专利名称：减小轴承座圈移动的锥形保持环的制作方法
技术领域：
本发明公开的内容涉及具有安装在轴上并可沿轴的轴线移动的部件的轴组件。更具体地，本发明公开的内容涉及一种具有安装在支撑径向和轴向载荷的轴上的部件的轴组件，该轴被构造为轴向载荷被传递至轴。
背景技术：
锥形保持环被用于通过外圈移除安装在轴上的部件的轴向间隙。锥形内圈可以在孔内部使用，以减小孔中的部件的轴向间隙。轴向间隙指的是安装在轴上或孔中的部件的移动。当部件的轴向长度在公差带内变化时会发生这样的移动。公差的层叠导致堆叠的部件的长度和被用于将堆叠的部件固定在一起的保持器之间的距离之间的差。这样的差导致与轴或孔的纵向轴线平行的一个或多个部件的不希望的移动。变速器中的轴组件例如包括多个部件，例如齿轮、离合器和轴承。部件被安装在轴上，并且沿轴可以具有某些运动自由度。轴向载荷是具有与轴的轴线平行的分量的载荷。一个或多个部件上的轴向载荷易于使邻近的部件相互施加力。当存在轴向间隙时，轴向载荷可以例如在邻近的部件，例如轴承中产生移动。轴承的轴向间隙中的变化可能易于通过过量的载荷和热量减少轴承的寿命。
发明内容
本申请公开了在所附的权利要求书中列举的一个或多个特征和/或后面的特征， 其可以单独地或任意组合地包括可获得专利的主题一种组件包括轴、支撑在轴上的第一部件、支撑在轴上的第二部件、和定位在第一和第二部件之间的隔离件。轴限定纵向轴线和第一和第二端部。第二部件被构造为第二部件在组件中产生力。组件中产生的力包括沿与轴的轴线平行的方向作用的分力。隔离件被构造为与轴的轴线平行作用的力被传递至轴。在某些实施方式中，轴可以限定具有与轴的纵向轴线大致垂直的第一表面的凹槽。凹槽也可以包括与第一表面相对并相对轴的轴线倾斜的第二锥形表面，以使得第一和第二表面形成锥形凹槽。在某些实施方式中，隔离件可移除地与凹槽接合。隔离件可以包括与凹槽的第一表面接合的第一表面部。隔离件还可以包括与第一表面相反的第二表面。 第二表面可以被构造为与第一部件的一部分接合。隔离件还可以包括邻近隔离件的第二表面的锥形表面，该锥形表面被构造为与凹槽的锥形表面接合。隔离件可以被偏压，以使得隔离件的锥形表面被迫使抵抗凹槽的锥形表面，从而隔离件完全落座于凹槽中。在某些实施方式中，第一部件包括锥形滚动轴承，并且隔离件将锥形滚动轴承定位在轴上。在某些实施方式中，隔离件包括锥形保持环。在某些实施方式中，第二部件可选择性地锁定至轴，以使得第二部件在第一和第二状态之间转换。在第一状态下，第二部件围绕轴旋转。在第二状态下，第二部件被锁定至轴并与轴一起旋转。在某些实施方式中，第二部件包括斜齿轮。斜齿轮可以产生与轴的纵向轴线平行的推力。此外，一种组件包括壳体、包括纵向轴线和第一和第二端部的轴。所述轴可以限定锥形凹槽。第一轴承将轴的第一端支撑在壳体上，第二轴承将轴的第二端支撑在壳体上。斜齿轮被支撑在轴上。斜齿轮可选择性地锁定至轴。斜齿轮在斜齿轮围绕轴旋转的第一状态和斜齿轮被锁定至轴并与轴一起旋转的第二状态之间转换。隔离件被定位在轴中的锥形凹槽中，并被定位在第一轴承和斜齿轮之间，以使得斜齿轮产生的推力被直接传递至轴。在某些实施方式中，隔离件包括锥形保持环。保持环可以包括被构造为与轴中的凹槽的锥形表面接合的锥形表面，并且保持环被偏压以与锥形表面共同使保持环落座于凹槽中。锥形凹槽可以限定与轴的纵向轴线垂直的第一表面和与第一表面相对的第二锥形表面，第二锥形表面被形成为相对轴的纵向轴线倾斜。凹槽的第一表面可以被定位为当隔离件落座于凹槽中时，第一轴承被定位在轴上，以使得第一轴承的内座圈和外座圈之间的间隔在轴承的设计极限中。在其它的实施方式中，隔离件可以包括被构造为与凹槽的锥形表面接合的锥形表面。当隔离件包括锥形表面时，隔离件可以被偏压以迫使隔离件进入凹槽，以使隔离件完全落座于凹槽中。附加的特征可以单独地或与包括上面列出的和权利要求书中列出的特征的任意其它特征组合地包括可获得专利的主题，并且在本领域的技术人员考虑下面的示例性实施方式的详细描述之后将变得显而易见，所述实施方式示例了目前能想到的实现本发明的最佳模式。
特别地参照附图进行详细描述，其中图1是按照本发明公开的内容的轴组件的正视图；图2是图1的轴组件的剖视图，轴组件定位在自动变速器的壳体中；图3是图1的轴组件的透视图；图4是图2的剖视图的一部分的放大视图；图5是图2的剖视图的一部分的进一步的放大视图；图6是被用在图1的轴组件中的隔离件的正视图；和图7是沿线7-7截取的图6的隔离件的剖视图。
具体实施例方式图1中示出的轴组件12被示例性地构造为支撑在壳体沈中(见图2中)。轴组件12包括例如两个与壳体沈接合的锥形的滚动轴承14和16，以支撑轴组件12的轴22，用于相对于壳体围绕纵向轴线M旋转。轴承14和16中的每一个分别包括外座圈18和20， 其示例性地压入配合到壳体沈中，如图2中示出的剖视图所示。示例性地，轴组件12可以例如被用在多挡自动变速器中。再参照图1，示例性地具体化为斜齿轮的第一部件观被支撑在轴22上。斜齿轮 28被连接至可操作地在齿轮观围绕轴22自由旋转的第一状态和齿轮观被锁定至轴22以与轴22 —起围绕轴22的轴线M旋转的第二状态之间转换的离合器组件30。示例性地具体化为另一个斜齿轮的第二部件32被连接至第二离合器组件34。离合器组件34可操作地在齿轮32围绕轴22自由旋转的第一状态和齿轮32被锁定至轴22并与轴22 —起围绕轴线M旋转的第二状态之间转换。另一个被具体化为斜齿轮的部件36被连接至轴22，并与轴22 —起围绕轴线M旋转。齿轮36包括多个接收在轴22上的外花键40上的内花键 38，以将轴22的旋转传递至齿轮36。齿轮观具有多个被构造为与互补的齿轮(未示出)的配合齿啮合的斜齿42，以传递齿轮观和互补的齿轮之间的旋转。例如，在某些实施方式中，齿轮36可以接收来自互补的部件的扭矩。由于齿轮36被固定至轴22，由此扭矩通过齿轮36被传递至轴22。离合器组件30的启动使齿轮观锁定至轴22，以使得扭矩从轴22被传递至齿轮观。在该示例性的实施方式中，齿轮洲具有比齿轮36的直径大的直径。具有比较大的齿轮观小的直径的旋转36导致齿轮观的齿处的较低的输出速度。相似地，齿轮32还具有斜齿44，齿轮36具有齿46。在该示例性的实施方式中，离合器34的启动使旋转从轴22传递至齿轮32。齿轮32具有比齿轮观大的直径。当齿轮 32被齿轮36驱动时，齿轮32的较大的直径导致在齿44处的更低的输出速度。因此，轴组件12可以被用在自动变速器中，以在离合器34被启动时的低范围输出和离合器30被启动时的高范围输出之间传递。已知的是，斜齿轮齿，例如齿轮观、32和36的齿42、44和46的使用由于与传统的直齿正齿轮相比减小的碰撞而分别导致减小的噪音。但是，齿42、44和46的斜齿部分导致齿轮中沿与齿轮观、32和36的旋转轴线平行的方向产生的载荷。在该示例性的实施方式中，齿轮观、32和36的旋转轴线与轴22的轴线M重合。齿轮观、32和36和互补的齿轮之间的扭矩的传递对齿轮观、32和36的齿产生力48，该力具有与轴线M垂直的第一分力 50和与轴线M平行的第二分力52，如图3中所示。第二分力52是作为使用斜齿轮齿轮廓的结果的伴随的力。应当理解的是，特别地，伴随的分力52将根据传递的扭矩的量和斜齿的角度变化。当扭矩被传递时，垂直于轴22的力通过轴组件12被传递。在下文中被称为推力载荷的伴随的分力必须被沿轴组件12的长度的部件反抗。换句话说，推力52通过支撑在轴22 上的部件传递，直到反作用被支撑在组件中。在某些情况下，推力载荷由定位在轴组件任一端的锥形滚柱轴承支承。锥形滚柱轴承被构造为支撑推力载荷以及支撑用于旋转的轴。锥形滚柱轴承的适当的尺寸的选择部分地取决于被施加至轴承的推力载荷的大小。被施加至轴承的过量的推力载荷通过增大轴承部件上的正常载荷而导致组件中的损失，由此增大轴承中的摩擦力。例如，如果轴承14的内座圈56可在轴22中可移动，那么轴向间隙将被减小，轴承14上的载荷可能增大。损失通常被转化为减少轴承的寿命和组件的效率的热量。在该示例性的实施方式中，推力载荷52未被施加至推力轴承14和16。推力载荷 52通过使用隔离件M对轴22起反作用，隔离件被示例性地具体化为被固定至轴22并被定位为直接向轴22传递推力载荷52的保持环M。虽然在该示例性的实施方式中保持环被用作隔离件，但是本领域的技术人员将容易地认识到，在公开的内容的范围和精神内，多种部件可以被用作隔离件。例如，在下面更详细地描述的公开的内容的范围内，簧环、扣环、 e_环、径向夹环、月牙环，弹簧保持环或其它相似的产品可以形成隔离件的至少一部分。下面参照图4，结合齿轮观示出保持环M的使用。如图4中所示，齿轮观被支撑在多个滚针轴承60上，用于相对于轴22旋转。锥形滚柱轴承14被定位为外座圈18与壳体沈接合。多个滚子58被定位在外座圈18和内座圈56之间，以使得座圈18和56可以相对于彼此移动。被示例性地具体化为保持环M的隔离件邻近内座圈56定位，并通过接合在轴22中形成的凹槽64而被固定至轴22。推力垫圈62置入保持环M和齿轮观之间，以使得当齿轮观相对于轴22旋转时，推力垫圈62起齿轮观和保持环M之间的轴承的作用。当齿轮观通过离合器30被锁定至轴22时，有少量或没有齿轮观相对于保持环 54的旋转，因为当轴22旋转时，齿轮28和保持环M与轴22 —起移动。轴承14的内座圈56和外座圈18之间的间隔被控制，以使得轴承14的操作被最佳化。如图5中所示，凹槽64被定位为保持环M与内座圈56接合，以控制内座圈56在轴 22上的位置。保持环M也被定位为推力载荷52被保持环M接收，并不被直接传递至内座圈56。与具有被施加至内座圈56的可能易于使座圈56沿轴22移动并改变间隔的推力载荷56不同，这允许座圈56和18之间的适当的轴向间隙间隔按设计被保持。因此，保持环 54定位内座圈56，并使内座圈56与推力载荷52隔离。凹槽64包括大致与轴22的轴线M垂直的壁66。与壁66相对的第二壁70处于相对轴22的轴线M倾斜的角度。凹槽底部68与壁66和70相互连接。保持环M被形成为分别包括第一和第二表面部78和72。倾斜表面74沿保持环M的内周形成，如图6中所示。再参照图5，当保持环M被定位在凹槽64中时，倾斜表面74与凹槽64的表面70接合。保持环M沿箭头82和84的方向偏压到图6中示出的构造。当保持环M被插入凹槽 64时，保持环M的偏压使保持环M落座为保持环M的表面78和74分别与凹槽64的表面66和70接合。应当注意的是，在典型的保持环应用中，凹槽将被制造为两个平行壁的间隔为保持环的厚度。壁之间的位置和保持环的厚度的制造变化可能导致保持环可沿轴的轴线在凹槽中移动。因此，被施加至保持环的推力载荷将使保持环移动，并将推力载荷通过保持环传递至邻近的部件，例如轴承的内座圈。在该示例性的实施方式中，锥形保持环M抵抗表面 66和70落座，并在表面70的位置具有某些变化。当保持环M已落座时，它将不会沿轴22 的轴线M移动。因此，保持环M起推力承载齿轮观和内轴承座圈56之间的刚性隔离件的作用。轴承座圈56和18的间隔按设计被保持，推力载荷52对轴22起反作用，而不是轴承14。在图6中可以看到，保持环M围绕保持环M的外周包括多个延伸部80。延伸部 80提供附加的表面区域，以当保持环M偏斜地放置在轴22上时，在不增加保持环M的刚度的前提下抵抗轴承座圈56和推力垫圈62作用。由此，保持环M损害的风险降低，因为在安装过程中在保持环M中产生的弯曲应力被最小化。虽然本发明公开的内容集中在具有外部部件的轴组件的实施方式上，但是本领域的技术人员将认识到锥形保持环在相关组件中的适用性。例如，具有在外周上的锥形表面和定位在内周上的延伸部的保持环可以被用在内孔中，以定位部件并隔离孔中的推力。保持环的锥形部分定位保持环并允许保持环完全落座以起推力载荷隔离件的作用的用途通过控制锥形滚柱轴承的负载而提供了制造成本的减小、改进的可靠性和部件的成本的减小。虽然在上面对某些示例性的实施方式进行了详细的描述，但是在所描述的和在下面的权利要求书中限定的公开的内容的范围和精神内存在变化和修改。
权利要求
1.一种组件包括限定纵向轴线的轴，支撑在所述轴上的第一部件，支撑在所述轴上的第二部件，所述第二部件被构造为使得第二部件产生具有与所述轴的轴线平行的分力的力，和隔离件，所述隔离件被定位在第一部件和第二部件之间，以使得第二部件产生的与轴的轴线平行的所述分力通过所述隔离件被直接传递至所述轴并且与第一部件隔离。
2.如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述轴限定凹槽，所述凹槽包括与轴的纵向轴线大致垂直的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面被形成为相对轴的纵向轴线倾斜。
3.如权利要求2所述的组件，其特征在于，所述隔离件可移除地与凹槽接合。
4.如权利要求3所述的组件，其特征在于，所述隔离件包括与凹槽的第一表面接合的第一表面部和与所述第一表面部相反的第二表面，隔离件的第二表面与凹槽的第二表面接I=I ο
5.如权利要求4所述的组件，其特征在于，所述隔离件被偏压以迫使隔离件的第二表面抵抗凹槽的第二表面，以使隔离件完全落座于凹槽中。
6.如权利要求5所述的组件，其特征在于，所述第一部件包括锥形滚动轴承，并且隔离件将锥形滚动轴承定位在轴上。
7.如权利要求6所述的组件，其特征在于，所述隔离件包括锥形保持环。
8.如权利要求7所述的组件，其特征在于，所述第二部件包括斜齿轮。
9.如权利要求8所述的组件，其特征在于，所述第二部件可选择性地锁定所述轴，以使得所述组件在第二部件围绕所述轴旋转的第一状态和第二部件被锁定至所述轴并与所述轴一起旋转的第二状态之间转换。
10.如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述第二部件可选择性地锁定至轴，以使得所述组件在第二部件围绕所述轴旋转的第一状态和第二部件被锁定至所述轴并与所述轴一起旋转的第二状态之间转换。
11.如权利要求10所述的组件，其特征在于，所述轴限定锥形凹槽，所述隔离件包括完全落座于所述锥形凹槽中的锥形保持环。
12.如权利要求10所述的组件，其特征在于，所述组件包括将轴的第一端支撑在壳体上的第一轴承、将轴的第二端支撑在壳体上的第二轴承、和将第一轴承和第二轴承中的一个定位在轴上的隔离件。
13.如权利要求12所述的组件，其特征在于，所述轴限定锥形凹槽，所述隔离件包括完全落座于所述锥形凹槽中的锥形保持环。
14.一种组件包括壳体，限定纵向轴线和锥形凹槽的轴，将所述轴的第一端支撑在所述壳体上的第一轴承，将所述轴的第二端支撑在所述壳体上的第二轴承，被支撑在所述轴上的斜齿轮，所述斜齿轮可选择性地锁定至所述轴，以使得组件在斜齿轮围绕所述轴旋转的第一状态和斜齿轮被锁定至所述轴并与所述轴一起旋转的第二状态之间转换，和隔离件，所述隔离件被定位在第一轴承和斜齿轮之间的锥形凹槽中，以使得斜齿轮产生的推力被隔离件直接传递至轴并且通过隔离件与第一轴承隔离。
15.如权利要求14所述的组件，其特征在于，所述隔离件包括锥形保持环。
16.如权利要求15所述的组件，其特征在于，所述保持环限定被构造为与轴中的凹槽的锥形表面接合的锥形表面，并且所述保持环被偏压以迫使保持环的锥形表面与锥形凹槽共同使保持环落座于凹槽中。
17.如权利要求16所述的组件，其特征在于，所述锥形凹槽限定与轴的纵向轴线大致垂直的第一表面和与所述第一表面相对的第二锥形表面，所述第二锥形表面被形成为相对轴的纵向轴线倾斜。
18.如权利要求17所述的组件，其特征在于，所述凹槽的第一表面被定位为使得当隔离件落座于凹槽中时，第一轴承被定位在轴上，以使得第一轴承的内座圈和外座圈之间的间隔被控制。
19.如权利要求14所述的组件，其特征在于，所述锥形凹槽限定与轴的纵向轴线大致垂直的第一表面和与所述第一表面相对的第二锥形表面，所述第二锥形表面被形成为相对轴的纵向轴线倾斜。
20.如权利要求19所述的组件，其特征在于，所述隔离件限定被构造为与凹槽的锥形表面接合的锥形表面，其中，所述隔离件被偏压以迫使隔离件进入凹槽，以使隔离件完全落座于凹槽中。
全文摘要
一种组件包括限定纵向轴线的轴、支撑在轴上的第一部件、支撑在轴上的第二部件、和定位在第一部件和第二部件之间的隔离件。第二部件被构造为使得所述第二部件产生具有与轴的轴线平行的分量的力。第二部件产生的与轴的轴线平行的力分量通过隔离件被直接传递至轴并与第一部件隔离。
文档编号F16C17/00GK102308104SQ201080007048
公开日2012年1月4日 申请日期2010年1月6日 优先权日2009年1月9日
发明者J·A·雷德曼, J·拉什科夫斯基 申请人:艾里逊变速箱公司