一种用于输入轴与输出轴同轴布置时的轴承结构的制作方法

1.本实用新型涉及变速箱结构领域，尤其涉及一种用于输入轴与输出轴同轴布置时的轴承结构。


背景技术：

2.目前，输入轴与输出轴同轴布置的形式大多出现在平行轴式的汽车变速箱中，即汽车变速箱的输入轴(与发动机曲轴连接)与变速箱的输出轴(与汽车驱动轴连接)同轴布置。这里以具有代表性的前置后驱手动变速箱为例，该类变速箱壳体为三段式结构——包括中间壳体，前、后轴承端盖。其轴承的布置方式为：前端和后端分别为带止动环的深沟球轴承，两轴连接处采用只能承受径向力的滚针轴承和保持架组件。
3.然而，这种输入轴与输出轴同轴布置的的结构存在以下缺点：
4.1.虽然采用带止动环的深沟球轴承能实现输入轴与输出轴的轴向定位，但这也使得主轴承座必须为通孔，并需要轴承端盖与之配合，导致成本增加，安装难度也增大；
5.2.止动环安装在轴承外圈的止动槽上，通过漏出部分与轴承座孔端面和轴承端盖配合来实现压紧止动环；既要保证止动环受压又要防止受力过大，这就要求轴承端盖精度要高；
6.3.带止动环的深沟球轴承无法在现有新能源汽车用后驱变速箱中安装，因为现有新能源汽车用变速箱的轴承座孔为盲孔，无类似于手动变速箱的轴承座孔端盖；
7.4.安装有带止动环的深沟球轴承的轴只能承受单向较大的轴向力，之所以适用于手动变速箱，是因为手动变速箱不存在反转，反托等工况，可通过设置特定的齿轮螺旋角来实现汽车运行过程中输入轴与输出轴所受轴向力始终朝着轴承方向，而不使止动环承受轴向力。但在新能源汽车的变速箱中存在同一个齿轮的既正转又反转，并且存在频繁的反拖工况，这就导致输出轴的轴向力在两个方向来回切换，该工况并不适用于通过止动环来承受轴向力。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的是提供一种用于输入轴与输出轴同轴布置时的轴承结构，将该轴承结构简化了前壳体和后壳体的结构，降低了生产成本同时也满足了新能源汽车变速箱的输入轴与输出轴同轴布置的受力要求。
9.本实用新型解决上述技术问题的技术方案是：一种用于输入轴与输出轴同轴布置时的轴承结构，包括相对设置的前壳体和后壳体，所述前壳体的轴心处设有输入齿轮轴，后壳体的轴心处设有输出齿轮轴，所述输入齿轮轴与输出齿轮轴同轴设置且位于两者相近端的输出齿轮轴端面上设有供输入齿轮轴端部插入的安装插口，所述安装插口与输入齿轮轴之间沿径向依次套接有推力球轴承和滚针轴承，所述前壳体与输入齿轮轴侧壁之间，后壳体与输出齿轮轴侧壁之间皆套接有深沟球轴承；所述输出齿轮轴为管状结构，所述输出齿轮轴内部的管状通道与安装插口为一体式结构。
10.作为本实用新型的更进一步改进，所述前壳体轴心处设有供输入齿轮轴穿过的输入轴安装孔。
11.作为本实用新型的更进一步改进，所述前壳体靠近后壳体一侧设有围绕输入轴安装孔设置的用于限位安装深沟球轴承的前壳体限位台阶，所述输入齿轮轴靠近前壳体一侧的侧壁上设有围绕输入齿轮轴轴心设置的深沟球轴承限位台阶。
12.作为本实用新型的更进一步改进，所述输入齿轮轴靠近安装插口一侧的侧壁上设有推力球轴承限位台阶。
13.作为本实用新型的更进一步改进，所述输入齿轮轴(3)上设有输入齿轮。
14.作为本实用新型的更进一步改进，所述后壳体轴心处设有供输出齿轮轴穿过的输出轴安装孔。
15.作为本实用新型的更进一步改进，所述后壳体靠近前壳体一侧设有围绕输出轴安装孔设置的用于限位安装深沟球轴承的后壳体限位台阶，所述输出齿轮轴靠近后壳体一侧的侧壁上设有围绕输出齿轮轴轴心设置的深沟球轴承限位台阶。
16.作为本实用新型的更进一步改进，所述后壳体限位台阶的台阶面与深沟球轴承的端面之间设有调整垫片。
17.作为本实用新型的更进一步改进，所述输出齿轮轴上设有输出齿轮。
18.作为本实用新型的更进一步改进，所述输出齿轮轴内部的管状通道与安装插口的连接处设有用于封堵管状通道的密封盖。
19.有益效果
20.与现有技术相比，本实用新型的一种用于输入轴与输出轴同轴布置时的轴承结构的优点为：
21.1、该轴承的配制方案中，在输入齿轮轴和输出齿轮轴上分别套接一个深沟球轴承，配合在输入齿轮轴与输出齿轮轴之间配置一个滚针轴承和一个推力球轴承，来实现输入齿轮轴与输出齿轮轴的各自旋转。其中，通过深沟球轴承与滚针轴承，来传递、承受整个轴承结构的径向力，通过深沟球轴承与推力球轴承，来传递、承受整个轴承结构的轴向力。因此，不需要在两侧的深沟球轴承外圈设置止动环来承受整个轴承结构的轴向力，进而也就不需要轴承端盖与之配合。这样就可以简化前壳体与后壳体的结构——将壳体与轴安装孔设计为一体式结构，且不需要端盖，进而方便了轴承结构的安装、降低了生产成本。同时，也满足了新能源汽车变速箱的输入轴与输出轴同轴布置的受力要求——需要能够承受双向轴向力。
22.2、该轴承结构中，滚针轴承能承受径向载荷，推力球轴承能承受轴向载荷，本方案使用两者的组合来实现输入齿轮轴与输出齿轮轴在受力上的刚性连接，进而输入齿轮轴与输出齿轮轴可以各自旋转。
23.3、该轴承结构中，滚针轴承属于线接触，且滚针适量较多，所以其承载能力较大，能保证输入齿轮轴与输出齿轮轴在径向方向的支撑刚度足够，防止输入齿轮轴与输出齿轮轴同轴度降低，进而保证变速箱的齿轮啮合精度，实现较好地nvh效果。
24.4、前壳体限位台阶与深沟球轴承限位台阶配合，能够稳定的将深沟球轴承安装到前壳体上。
25.5、推力球轴承限位台阶与输出齿轮轴的端面配合，能够稳定的将推力球轴承安装
在输入齿轮轴的端部与安装插口内壁之间。
26.6、后壳体限位台阶与深沟球轴承限位台阶配合，能够稳定的将深沟球轴承安装到后壳体上。
27.7、后壳体限位台阶的台阶面与深沟球轴承的端面之间设有调整垫片。轴向方向，通过选配的调整垫片保证推力球轴承存在极小的轴向游隙，从而在传递轴向力的过程中降低推力球轴承所受的冲击，使得输入齿轮轴与输出齿轮轴在各个工况中都能平稳可靠的运转。
28.通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型的实施例。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本实用新型的剖面图。
31.其中：1-后壳体；11-后壳体限位台阶；12-输出轴安装孔；2-输出齿轮轴；21-输出齿轮；22-安装插口；3-输入齿轮轴；31-输入齿轮；32-推力球限位台阶；4-前壳体；41-前壳体限位台阶；42-输入轴安装孔；5-调整垫片；6-深沟球轴承；7-密封盖；8-滚针轴承；9-推力球轴承。
具体实施方式
32.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.现在参考附图描述本实用新型的实施例。
35.实施例
36.本实用新型的具体实施方式如图1所示，一种用于输入轴与输出轴同轴布置时的轴承结构，包括相对设置的前壳体4和后壳体1，前壳体4的轴心处设有输入齿轮轴3，后壳体1的轴心处设有输出齿轮轴2。其中，输入齿轮轴3与输出齿轮轴2同轴设置且位于两者相近端的输出齿轮轴2端面上设有供输入齿轮轴3端部插入的安装插口22。安装插口22与输入齿轮轴3之间沿径向依次套接有推力球轴承9和滚针轴承8。前壳体4与输入齿轮轴3侧壁之间，后壳体1与输出齿轮轴2侧壁之间皆套接有深沟球轴承6。
37.该轴承结构的配制方案中，在输入齿轮轴3和输出齿轮轴2上分别套接一个深沟球轴承6，配合在输入齿轮轴3与输出齿轮轴2之间配置一个滚针轴承8和一个推力球轴承9，来实现输入齿轮轴3与输出齿轮轴2的各自旋转。其中，通过深沟球轴承6与滚针轴承8，来传递、承受整个轴承结构的径向力，通过深沟球轴承6与推力球轴承9，来传递、承受整个轴承结构的轴向力。因此，不需要在两侧的深沟球轴承6外圈设置止动环来承受整个轴承结构的轴向力，进而也就不需要轴承端盖与之配合。这样就可以简化前壳体4与后壳体1的结构——将壳体与轴安装孔设计为一体式结构，且不需要端盖，进而方便了轴承结构的安装、降低了生产成本。同时，也满足了新能源汽车变速箱的输入轴与输出轴同轴布置的受力要求——需要能够承受双向轴向力。
38.并且，该轴承结构中，滚针轴承8能承受径向载荷，推力球轴承9能承受轴向载荷，本方案使用两者的组合来实现输入齿轮轴3与输出齿轮轴2在受力上的刚性连接，进而输入齿轮轴3与输出齿轮轴2可以各自旋转。同时，该轴承结构中，滚针轴承8属于线接触，且滚针适量较多，所以其承载能力较大，能保证输入齿轮轴3与输出齿轮轴2在径向方向的支撑刚度足够，防止输入齿轮轴3与输出齿轮轴2同轴度降低，进而保证变速箱的齿轮啮合精度，实现较好地nvh效果。
39.关于输入齿轮轴3与输出齿轮轴2的安装，前壳体4轴心处设有供输入齿轮轴3穿过的输入轴安装孔42，后壳体1轴心处设有供输出齿轮轴2穿过的输出轴安装孔12。
40.其中，前壳体4靠近后壳体1一侧设有围绕输入轴安装孔42设置的用于限位安装深沟球轴承6的前壳体限位台阶41，输入齿轮轴3靠近前壳体4一侧的侧壁上设有围绕输入齿轮轴3轴心设置的深沟球轴承限位台阶。前壳体限位台阶41与深沟球轴承限位台阶配合，能够稳定的将深沟球轴承6安装到前壳体4上。后壳体1靠近前壳体4一侧设有围绕输出轴安装孔12设置的用于限位安装深沟球轴承6的后壳体限位台阶11，输出齿轮轴2靠近后壳体1一侧的侧壁上设有围绕输出齿轮轴2轴心设置的深沟球轴承限位台阶。后壳体限位台阶11与深沟球轴承限位台阶配合，能够稳定的将深沟球轴承6安装到后壳体上。
41.同时，输入齿轮轴3靠近安装插口22一侧的侧壁上设有推力球轴承限位台阶32。推力球轴承限位台阶32与输出齿轮轴2的端面配合，能够稳定的将推力球轴承9安装在输入齿轮轴3的端部与安装插口22内壁之间。
42.并且，后壳体限位台阶11的台阶面与深沟球轴承6的端面之间设有调整垫片5。轴向方向，通过选配的调整垫片5保证推力球轴承9存在极小的轴向游隙，从而在传递轴向力的过程中降低推力球轴承9所受的冲击，使得输入齿轮轴3与输出齿轮轴2在各个工况中都能平稳可靠的运转。
43.本实施例中，输入齿轮轴3上设有输入齿轮31。输出齿轮轴2上设有输出齿轮21。
44.另外，本实施例中的输出齿轮轴3为管状结构，且输出齿轮轴3内部的管状通道与安装插口22为一体式结构。需要注意的是：输出齿轮轴3内部的管状通道与安装插口22的连接处设有用于封堵管状通道的密封盖7。
45.关于本实施例中的轴承结构的是如何满足工作以及受力要求的，其具体内容如下：
46.在运作时：本实施例中，输入齿轮轴3与发电机曲轴连接，作为直驱和发电的动力输入轴。而输出齿轮轴2与汽车传动轴连接，其动力来源为驱动电机。所以输入齿轮轴3和输
出齿轮轴2存在转速和转向都不同的工况，而本实施例在输入齿轮轴3和输出齿轮轴2之间安装滚针轴承8和推力球轴承9，使用轴承将两轴连接起来，实现输入齿轮轴3和输出齿轮轴2各自不同的旋转而互不干扰，且运行平稳。
47.关于径向受力方面：本实施例中提到的所有轴承都是用来支撑输入齿轮轴3和输出齿轮轴2的，保证各轴稳定旋转的同时提供足够的支撑刚度。输入齿轮轴3、输出齿轮轴2与变速箱中的齿轮啮合会产生径向力，而本实施例中的轴承配置中，深沟球轴承6和滚针轴承8均可承受径向力。比如：输出齿轮轴2受到径向力时，该径向力向左传递给深沟球轴承6再由后壳体1承受，该径向力向右传递给滚针轴承8再传递给输入齿轮轴3最后传递给深沟球轴承6再由前壳体4承受，进而保证输出齿轮轴2的径向支撑。同理，输入齿轮轴3的径向受力支撑类似，这里不再赘述。
48.关于轴向受力方面：本实施例中提到，输入齿轮轴3和输出齿轮轴2与变速箱中的齿轮通过斜齿轮啮合会产生轴向力，而本实施例的轴承配置中，深沟球轴承6和推力球轴承9均可承受轴向力。具体的，输入齿轮轴3和输出齿轮轴2均会产生向左或向右的轴向力。输入齿轮轴3受到向右的轴向力时，该向右的轴向力向右传递给深沟球轴承6再由前壳体4承受；当输入齿轮轴3受到向左的轴向力时，该向左的轴向力向左传递给推力球轴承9再传递给输出齿轮轴2最后传递给深沟球轴承6再由后壳体1承受，从而保证输入齿轮轴3的轴向支撑。同理，输出齿轮轴2的轴向受力支撑类似，这里不再赘述。
49.关于本实施例中的轴承结构的装配过程，具体包括一下步骤：
50.1)、压装深沟球轴承6：将对应的深沟球轴承6压装至对应的齿轮轴的深沟球轴承限位台阶上；
51.2)、选配调整垫片5：将1)中的齿轮轴总成与滚针轴承8和推力球轴承9先装配起来，并测得两个深沟球轴承6外圈端面的距离a，前壳体4、后壳体1的轴安装孔深度之和a，通过a和a以及正确的间隙值选出调整垫片5；
52.3)、后壳体1装配：将选出的调整垫片5装配至后壳体限位台阶11中，再将输出齿轮轴2总成放至输出轴安装孔12中，再将滚针轴承8、推力球轴承9以及输入齿轮轴3总成装配好；
53.4)、合装：将前壳体4正确合装，深沟球轴承6与前壳体4对应的前壳体限位台阶41正确配合。
54.以上结合最佳实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本实用新型的本质进行的修改、等效组合。