本發明涉及一種驅動輪軸承和該驅動輪軸承的制造方法,特別是涉及這樣一種驅動輪軸承,其中,輪軸承的輪轂或內圈經由端面花鍵聯接至等速萬向節。
背景技術:
通常,用于車輛的輪軸承用于將車輪安裝到車體上,從而車輛的車輪可以無摩擦損失地順暢地旋轉。
而且,用于車輛的動力傳送裝置通常具有等速萬向節,所述動力傳送裝置將由車輛的引擎產生的動力傳送至車輪。
當車輛在行進中彈回(rebound)或車輛轉向時,等速萬向節用于將引擎的動力順暢地傳送至車輪,同時吸收在直徑方向上的移位、在軸向上的移位、或來自車輪的力矩的移位。
最近,需要提高車輛的燃油經濟性以便節省資源并減少污染物的排放。為了滿足該需求,提出了一種用于車輛的動力傳送裝置的動力傳送結構,其中,等速萬向節直接連接到用于旋轉支撐車輪的輪軸承,以便提高組件特性和可維護性以及減輕重量。
圖1示出了驅動輪軸承的示例,其中,等速萬向節整體地和可旋轉地聯接至輪軸承,以便對應于前面所述的動力傳送結構。
等速萬向節20穿透性地插入到輪軸承10中,并且輪軸承10和等速萬向節20通過花鍵30整體地和可旋轉地聯接。
輪軸承10包括:輪轂12,輪轂12整體地和可旋轉地緊固至車輪(未示出);外圈14,其徑向地定位在輪轂12的外部,以便可旋轉地支撐輪轂12并且緊固至固定本體(例如,車體或關節)并且被固定本體支撐;內圈16,其通過與輪轂12的外圓周表面配合而整體地和可旋轉地安裝至輪轂12;以及滾動元件18,其插入在輪轂12和外圈14之間以及內圈16和外圈14之間,并且能夠使輪轂12和內圈16相對于外圈14旋轉。
等速萬向節20穿過輪轂12,并且通過花鍵30而整體地和可旋轉地聯接至輪轂12的內圓周表面。而且,鎖定螺母40聯接至等速萬向節20的軸向外頂端部,以便防止輪轂12和等速萬向節20在軸向上分離。
花鍵30包括齒和齒槽,所述齒和齒槽周向地、交替地并且連續地形成在等速萬向節20的軸部分的外圓周表面上,其通過與輪轂12配合而安裝至輪轂12。此外,花鍵30包括齒和齒槽,所述齒和齒槽交替地并且連續地形成在輪轂12的內圓周表面上,等速萬向節20的軸部分與輪轂12配合。
因此,當等速萬向節20的齒插入并且聯接至輪轂12的齒槽,并且輪轂12的齒插入到并且聯接到等速萬向節20的齒槽時,輪轂12和等速萬向節20聯接成通過齒和齒槽之間的接合而整體地可在圓周方向上旋轉。
因此,通過輪軸承10的輪轂12,引擎的旋轉動力經由等速萬向節20被傳輸至車輪。
然而,在相關技術中的輪軸承和等速萬向節之間的聯接結構中,有必要在齒之間存在預定的間隙,以便通過花鍵將輪轂和等速萬向節聯接。因此,問題在于,當負載(當驅動車輛時產生的)被施加在輪轂和等速萬向節之間的聯接部時,間隙被增大,產生噪音,由于花鍵聯接部而使得設計自由度變差,由于等速萬向節的花鍵聯接部而難以實現重量減輕。
技術實現要素:
【技術問題】
本發明努力提供如下的驅動輪軸承,其中,輪轂或內圈通過端面花鍵整體地和可旋轉地聯接至等速萬向節,從而引擎的動力可以通過等速萬向節和輪軸承而順暢地傳輸至車輪,并且還提供一種驅動輪軸承的制造方法。
【技術方案】
本發明的示例性實施方式提供了一種驅動輪軸承,其包括:輪轂,其整體地和可旋轉地緊固到車輪,具有形成在一個頂端部上的端面花鍵,并且包括具有外圓周表面的圓柱部;內圈,所述內圈通過與所述輪轂的外圓周表面配合而整體地和可旋轉地聯接至所述輪轂;外圈,所述外圈徑向地定位在所述輪轂和所述內圈的外部,并且可旋轉地支撐所述輪轂和所述內圈;滾動元件,所述滾動元件插入在所述外圈和所述輪轂之間以及在所述外圈和所述內圈之間;以及驅動構件,所述驅動構件具有整體地和可旋轉地聯接至所述輪轂的所述端面花鍵的端面花鍵,以便接收來自引擎的動力并且將接收到的動力通過所述輪轂傳輸至所述車輪,其中,所述輪轂和所述驅動構件的每一者的端面花鍵具有這樣的結構:具有相同尺寸的齒和具有相同尺寸的齒槽徑向延伸、交替并且連續地在圓周方向上布置,并且無間隙地彼此嚙合。
螺紋部可以形成在所述輪轂的外圓周表面上,以及螺母可被緊固到所述螺紋部上,以便防止與所述輪轂的外圓周表面配合并且聯接至所述輪轂的外圓周表面的所述內圈軸向分離。
本發明的另一示例性實施方式提供了一種驅動輪軸承,包括:輪轂,所述輪轂整體地和可旋轉地緊固到車輪上,并且包括具有外圓周表面的圓柱部;內圈,所述內圈通過與所述輪轂的外圓周表面配合而整體地和可旋轉地聯接至所述輪轂,并且包括具有形成在其頂端部上的端面花鍵的圓柱部;外圈,所述外圈徑向地定位在所述輪轂和所述內圈外部并且可旋轉地支撐所述輪轂和所述內圈;滾動元件,所述滾動元件插入在所述外圈和所述輪轂之間以及在所述外圈和所述內圈之間;以及驅動構件,所述驅動構件具有整體地和可旋轉地聯接至所述內圈的所述端面花鍵的端面花鍵,以便接收來自引擎的動力并且將接收到的動力傳輸至所述車輪,其中,所述內圈和所述驅動構件的每一者的端面花鍵具有這樣的結構:具有相同尺寸的齒和具有相同尺寸的齒槽徑向延伸、交替并且連續地在圓周方向上布置,并且無間隙地彼此嚙合。
階梯部臺階式徑向向內,所述階梯部可以形成在所述輪轂的所述圓柱部的所述外圓周表面上;軸向花鍵可以形成在所述階梯部上;軸向花鍵可以形成在所述內圈的內圓周表面上,當所述階梯部以壓入配合方式聯接至所述內圈的內圓周表面時,所述軸向花鍵對應于所述輪轂的軸向花鍵;以及各個軸向花鍵可以具有齒和齒槽,所述齒和齒槽軸向延伸,并且在圓周方向上交替地布置。
本發明的另一示例性實施方式提供一種驅動輪軸承,包括:輪轂,所述輪轂被緊固至車輪,以便與所述車輪整體地可旋轉;內圈,所述內圈通過與所述輪轂的內圓周表面配合而整體地和可旋轉地聯接至所述輪轂,并且包括具有形成在其一個頂端部上的端面花鍵的圓柱部;外圈,所述外圈徑向地定位在所述輪轂和所述內圈外部并且可旋轉地支撐所述輪轂和所述內圈;滾動元件,所述滾動元件插入在所述外圈和所述輪轂之間以及在所述外圈和所述內圈之間;以及驅動構件,所述驅動構件具有整體地和可旋轉地聯接至所述內圈的所述端面花鍵的端面花鍵,以便接收來自引擎的動力并且將接收到的動力傳輸至所述車輪,其中,所述內圈和所述驅動構件的每一者的端面花鍵具有這樣的結構:具有相同尺寸的齒和具有相同尺寸的齒槽徑向延伸、交替并且連續地在圓周方向上布置,并且無間隙地彼此嚙合。
階梯部臺階式徑向向內,所述階梯部可形成在所述內圈的所述圓柱部的所述外圓周表面上;軸向花鍵可形成在所述階梯部上;軸向花鍵可以形成在所述輪轂的內圓周表面上,當所述階梯部以壓入配合方式聯接至所述輪轂的內圓周表面時,所述軸向花鍵對應于所述內圈的軸向花鍵;以及各個軸向花鍵可具有齒和齒槽,所述齒和齒槽軸向延伸,并且在圓周方向上交替地布置。
軌道形成部可形成在所述內圈的所述圓柱部的其它頂端表面上,從而防止所述內圈和所述輪轂軸向上分離。
每一齒的壓力角可為30°至45°。
每一齒的齒頂相對于每一齒的豎直軸線的齒角度以及每一齒的齒底相對于豎直軸線的齒角度可為0.5°至5.0°。
所述齒槽的齒槽深度可至少為1.0mm至3.0mm。
在從一部分到所述齒的徑向外端的一段中齒高度可以為2mm或更大,在所述部分中,齒長度比為1.5或更大,所述齒長度比為沿著齒長度在徑向向外的方向上從齒的徑向內端到預定點的齒長度與沿著齒長度從所述預定點到徑向外端的齒長度之間的比。
在所述輪轂的所述端面花鍵的所述齒和所述驅動構件的所述端面花鍵的所述齒分別插入并且聯接至所述驅動構件的所述端面花鍵的齒槽和所述輪轂的所述端面花鍵的齒槽的狀態中,所述輪轂或所述驅動構件的端面花鍵的齒和所述驅動構件或所述輪轂的端面花鍵的齒槽的下表面之間的間隙可為0.2mm至0.7mm。
彎曲表面可形成在所述齒的脊部和谷部處,并且彎曲表面的曲率半徑可為0.7mm或更小。
包括齒和齒槽的端面花鍵部可具有通過熱處理形成的硬化部。
所述硬化部可被熱處理以具有大約30HRC至60HRC的羅克韋爾硬度。
所述硬化部的硬化深度可達4mm,有效硬化深度可為2.5mm至4mm,以及在谷部處的硬化深度可為2mm或更大。
所述驅動構件可包括接收來自引擎的動力的等速萬向節。
所述等速萬向節可具有嘴部,所述嘴部插入到所述輪轂的所述圓柱部;具有螺紋以及軸向延伸的緊固凹槽可形成在所述嘴部中;緊固螺栓可插入所述輪轂的圓柱部,并且螺紋緊固至所述嘴部的緊固凹槽,以及緊固螺栓的螺栓頭可被緊固成被在所述輪轂的所述圓柱部的內圓周表面上形成的軸向外頂端表面卡住。
本發明的另一示例性實施方式提供了一種用于制造驅動輪軸承的方法,所述方法包括:第一步:通過形成徑向延伸的凸緣、導向器、和在相對兩側上開口的圓柱部,制造第一預成型的輪轂;第二步:通過在所述第一預成型的輪轂的所述圓柱部的一個頂端表面上形成具有齒和齒槽的端面花鍵,形成第二預成型的輪轂;第三步:通過使螺紋部形成在所述第二預成型的輪轂的外圓周表面上,并且在所述導向器的外圓周表面和內圓周表面上執行車削加工,形成第三預成型的輪轂;第四步:通過對所述第三預成型的輪轂的所述外圓周表面進行熱處理,以便改善硬度和強度,形成第四預成型的輪轂;第五步:通過用于形成穿透所述凸緣的緊固孔的鉆孔、用于在所述緊固孔中形成螺紋的攻絲、以及用于對所述導向器的外圓周表面的一部分機械加工和對所述圓柱部的內圓周表面的一部分的車削加工,形成第五預成型的輪轂;以及第六步:在所述圓柱部的所述外圓周表面上,研磨坐落并且支撐有滾動元件的內滾道,并且超精確地精修所述內滾道。
所述第一步包括在預定的溫度下加熱材料并且通過利用熱鍛造模形成所述材料的熱鍛造過程。
所述第二步可包括通過利用冷鍛造模形成材料的冷鍛造過程。
所述第四步的熱處理可為高頻熱處理。
所述第四步的熱處理可為在端面花鍵和在軸向上從圓柱部的外圓周表面到凸緣的一部分的部分上執行,從而硬化部形成在所述圓柱部的所述外圓周表面上。
本發明的又一示例性實施方式提供一種用于制造驅動輪軸承的方法,所述方法包括:第一步:形成第一預成型的內圈,所述內圈具有在相對兩側上開口的圓柱部;第二步:通過在所述第一預成型的內圈的所述圓柱部的一個頂端表面上形成具有齒和齒槽的端面花鍵,形成第二預成型的內圈;第三步:通過對所述圓柱部的相對于所述第二預成型的內圈的端面花鍵在相對側定位的內圓周表面和外圓周表面上執行車削加工,形成第三預成型的內圈;第四步:通過對所述第三預成型的內圈的內圓周表面上的軸向花鍵進行拉削,形成第四預成型的內圈;第五步:通過對所述第四預成型的內圈進行熱處理而改善強度、硬度和韌性,形成第五預成型的內圈;以及第六步:通過執行寬度平坦表面研磨,以便確保所述圓柱部的大的端表面和小的端表面的平坦度,形成第六預成型的內圈;第七步:通過熱處理在所述圓柱部的所述外圓周表面上形成硬化部,形成第七預成型的內圈;第八步:通過對所述圓柱部的所述內圓周表面研磨,形成第八預成型的內圈;以及第九步:在所述圓柱部上研磨內滾道,并且超精確地精修所述內滾道。
所述第一步包括在預定的溫度下加熱材料并且通過利用熱鍛造模形成所述材料的熱鍛造過程。
所述第二步可包括通過利用冷鍛造模形成材料的冷鍛造過程。
所述第五步的熱處理可為淬火和回火熱處理。
所述第七步的熱處理可為高頻熱處理。
所述第八步可包括通過利用由特殊材料制成的拉削工具而對花鍵再加工,以防止由第五步和第七步中的熱處理引起的內圈的花鍵部分的熱變形。
本發明的另一實施方式提供了一種用于制造驅動輪軸承的方法,所述方法包括:第一步:形成具有在相對兩側上開口的圓柱部的第一預成型的內圈;第二步:通過在所述第一預成型的內圈的所述圓柱部的一個頂端表面上形成具有齒和齒槽的端面花鍵,形成第二預成型的內圈;第三步:通過對所述圓柱部的相對于所述第二預成型的內圈的端面花鍵在相對側定位的內圓周表面和外圓周表面上執行車削加工,形成第三預成型的內圈;第四步:通過對所述第三預成型的內圈的所述外圓周表面上的軸向花鍵進行加工,形成第四預成型的內圈;第五步:通過對所述第四預成型的內圈進行熱處理而改善強度、硬度和韌性,形成第五預成型的內圈;第六步:通過在對所述圓柱部的所述內圓周表面和所述外圓周表面熱處理之后精修研磨變形部,形成第六預成型的內圈;第七步:通過執行寬度平坦表面研磨,以確保所述圓柱部的大的端表面和小的端表面的平坦度,形成第七預成型的內圈;以及第八步:研磨所述圓柱部和內滾道的外徑,并且超精確地精修所述內滾道。
第一步可以包括在預定的溫度下加熱材料并且通過利用熱鍛造模形成所述材料的熱鍛造過程。
所述第二步可以包括通過利用冷鍛造模形成材料的冷鍛造過程。
所述第四步可以包括形成軸向花鍵的滾壓過程。
所述第五步的熱處理可為高頻熱處理。
【有益效果】
根據本發明的示例性實施方式的驅動輪軸承及其制造方法,輪軸承和等速萬向節通過形成在輪轂和內圈的軸向內頂端表面上的端面花鍵;和形成在等速萬向節的面向輪轂或內圈的軸向內頂端表面上的軸向外頂端表面的端面花鍵而整體地和可旋轉地聯接,因此,通過等速萬向節和輪軸承可以將引擎動力順暢地傳輸至車輪。
構成輪轂或內圈的端面花鍵的齒和齒槽與構成等速萬向節的端面花鍵的齒和齒槽具有相同的尺寸,因此,在將動力從等速萬向節傳輸至輪轂或內圈過程中施加在每一齒上的力被均勻地分布。因此,可以防止端面花鍵的裂開或損壞,并且將引擎的扭矩穩定地傳輸至輪軸承。
輪轂或內圈的端面花鍵和等速萬向節的端面花鍵由高碳鋼制成,并且被合適地熱處理以具有30HRC至60HRC的高硬度,從而耐久性是最佳的,因為端面花鍵的齒的強度由于熱處理而增大,并且使用壽命可以延長。
附圖說明
圖1為相關技術中的驅動輪軸承的剖面透視圖;
圖2為根據本發明的示例性實施方式的驅動輪軸承的剖視圖;
圖3為根據本發明的示例性實施方式的輪轂和等速萬向節的端面花鍵的前視圖;
圖4為根據本發明的示例性實施方式的輪轂和等速萬向節的端面花鍵的部分剖開透視圖;
圖5為根據本發明的示例性實施方式的輪轂和等速萬向節的端面花鍵的齒的側視圖;
圖6為示出根據本發明的示例性實施方式的輪轂和等速萬向節的端面花鍵的齒聯接的狀態的側視圖;
圖7為示出根據本發明的示例性實施方式的輪轂的制造過程的視圖;
圖8為根據本發明的另一示例性實施方式的驅動輪軸承的剖視圖;
圖9為示出根據本發明的另一示例性實施方式的內圈的制造過程的視圖;
圖10為根據本發明的又一示例性實施方式的驅動輪軸承的剖視圖;
圖11為示出根據本發明的另一示例性實施方式的內圈的制造過程的視圖。
具體實施方式
在下文中,本發明的示例性實施方式將通過參考附圖而詳盡地描述。
參考圖2,根據本發明的示例性實施方式的驅動輪軸承可以包括輪軸承100,其安裝車輪(未示出),從而車輪相對于車體旋轉;和等速萬向節200,其為驅動構件,等速萬向節200聯接至輪軸承100的旋轉元件并且通過輪軸承100的旋轉元件而將引擎的動力傳送至車輪。
車輛軸承100可以包括輪轂110,輪轂110整體地和可旋轉地緊固至車輪。
輪轂110可以包括在相對兩側處開口的圓柱部。
導向器(pilot)112形成在輪轂110的圓柱部的軸向外頂端部上,并且用于當聯接至車輪時導向組裝。
徑向向外延伸凸緣114整體地形成在圓柱部的鄰近于導向器112的外圓周表面上,以及多個緊固孔穿透性形成在凸緣114中。當轂螺栓116插入到緊固孔并且緊固至車輪時,輪轂110可以整體地并且可旋轉地連接至車輪。
輪軸承100還可以包括:內圈120,內圈通過在軸向上與輪轂110的圓柱部的外圓周表面配合而聯接;和外圈130,外圈徑向定位在輪轂110和內圈120的外部以便支撐輪轂110和內圈120,從而輪轂110和內圈120可相對于外圈130旋轉,并且固定地緊固至固定本體,固定本體例如車體或關節。
外圈130包括在相對兩側上開口的圓柱部,徑向向外延伸的凸緣132整體形成在圓柱部的外圓周表面上,以及緊固孔134穿透性形成在凸緣132中。當緊固螺栓插入通過緊固孔134并且被緊固至車體或關節時,外圈130可以固定地安裝以便不會旋轉。
內圈120還可以具有在相對兩側上開口的圓柱形狀。
內滾道分別形成在輪轂110的圓柱部的外圓周表面的一部分上和內圈120的外圓周表面的一部分上,而外滾道形成在外圈130的圓柱部的面向各個內滾道的內圓周表面上。具有球形形狀的滾動元件140可以插入在內滾道和外滾道之間并且然后被保持架支撐。
滾動元件140當然可設置成一行,并且除了球形形狀還可以具有輥子形狀或圓錐輥子形狀。
密封件150通過插入到外圈130和輪轂110之間而安裝,以便防止外部物質通過輪轂110和外圈130之間形成的徑向分離空間而流動到輪軸承100中。
密封件150還可以通過插入到外圈130和內圈120之間而安裝,以便防止外部物質通過外圈130和內圈120之間也形成的徑向分離空間而流動到輪軸承100中。
階梯式徑向內向的兩個階梯部可以形成在輪轂110的圓柱部的外圓周表面上。
階梯部以壓入配合方式聯接至內圈120的內圓周表面。
如前所述,在輪轂110通過壓入配合聯接到內圈120的狀態中,為了防止內圈120和輪轂110在軸向上彼此分離,螺紋可以形成在輪轂110的階梯部的軸向內頂端部的外圓周表面上,并且螺母160可緊固至螺紋。
端面花鍵118可以形成在輪轂110的圓柱部的軸向內頂端表面上。
如圖3所示,端面花鍵118可以具有這樣的結構:其中,齒和齒槽分別徑向延伸,并且齒和齒槽周向地、交替地并且連續地設置。
等速萬向節200可以通過輪轂110的圓柱部而軸向配合并且聯接。
等速萬向節200可以具有嘴部210,嘴部210插入到輪轂110的圓柱部中。
緊固孔可以形成在嘴部210中,緊固孔軸向向內凹陷并且具有螺紋內圓周表面。
緊固螺栓300可以用于防止輪轂110和等速萬向節200在以下的狀態中彼此分離:等速萬向節200的嘴部210配合并且聯接至輪轂110的圓柱部的內圓周表面。
緊固螺栓300插入輪轂110的圓柱部,并且螺紋緊固至等速萬向節200的嘴部210的緊固孔。緊固螺栓300的螺栓頭被圓柱部的內圓周表面上形成的軸向外頂端表面卡住,從而緊固螺栓300防止輪轂110和等速萬向節200軸向分離,并且改善了輪轂110和等速萬向節200之間的連接性。
當等速萬向節200配合并且聯接至輪轂110時,等速萬向節200可以具有軸向外頂端表面,該表面面向輪轂110的圓柱部的軸向內頂端表面。
對應于輪轂110的端面花鍵118的端面花鍵220還可以形成在等速萬向節200的軸向外頂端表面上。
如圖3所示,等速萬向節200的端面花鍵220還可以具有這樣的結構:齒和齒槽分別徑向地延伸,并且齒和齒槽周向地、交替地和連續地設置。
因此,當等速萬向節200聯接至輪轂110時,等速萬向節200的端面花鍵220的齒插入到并且聯接至輪轂110的端面花鍵118的齒槽,并且輪轂110的端面花鍵118的齒插入到并且聯接至等速萬向節200的端面花鍵220的齒槽,因此,輪轂110和等速萬向節200可以聯接成可整體地在圓周方向上旋轉。
由于輪轂110和等速萬向節200通過前面所述的端面花鍵118和端面花鍵120而整體地并且可旋轉地聯接,故經由輪轂110,通過等速萬向節200,引擎的旋轉動力可以順暢地傳輸至車輪。
參考圖4,輪轂110的端面花鍵118的齒118a和等速萬向節200的端面花鍵220的齒220a可以相同地形成以具有相同的齒寬和相同的齒長。
此外,輪轂110的端面花鍵118的齒槽118b和等速萬向節200的端面花鍵220的齒槽220b還可以相同地形成以具有相同的寬度和相同的長度,從而,輪轂110的端面花鍵118和等速萬向節200的端面花鍵220可以無間隙地彼此嚙合。
另外,齒118a和齒220a的每一者的壓力角度θ可以為30°至45°的角度。
參考圖5和圖6,齒118a和齒220a的每一者的齒頂(top land)相對于齒118a和齒220a的每一者的豎直軸線的齒角度C以及每一齒的齒底(bottom land)相對于豎直軸線的齒角度C可以為0.5°至5.0°的角度。
另外,在齒118a和齒220a的每一者的壓力角度θ為30°至45°并且齒角度C為0.5°至5.0°的情況下,則齒槽的每一者的齒槽深度B可以為1.0mm至3.0mm。
此外,齒118a和齒220a的徑向外部為當端面花鍵旋轉時所施加的最大力的部分。因此,如圖3所示,齒可以形成為從一部分到齒的徑向外端的一段中齒高度H為2mm或者更大,在該部分中,齒長度比F/G為齒長度F和齒長度G之間的比,齒長度比為1.5或更大:齒長度F為沿著齒長度在徑向向外方向從齒118a或齒220a的徑向內端到預定點的長度,而齒長度G為沿著齒長度從預定點到徑向外端的長度。
而且,合適的彎曲表面形成在齒118a和齒220a的每一者的脊部I和槽部J處,并且彎曲表面的曲率半徑R可以達0.7mm或更小。
此外,齒和齒槽可以形成為,在以下的狀態中,輪轂110的端面花鍵118的齒或等速萬向節200和輪轂110的等速萬向節200的端面花鍵220的齒槽的下表面之間的間隙E為0.2mm至0.7mm:在該狀態中,輪轂110的端面花鍵118的齒和等速萬向節200的端面花鍵220的齒分別插入并且聯接至等速萬向節的端面花鍵的齒槽和輪轂的端面花鍵的齒槽。
另外,包括齒118a和齒220a以及齒槽118b和齒槽220b的端面花鍵部可以具有通過合適的熱處理形成的硬化部118c和硬化部220c,由此改善硬度和耐久性。
硬化部118c和硬化部220c被熱處理以具有大約30HRC至60HRC的羅克韋爾硬度,并且硬化部118c和硬化部220c可被熱處理,從而硬化深度D達4mm,有效的硬化深度為2.5mm至4mm,并且在谷部處的硬化深度為2mm或更大。
由于具有合適硬度和深度的硬化部形成在如前面所描述的端面花鍵處,則可以維持穩定的齒強度。
參考圖7,輪轂110可以通過下文中第一過程至第六過程而制造。
在第一過程(熱鍛造過程),第一預成型的輪轂110A可以通過以下步驟而制造:將材料(例如,高碳鋼)加熱到合適的溫度并且通過利用熱鍛造模形成材料。
第一預成型的輪轂110A可以包括徑向延伸的凸緣,并且圓柱部在相對兩側開口。
在第二過程中(冷鍛造過程),第二預成型的輪轂110B可以通過以下步驟而制造:在第一預成型的輪轂110A的圓柱部的一個頂端表面上形成具有齒和齒槽的端面花鍵118。
在第二過程中,第二預成型的輪轂110B可以通過利用冷鍛造模400而形成。
在第三過程中(在熱處理之前車削加工過程),第三預成型的輪轂110C通過以下步驟而制造:螺紋部111形成在第二預成型的輪轂110B的外圓周表面上,圖2中示出的螺母160可以緊固至螺紋部111,并且然后在圓柱部的導向器112的內圓周表面上預成型車削加工。
在第四過程中(高頻率熱處理過程),第四預成型的輪轂110D可以通過以下步驟而制造:例如,通過高頻熱處理,對第三預成型的輪轂110C的外圓周表面進行熱處理,以便改善硬度和強度。
如在第四過程中的熱處理,除了高頻熱處理,還可以執行其它熱處理方法。
第四過程的熱處理在端面花鍵118和在軸向上從圓柱部的外圓周表面到凸緣114D的一部分的部分上執行,并且因此,硬化部113可以形成在圓柱部的外圓周表面上形成(如通過陰影區域指出的)。
接著,在第五過程中(在熱處理之后的車削加工、鉆孔和攻絲過程),通過對內圈120的臺階式壓入適配部以及輪轂的圓柱部的內圓周表面的一部分(等速萬向節200配合到該部分)進行用于形成穿透凸緣114E的緊固孔的鉆孔、用于在緊固孔中形成螺紋的攻絲、并且用于對導向器112的外圓周表面機械加工的車削加工,來制造第五預成型的輪轂110E。
最后,在第六過程(內滾道研磨和精修過程)中,通過以下步驟制造輪轂110:通過在輪轂的外圓周表面上研磨內滾道115(其上坐落并且支撐有滾動元件140),并且超精確地精修內滾道115。
參考圖8,根據本發明的示例性實施方式的驅動輪軸承不同于前面的示例性實施方式的驅動輪軸承在于,內圈120和等速萬向節200通過端面花鍵124和端面花鍵220整體地和可旋轉地聯接。
此外,另一示例性實施方式不同于前面的示例性實施方式在于,內圈120和輪轂110通過軸向花鍵117和軸向花鍵122而整體地和可旋轉地聯接。
階梯部(其臺階式徑向向內)可以形成在位于輪轂110的軸向內部的圓柱部的外圓周表面上,以及輪轂110的軸向花鍵117可以形成在階梯部上。
輪轂110的軸向花鍵117可以包括齒和齒槽,齒和齒槽形成在階梯部上以便軸向延伸。
齒和齒槽可以在圓周方向上交替地設置。
輪轂110的階梯部以壓入配合方式聯接至內圈120的內圓周表面,并且對應于輪轂110的軸向花鍵117的軸向花鍵122可以形成在內圈120的內圓周表面上。
內圈120的軸向花鍵122可以包括齒和齒槽,齒和齒槽形成在內圈120的內圓周表面上,以便軸向延伸。
齒和齒槽可以在圓周方向上交替地設置。
當輪轂110的階梯部以壓入配合方式聯接至內圈120的內圓周表面時,輪轂110的軸向花鍵117的齒插入到內圈120的軸向花鍵122的齒槽中,并且內圈120的軸向花鍵122的齒插入到輪轂110的軸向花鍵117的齒槽中,從而輪轂110和內圈120在圓周方向上聯接以整體地可旋轉。
內圈120的端面花鍵124可以包括齒和齒槽,齒和齒槽形成為徑向地向外延伸,并且在圓周方向上交替地設置。
內圈120的端面花鍵124的齒插入到等速萬向節200的端面花鍵220的齒槽中,并且等速萬向節200的端面花鍵220的齒插入到內圈120的端面花鍵124的齒槽中,從而內圈120和等速萬向節200聯接以在圓周方向上整體地可旋轉。
參考圖9,圖8中示出的內圈120可以通過下文中的第一過程至第九過程來制造。
在第一過程(熱鍛造過程)中,第一預成型的內圈120A可以通過以下步驟來制造:在合適溫度下加熱材料(例如,高碳鋼)并且然后通過利用熱鍛造模來形成材料。
第一預成型的內圈120A可以包括在相對兩側上開口的圓柱部。
在第二過程中(端面花鍵冷鍛造過程),第二預成型的內圈120B通過以下步驟而制造:在第一預成型的內圈120A的圓柱部的一個頂端表面上形成具有齒和齒槽的端面花鍵124。
第二過程可以通過利用冷鍛造模400通過冷鍛造而執行。
在第三過程中(在熱處理之前車削加工處理),基于設計尺寸,對圓柱部的與第二預成型的內圈120B的端面花鍵124相對定位的內圓周表面和外圓周表面執行車削加工,而制造第三預成型的內圈120C。
在第四過程中(拉削工藝),第四預成型的內圈120D通過以下步驟而制造:通過在第三預成型的內圈120C的內圓周表面上對軸向花鍵122拉削。
在第五過程中(熱處理過程),第五預成型的內圈120E可以通過以下步驟來制造:通過在合適溫度下加熱第四預成型的內圈120D的整體部分,然后通過淬火和回火熱處理對第四預成型的內圈120D的整體部冷卻,以便改善內圈的強度、硬度、以及韌性。
在第六過程(寬度研磨過程)中,第六預成型的內圈120F可以通過以下步驟來制造:在內圈上執行寬度平坦表面研磨,以便確保內圈的大的端表面125a(即,端面花鍵124)和小的端表面125b的平坦度。
在第七過程中(高頻熱處理過程),通過在內圈的外圓周表面(即,包括小的端表面125b的外圓周表面)上執行高頻熱處理,來制造第七預成型的內圈120G,并且內圈120G從小的端表面125b的外圓周表面指向大的端表面125a(如通過陰影區域表示)并且形成具有改善硬度的硬化部125c。
在第七過程中,除了高頻熱處理,硬化部125c可以通過其它合適方法執行熱處理而形成。
在第八過程中(內徑研磨過程),第八預成型的內圈120H可以通過以下步驟來制造:通過對內圈的圓柱部的內圓周表面研磨,從而內圈的內徑具有設計尺寸。
花鍵可以通過利用在第八過程中特殊材料制成的拉削工具而再加工,以便防止在第五過程和第七過程中由熱處理引起的內圈的花鍵部的熱變形。
最后,在第九過程中(內滾道研磨和精修過程),內圈120可以通過在內圈的小的端表面125b和大的端表面125a之間的外圓周表面上對內滾道123進行研磨(滾動元件140坐落和支撐在內滾道上)而制造,并且超精確地精修內滾道123。
參考圖10,在根據本發明的又一示例性實施方式的驅動輪軸承中,內圈120比前面的示例性實施方式中的內圈在軸向上延伸更遠,內圈120壓入配合到輪轂110的圓柱部中,從而輪轂110和內圈120通過軸向花鍵115和軸向花鍵124而整體地和可旋轉地連接,以及軌道形成部127形成在內圈120的軸向外頂端表面上,從而徑向向外彎曲,由此防止內圈120和輪轂110軸向上分離。
此外,鄰近于軸向花鍵125軸向延伸和徑向向外延伸的階梯部形成在內圈120的外圓周表面上,并且當內圈120以壓入配合方式聯接到輪轂110時,階梯部與輪轂110的內圓周表面以及輪轂110的軸向內頂端表面緊密接觸。
端面花鍵124形成在與軌道形成部127相對的軸向內頂端表面上并且與等速萬向節200的端面花鍵220嚙合的結構與上面的示例性實施方式中的結構相同。
參考圖11,圖10中示出的內圈120可以通過以下的第一過程至第八過程而制造。
在第一過程(熱鍛造過程)中,第一預成型的內圈120A通過以下步驟來制造:在合適溫度下加熱材料(例如,高碳鋼)并且然后通過利用熱鍛造模來形成材料。
第一預成型的內圈120A可以包括在相對兩側上開口的圓柱部。
在第二過程中(端面花鍵冷鍛造過程),第二預成型的內圈120B通過以下步驟而制造:在第一預成型的內圈120A的圓柱部的一個頂端表面上形成具有齒和齒槽的端面花鍵124。
第二過程可以通過利用冷鍛造模400通過冷鍛造而執行。
在第三過程中(在熱處理之前車削加工過程),基于設計尺寸,對圓柱部的相對于第二預成型的內圈120B的端面花鍵124相對定位的內圓周表面和外圓周表面執行車削加工,而制造第三預成型的內圈120C。
在第四過程中(滾壓過程),第四預成型的內圈120D通過以下步驟而制造:通過滾壓過程,通過在第三預成型的內圈120C的外圓周表面上對軸向花鍵125加工。
在第五過程中(高頻熱處理過程),第五預成型的內圈120E可以通過以下步驟來制造:通過對內圈的外圓周表面、即從內圈120的較大直徑部125d的外圓周表面到形成階梯部125e和軸向花鍵125的外圓周表面的部分(如由陰影區域指示的)上執行高頻熱處理,并且形成具有改善硬度的硬化部125f。
在第六過程中(在熱處理之后的精修研磨過程),基于設計尺寸,對內圓周表面的熱處理之后的變形部和在第五過程中的熱處理之后的內圈的外圓周表面進行精修研磨,來制造第六預成型的內圈120F。
在第七過程中(寬度研磨過程),通過在內圈上執行寬度平坦表面研磨,可以制造第七預成型的內圈120G,以便確保內圈的大的端表面125a(即,端面花鍵124)和小的端表面125b的平坦度。
最后,在第八過程中(研磨過程和精修內圈和內滾道的內徑的過程),可以通過在內圈的小的端表面125b和大的端表面125a之間的外圓周表面上研磨內滾道123(滾動元件140坐落和支撐在內滾道上),并且超精確地精修內滾道123,而制造內圈120。
盡管本發明結合當前視為可行的示例性實施方式進行了描述,但是可以理解的是,本發明不限于所公開的實施方式,而是相反,本發明在意在覆蓋所附的權利要求書的精神和范圍內包括的各種修改和等效布置。