[发明专利]轴及外壳组件的装配

说明书

本发明涉及装配装置的方法，该装置具有其内带有孔的外壳以及轴，该轴容纳在该孔内并连接至该孔从而被保持在孔内。本发明还涉及通过该方法装配的装置，并且也涉及用来装配该种装置的预装配组件。

用公差环将外壳和容纳在该外壳的孔内的轴连接到一起是公知的。可使用公差环将该轴保持在孔内的适当位置，或者可将公差环用作限力器，从而能够在轴和外壳之间传递转矩。例如，只要转矩未超出某预定值，使用公差环来传递转矩。使用公差环使得适应轴和孔的直径的微小变化而不影响外壳和轴的互连。

公差环一般包括弹性材料带，该弹性材料例如是诸如弹簧钢之类的金属，该弹性材料带的端部组合在一起形成环。条状突起从环径向向外延伸或者朝向环的中心径向向内延伸。通常，该突起是构形物，可能是规则的构形物，诸如波纹、脊、波状或指状物。

当环位于环状空间内时，例如位于轴和其中放置轴的外壳的孔之间时，突起被压缩。每一突起充当弹簧并且对轴和孔的表面施加径向力，从而在轴和外壳之间提供过盈配合。由于环传递转矩，外壳或轴的转动会引起轴或外壳中的另一个的相似转动。同样地，由于环传递线性力，外壳或轴的线性运动会引起轴或外壳中的另一个的相似线性运动。如果力(转动的或线性的)被施加到轴和外壳中的一个或者两个上，由此使得配合部件之间的合力大于特定临界值，则轴或外壳将相对于彼此运动，即，它们将滑动。在本申请中，该临界值被称作轴、外壳和限力器装置的“滑动力”。

虽然公差环通常包括弹性材料条，该弹性材料条被弯曲以使得能够通过重叠该条的端部来容易地形成环，但公差环也可被制成环状带。

因此，通过突起在组件的配合部件之间被压缩而提供的过盈配合，公差环能提供转矩传递或转矩限制功能，能够提供轴向保持力或轴向滑动力控制。

典型地，当装配其部件间为过盈配合的装置时，公差环被固定保持在沿第一内侧部件或外侧部件的位置，并且第二相应的配合部件被轴向压入公差环和第一配合部件内或被轴向压在公差环和第一配合部件上，从而在轴向运动期间接触并压缩环的突起并提供过盈配合。装配该装置所需的力的大小取决于该突起的刚性和所需要的压缩程度，并且典型地与公差环在其最终位置所传递的载荷量相关，因而与所提供的保持力或可被传递的转矩的大小、或者最终组件的刚性相关。

虽然还是要产生具有大的轴向力或转矩传递特性、或大的径向刚性的组件，但是在某些情况下，减小或取消组件所需的轴向力可能是有益的。例如，在硬盘驱动器的枢轴安装中，一个部件相对于另一配合部件和公差环的正常轴向拖动(dragging)会引起表面损伤和微粒产生。同样，在精密的轴承组件中，装配中的该种轴向负载会损坏轴承。

最一般地，本发明提出了一种从预装配组件来装配装置的方法，该预装配组件包括：具有变半径表面的第一配合部件、第二配合部件以及位于两个配合部件之间的弹性材料带，该弹性材料带具有从其上延伸的未压缩的突起。通过转动第一配合部件来将弹性材料带的突起与具有足以压缩该突起的半径的第一配合部件的一部分表面对准，在部件间形成了过盈配合。该装配方法使第一部件沿弹性材料带的拖动最小，并且使所致的对第一部件的表面损伤最小。

因此，根据本发明的第一方面，提供了一种装配装置的方法，该方法包括以下步骤：

a)形成预装配组件，其包括：

轴；

外壳，其具有内装有该轴的孔；以及

位于该轴和该外壳之间的弹性材料带，该带具有从其圆周表面径向向内延伸的一系列突起，该带的峰半径(peak radius)为该一系列突起中的突起的峰部和外壳的孔的纵轴线之间的距离；

该轴具有外表面，该外表面和所述纵轴线之间的距离围绕该轴变化，使得该外表面具有第一部分和相邻的第二部分，在该第一部分处从所述轴线到该外表面的距离小于或等于该峰半径，而在该第二部分处该距离大于该峰半径；

其中该带的所述突起与该外表面的第一部分轴向及周向对准；以及然后

b)相对于该带转动该轴使得带的所述突起与该外表面的第二部分轴向及周向对准，由此该带的所述突起被压缩，从而将轴和外壳固定到一起。

该“轴”可为实心或空心部件，或者为几个部分组成的复合部件的外部部件，诸如轴承。该“孔”可完全贯穿外壳延伸或者仅仅部分贯穿外壳延伸或延伸进入外壳中。

一旦装配完成，该装置对轴相对于该外壳的轴向运动和旋转运动都产生阻力。