專利名稱：滾針軸承的制作方法
技術領域：
滾針軸承
技術領域：
本實用新型涉及滾針軸承，尤其地，本實用新型涉及一種應用于手動變速器上的滾針軸承的保持架結構。
背景技術：
隨著經濟的發展，車輛越來越融入到普通家庭的生活中。現有家用汽車通常為手 動變速箱汽車和自動變速箱汽車。其中，車輛的低噪音和低振動已經成為車輛舒適性的一 個非常重要的指標，并且同時人們對車輛的價格也越來越關注，這使得開發汽車產品時必 須嚴格控制產品開發的成本。在這種情況下，對手動變速箱的研發設計必須兼顧到成本和 噪音等多個因素。滾針軸承是一種常見的滾動軸承，其一般情況下用于承受較大的徑向負載以及較 小量的軸向負載。滾針軸承通常包括有外圈、保持架、滾子以及內圈。其中，多個滾子均勻 設在保持架上并能夠繞著保持架滾動。在保持架的外部設有外圈，其外圈一般固定在軸承 支座上。內圈相應地設置在保持架內部，其內圈一般連接在轉動零件上，如轉動軸。在一些 特定應用場合下，滾針軸承也可以不包括內圈和/或外圈，在這種情況下，仍是通過滾子的 轉動實現滾子內的零件與滾子外的零件之間的相對運動。傳統的用于手動變速器檔位齒輪的滾針軸承通常包括有保持架和多個滾子，其中 多個滾子均勻地設置在保持架上并可繞保持架轉動。滾針軸承被設置在齒輪內孔和轉動軸 之間，從而使得齒輪和轉動軸能夠存在相對運動。這種常規設計主要考慮地是變速器的耐 久性要求，對于噪音問題相對關注較少，在消除整個手動變速器系統噪音問題上則基本上 沒有貢獻。正是如此，提出一種新型的應用于手動變速箱上的滾針軸承，其能有效地削弱噪 音，誠為本領域技術人員所亟需解決的技術問題。
實用新型內容基于背景技術中存在的這些技術問題，本實用新型的一個目的旨在于，提出一種 滾針軸承，其能夠消除或大幅減少由于保證軸承工作需要而不得不有意留出的徑向配合間 隙，并相應地衰減手動變速器的噪音。本實用新型的上述目的以及其他目的是通過如下的技術方案實現本實用新型提供一種滾針軸承，該滾針軸承設置在手動變速箱的換檔齒輪和轉動 軸之間，所述滾針軸承包括一個環形的保持架、多個滾子以及至少一個非金屬嵌件，其中所述多個滾子以及至少一個非金屬嵌件設置在所述保持架上，所述多個滾子中的每一個與所述轉動軸和所述換檔齒輪為間隙配合，使得所述多 個滾子能夠在所述保持架內貼著所述轉動軸或者所述換檔齒輪的表面滾動，所述至少一個非金屬嵌件與所述轉動軸和所述換檔齒輪為過盈配合，使得所述至 少一個非金屬嵌件能夠在所述轉動軸和所述換檔齒輪之間產生滑動。[0012]本實用新型所提供的滾針軸承，優選地，所述保持架的環面上設有多個凹槽，所述 多個滾子和至少一個非金屬嵌件設置在所述多個凹槽中。本實用新型所提供的滾針軸承，優選地，所述多個凹槽均勻分布在所述保持架的 環面上。本實用新型所提供的滾針軸承，優選地，所述多個滾子中的每一個與所述凹槽保持有間隙。本實用新型所提供的滾針軸承，優選地，在所述至少一個非金屬嵌件上還設有形 狀為突起的防轉機構，用于防止所述至少一個非金屬嵌件在所述凹槽內發生轉動。本實用新型所提供的滾針軸承，優選地，所述至少一個非金屬嵌件與所述凹槽為 過盈配合。本實用新型所提供的滾針軸承，優選地，所述至少一個非金屬嵌件采用橡膠材料 制成。在本實用新型提供的帶非金屬(如橡膠)嵌件的手動變速器滾針軸承中，新增的 非金屬嵌件取代傳統軸承中的2個或多個傳統滾子。非金屬嵌件與保持架配合區域尺寸與 傳統滾子基本相同，確保二者之間保持合理的間隙或適當過盈，不會在工作過程中掉落。與 此同時，非金屬嵌件在徑向方向上相對稱的兩位置突出兩個突起。該突起保證嵌件與保持 架之間不會發生滾動，與此同時保證嵌件與相配對的齒輪孔和轉動軸外徑之間為較為適當 的過盈配合，保證了合理的旋轉阻力，從而實現了預定的消除或減輕齒輪非線性嚙合現象 的設計目標，同時使得減振作用可以被實現。容易理解，本實用新型的滾針軸承相比于現有技術取得了顯著的技術效果。通過 合理匹配非金屬嵌件與相關零件的配合關系，使用本實用新型滾針軸承的變速器齒輪的非 線性嚙合現象大幅減少，并且出現非線性嚙合時變速器發出的齒輪敲擊噪音幅值也將大幅 減少，從而在產品成本不出現大的增加情況下大大提高產品噪音性能，提高顧客滿意度。進一步地，非金屬嵌件與軸及齒輪間主要采用滑動摩擦，保證了主動軸和齒輪之 間只有在相對較大的扭轉振動輸入條件下才可以分離，避免出現非線性的傳動，從而改善 了齒輪側隙帶來的非線性傳動噪音；另外，由于非金屬(如橡膠)本身的高內阻特性，該專 利還將有利于衰減系統內總的噪音及振動水平，降低客戶可感知的噪音水平。
下面，結合附圖對本實用新型的優選實施方式作進一步詳細的說明，其中圖1是本實用新型一個實施例中的滾針軸承的結構示意圖；圖2是本實用新型的滾針軸承的工作原理示意圖。
具體實施方式容易理解，根據本實用新型的技術方案，在不變更本實用新型的實質精神下，本領 域的一般技術人員可以提出本實用新型的多個結構方式。因此以下具體實施方式
以及附圖 僅是對本實用新型的技術方案的具體說明，而不應當視為本實用新型的全部或者視為對本 實用新型技術方案的限定或限制。請參考附圖1，本實用新型的滾針軸承包括有一個環形的保持架2、多個滾子4，以及至少一個非金屬嵌件1。其中，保持架2上均勻分布了多個凹槽(未圖示)，用于安置所 述多個滾子4以及至少一個非金屬嵌件1，也就是說，凹槽數量應當等于滾子4和非金屬嵌 件1的數量之和。優選地，凹槽在保持架2的環面上均勻分布，并且，凹槽的截面可能是圓 柱或者橢圓形或其他形狀，只要與滾子4和非金屬嵌件1的形狀相適應即可。進一步地，保 持架2可以是如圖1中所示的整體結構，也可以是開口結構。當保持架2采用開口結構時， 開口附近可以不需要設有凹槽。所述保持架2采用尼龍或者碳素結構鋼，例如DC01，和滾子4采用高硬度鋼制成， 例如采用經過淬火處理的軸承鋼制造，用以保證其耐磨損性。所述至少一個非金屬嵌件優 選采用橡膠制成，當然，也可以采用其他的硬度相對弱的非金屬材料制成。如圖1和圖2所示，本實用新型的滾針軸承被設置在手動變速箱的換檔齒輪5和 轉動軸3之間，其中軸3和齒輪5之間可以存在相對轉動或保持相對靜止。所述多個滾子 4和非金屬嵌件1設置在凹槽中。嵌件1的形狀與滾子4基本相似。滾子4被設計成與軸 3和齒輪5之間保持適當的小間隙，同時與保持架2的凹槽之間也保持適當的間隙。當軸3 和齒輪5之間存在相對轉動時，滾子4將會在保持架2內貼著軸3和齒輪4表面滾動，從而 產生與軸3和齒輪4的滾動摩擦。相反，非金屬嵌件1與保持架2的凹槽間為適當過盈配 合。在軸3的徑向上，嵌件1被設計為與軸3和齒輪5存在適度過盈配合，從而當軸3和齒 輪5之間存在相對轉動時，嵌件1將會隨保持架2 —起運動，從而與軸3及齒輪5之間產生 滑動摩擦。根據所需最大摩擦力矩的大小，嵌件1與軸3和齒輪5之間的過盈配合度可根 據實際情況進行選擇。并且優選地，在軸3的軸向上，嵌件1被設計為總長與保持架2的凹 槽長度保持適度過盈配合，同樣地，嵌件1與軸3和齒輪5之間的過盈配合長度則根據所需 摩擦力矩的大小進行設置。當需要較大的摩擦力矩時，可相應地設置較長的配合長度。進一步優選地，在所述至少一個非金屬嵌件1上還設有防轉機構(未圖示)。該防 轉機構通常為突起。該防轉機構用于保證非金屬嵌件1在工作過程中不會在凹槽內發生轉 動。當系統處于工作狀態時，如果使用傳統的滾針軸承，齒輪5和轉動軸3之間的相對 轉動的轉速處于不斷變化的狀態中。通常情況下，齒輪5不斷地被加速或者被減速，而軸3 的轉速相對穩定，這就導致了齒輪5與相配合的齒輪在嚙合的兩個齒面上出現周期性的撞 擊而發出噪音。在本實用新型的滾針軸承中，由于至少一個非金屬嵌件1的存在，在軸3與 齒輪5之間會產生一種附加的摩擦力矩，使得齒輪5的運動受到來自軸3的額外約束及阻 尼，從而使得轉速的波動(即振動能量)得到衰減；與此同時，附加摩擦力矩還使齒輪5與 相配對的齒輪在任何時刻僅通過一個齒面嚙合，消除了沖擊能量的產生空間，從而至少在 某一段工作區間內消除了齒輪沖擊噪音的噪音源。此外，由于本實用新型的非金屬嵌件1形狀與滾子4基本相似，齒輪5及軸3的潤 滑條件將不會發生大的變化，因此通常無需重新進行潤滑設計。并且，非金屬嵌件1的數量并不太多，通常情況下優選為2-4個，因此并不會對軸承承載能力帶來顯著影響。本實用新型的帶非金屬嵌件的手動變速器滾針軸承大大提高了手動變速器總成 對齒輪敲擊噪音的不敏感性。當匹配適當時，將可以減少對于離合器預減振系統的依賴，理 想情況下甚至可以取消離合器預減振系統，從而可以降低整個系統的成本，并且實現更好 的整車噪音及振動水平，提高顧客滿意度。
權利要求一種滾針軸承，其設置在手動變速箱的換檔齒輪和轉動軸之間，其特征在于，所述滾針軸承包括一個環形的保持架、多個滾子以及至少一個非金屬嵌件，其中所述多個滾子以及至少一個非金屬嵌件設置在所述保持架上，所述多個滾子中的每一個與所述轉動軸和所述換檔齒輪為間隙配合，使得所述多個滾子能夠在所述保持架內貼著所述轉動軸或者所述換檔齒輪的表面滾動，所述至少一個非金屬嵌件與所述轉動軸和所述換檔齒輪為過盈配合，使得所述至少一個非金屬嵌件能夠在所述轉動軸和所述換檔齒輪之間產生滑動。
2.如權利要求1所述的滾針軸承，其特征在于，所述保持架的環面上設有多個凹槽，所 述多個滾子和至少一個非金屬嵌件設置在所述多個凹槽中。
3.如權利要求2所述的滾針軸承，其特征在于，所述多個凹槽均勻分布在所述保持架 的環面上。
4.如權利要求2所述的滾針軸承，其特征在于，所述多個滾子中的每一個與所述凹槽 保持有間隙。
5.如權利要求2所述的滾針軸承，其特征在于，在所述至少一個非金屬嵌件上還設有 形狀為突起的防轉機構，用于防止所述至少一個非金屬嵌件在所述凹槽內發生轉動。
6.如權利要求2所述的滾針軸承，其特征在于，所述至少一個非金屬嵌件與所述凹槽 為過盈配合。
7.如權利要求1所述的滾針軸承，其特征在于，所述至少一個非金屬嵌件采用橡膠材 料制成。
專利摘要本實用新型提供設置在手動變速箱的換檔齒輪和轉動軸之間的滾針軸承，其包括有一個保持架、多個滾子以及至少一個非金屬嵌件，多個滾子以及至少一個非金屬嵌件設置在保持架上，多個滾子中的每一個與轉動軸和換檔齒輪為間隙配合，至少一個非金屬嵌件與轉動軸和所述換檔齒輪為過盈配合，使得至少一個非金屬嵌件能夠在轉動軸和換檔齒輪之間產生滑動。本實用新型的滾針軸承能夠有效地降低噪音。
文檔編號F16C19/44GK201771964SQ201020258860
公開日2011年3月23日 申請日期2010年7月14日 優先權日2010年7月14日
發明者王全任 申請人:上海通用汽車有限公司;泛亞汽車技術中心有限公司