[发明专利]小齿轮轴承单元

说明书

技术领域

具有负准双曲面偏移的用于前桥差速器的混合小齿轮轴承单元以及动力传输单元。

背景技术

发明内容

本发明涉及具有负准双曲面偏移的用于机动车辆的前桥差速器的混合小齿轮轴承单元以及用于机动车辆的动力传输单元，并且目的是在动力传动系统中提供小齿轮轴的轴承组件的应用定向优化。对于当前的动力传动系统，由于在将来不断增大负准双曲面偏移(也就是，差速器的转动轴位于相应的小齿轮轴之下)，在前桥差速器以及与锥形驱动相关的螺旋方向的转化中，在准双曲面齿轮中的力的状态也将变化。因此，在将来在牵引操作中的小齿轮轴将被拉入到伞齿轮(crown wheel gears)中。为了仍然能够获得齿的侧面的尽可能低的间隙，首先需要具有在轴向方向刚度优化的轴承组件。

相应的状态在用于全轮驱动车辆的所谓PTU(动力传输单元)也存在，在PTU上从动小齿轮轴经由伞齿轮传递它的力到从动驱动元件，结果轴向力具有如上所述的相同效果。

在两种情形下，在伞齿轮和小齿轮之间的齿啮合中的力状态与现今在后轮驱动中常见的状态相比，并不相同，因此根据本发明的轴承单元意在使得可以在获得关于轴承刚度的明显改善的同时显著降低轴承损失的影响。

US4,729,252公开一种用于小齿轮轴的轴承单元，该小齿轮轴结合锥形滚柱轴承和径向止推滚珠轴承，所述锥形滚柱轴承和径向止推滚珠轴承具有公共的外座圈和单独的轴向间隔开的内座圈，注意到，锥形滚柱轴承的接触线以小于90°的角度彼此相交并且径向止推滚珠轴承的滚珠的接触线同样地以小于90°的角度彼此相交。

这样的轴承组合的刚度在用于锥形滚柱轴承和径向止推滚珠轴承的不同特征方面并不是优化的。

因此，本发明的目的是提出改进的这种类型的轴承单元，由此消除上述问题，并且这是在当轴承单元根据所附权利要求1的特征部分进行设计时得以实现。

附图说明

在此及后，将通过如附图所示的优选实施例进一步描述本发明，其中：

图1示出根据本发明的通过小齿轮轴承单元的一部分的截面。

图2是图1所示的小齿轮轴承单元的对应视图，但是小齿轮轴承单元连接到了小齿轮轴。

具体实施方式

图1示出根据本发明的小齿轮轴承单元的上半部的截面，其中两排式的轴承单元存在于摩擦优化锥形滚柱轴承1的小齿轮头部侧上和径向止推滚珠轴承5的小齿轮尾部侧上。两排轴承都具有一个公共的一件式的外座圈2，其中设置有两个相对的油孔3(仅一个示出)，而内座圈1a和5a分别通过间隔套筒6轴向间隔开。在公共的外座圈1的远离小齿轮头部的侧面上设置有用于安装目的的外部凸缘4。轴承1、5以背对背的关系安装为预载荷轴承，具有关于刚度和摩擦损耗的最优预负载。

为了获得这样的尽可能高的轴承刚度同时降低轴承摩擦并降低产生的磨损以延长轴承寿命周期，有必要根据需要以理想的方式设计内轴承几何结构。

因此，有必要从应用技术原理方面利用锥形滚柱轴承和径向止推滚珠轴承的不同特征以实现所述目标。

据此，优化理想方式的锥形滚柱轴承1以产生尽可能低的摩擦从而用来吸收径向力，所述径向力是在小齿轮头部的齿轮中传递的扭矩的函数，锥形滚柱轴承1具有从15°-20°的接触角α以为了吸收在小齿轮头部上的齿力的轴向力分量，并且为了同时吸收由锥形滚柱轴承1引起的轴向力，一排径向止推滚珠轴承5具有从35°-45°的接触角β。

滚柱体承受最小的反作用力，这是由于两个接触角度是不同大小的事实所获得的作用，这具有对轴承刚度以及轴承摩擦损失正面的影响。径向止推滚珠轴承的大接触角提供分别用于轴承单元的增大的承载能力和优化的轴向刚度比率。

为了进一步降低轴承的损失影响并增大轴承的刚度，径向止推滚珠轴承还可以设置有陶瓷材料的滚珠。

取决于在小齿轮头部上的最初描述的力关系，在小齿轮头部侧上的锥形滚柱轴承1受到轴向卸载，其在高操作力下引起载荷区，受限于某些锥形滚柱以及内外座圈之间的同时的必要倾斜。为了排除在滚动接触时不允许的高边缘应力的风险，锥形滚柱设计为在包络直径(the envelope diameter)处具有对数轮廓(logarithmic profile)。

为了满足尽可能高的轴承刚度的要求，同时轴承摩擦力矩和轴承损失影响尽可能低，以关于轴承预载荷的参数尽可能最好的方式，制造轴承单元，并分别考虑轴承外圈和壳体之间以及轴承内圈和轴之间的通常的配合条件，在安装前具有0.03-0.07毫米的轴向间隙。这导致从2000N到最大5000N的应用最佳轴承预载荷。