承安装孔60之间的配合可被配置为允许 轴承座38在对应的轴承安装孔60中的轴向滑动移动，但使轴承座38的纵向中心 线紧紧地对准轴承安装孔60的纵向轴线。鼻部122的直径可小于主体部120，以 便轴承元件110和/或内轴承座圈106可被通过轴承安装孔60接收。肩壁124可从 鼻部122径向向外延伸，并且可邻接内轴承座圈106。

每个挡圈42可被接收在承载壳体54中的对应的一个挡圈凹槽62中。每个挡 圈42可具有外侧轴向面130和内侧轴向面134，外侧轴向面130可抵靠对应的一 个挡圈凹槽62的外侧面132，内侧轴向面134可抵靠对应的一个轴承座38的外侧 轴向面136。

每个外侧轴承44可被接收在对应的一个轴承安装孔60中，轴承安装孔60可 被定位为支撑对应的一个半轴46以相对于承载壳体54旋转。在所提供的特定示 例中，外侧轴承44包括滚针轴承。

将会意识到，差速器箱70被定位在承载壳体54内(沿差速器总成34的旋转 轴线150)，以使环形齿轮36和游星齿轮32彼此适当地啮合。由于制造公差，可 能必需控制差速器箱70沿旋转轴线150的轴向位置，以达到环形齿轮36和游星 齿轮32之间期望的啮合。像这样，挡圈凹槽的外侧轴向面132和轴承座38的外 侧轴向面136之间以及轴总成之间的轴向间距可从一侧至另一侧变化。因此，每 个挡圈42可被选择为使其厚度在给定情况下与外侧轴向面132和136之间的轴向 间距特别地匹配。换言之，每个挡圈42被选择为配合对应的一对外侧轴向面132 和136之间的轴向间距A。

参见图2和图3，一种用于组装(后)轴总成24的方法可包括使用一对滑枕 R，该对滑枕R共同协作而将预定压力施加至差速器总成34、差动轴承40和轴承 座38，以沿着旋转轴线150轴向移动差速器总成34、差动轴承40和轴承座38， 从而使环形齿轮36和游星齿轮32恰当地啮合。差速器总成34的每个轴向侧上的 外侧轴向表面132和136之间的轴向间距A可被确定，而且挡圈42可被选择以与 所确定的轴向间距A相匹配。用于确定每个轴向间距A的尺寸的一种方法可能是 包括在环形齿轮36已经被啮合至游星齿轮32之后，例如经由探针或者以光学方 式测量承载壳体54和轴承座38上的特征。用于确定每个轴向间距A的尺寸的另 一种方法可能是包括在环形齿轮36已经啮合至游星齿轮32之后，基于差速器箱 70上的数据及其沿旋转轴线150的位置的分析。

差速器总成34、差动轴承40和轴承座38(作为一个整体)可沿着旋转轴线 150在第一方向上被轴向移动一个量，该量允许挡圈中的第一个被接收通过轴承安 装孔60中的第一个并进入第一个对应的一个挡圈凹槽62中。将会意识到，挡圈 42可以任何期望的方式被安装入承载壳体54，诸如使用手工工具手动地进行，或 者经由自动操作，该自动操作使用模仿(mimic)经由手工工具的手动安置的机器， 或者使用允许挡圈42随着其在轴向方向上移动至对应的一个轴承安装孔60中被 径向压紧的截头圆锥形工具。差速器总成34可沿着旋转轴线150在相对的方向上 轴向移动，以使(被安置的)挡圈42抵靠对应的外侧轴向表面132和136。

力可被施加至承载壳体54，而使承载壳体54弹性地变形，以允许相对的挡圈 42被接收在相对的挡圈凹槽62中。这种用于暂时地变形承载壳体的技术在本领域 是已知的，这样这种技术的详细讨论不需要在此提供。替代地，轴向力可被施加 至相对的挡圈42，而在轴承安装孔60中移动相对的挡圈42，以使其可被接收在 相对的挡圈凹槽62中。将会意识到，由于轴向间距A在预定的轴向压缩载荷或者 力被施加至差速器总成34、差动轴承40和轴承座38时被测量，对应地定尺寸(即 厚度)的挡圈42的使用控制环形齿轮36和游星齿轮32的啮合，以及导致以类似 的(因此已知的)方式预加载差动轴承。换言之，挡圈42可以根据其厚度被选取， 以控制环形齿轮36和游星齿轮32之间啮合的图案和/或保持对差动轴承40预定的 预加载。

根据本发明的教导构制的另一动力传输部件在图4中示出。该动力传输部件 可大体上类似于以上描述的动力传输部件，除了每个差动轴承40'的内轴承座圈 106'可与对应的轴承座38'之一单一地且整体地形成(即内轴承座圈106'和轴承座 38'可形成为单个部件，以使这些部件不需要被组装，并且不能被拆分)。

实施例的前述说明已被提供用于例示和说明的目的。其并非旨在穷举或者限 制本发明。即使没有逐一地示出或描述，特定实施例的单独要素或特征一般并不 局限于该特定实施例，而是在适用的地方是可互换的和可用于选定实施例中。相 同的要素或特征也可以许多方式变化。这些变化不被认为是背离本发明，而且所 有这些变更旨在被包括在本发明的范围内。