具有驱动小齿轮和预加载螺母的车桥组件以及组装方法与流程

1.本披露内容涉及一种具有驱动小齿轮和预加载螺母的车桥组件以及一种组装方法。背景
2.美国专利号10,316,950中披露了一种具有驱动小齿轮和轴承预加载元件的车桥组件。概述
3.在至少一个实施例中，提供了一种车桥组件。该车桥组件可以包括驱动小齿轮和预加载螺母。该驱动小齿轮可以绕轴线可旋转，并且可以包括从齿轮延伸的轴。该轴可以具有螺纹部分和邻近该螺纹部分布置的凹陷部。该预加载螺母可以具有与该螺纹部分配合的螺纹和邻近该螺纹部分布置的可变形环。该可变形环可以在该凹陷部内侧接合该轴，以阻止该预加载螺母相对于该驱动小齿轮绕该轴线旋转。
4.在至少一个实施例中，提供了一种组装车桥组件的方法。该方法可以包括：将预加载螺母拧到驱动小齿轮的螺纹部分上，使得该预加载螺母的可变形环被布置在该驱动小齿轮中的凹陷部的至少一部分的外侧并且围绕其延伸。该可变形环可以变形进入该凹陷部中并且在该凹陷部中与该驱动小齿轮接合，以阻止该预加载螺母相对于该驱动小齿轮旋转。
附图说明
5.图1是车桥组件的示例的立体图。
6.图2是图1的车桥组件沿截面线2-2的截面视图。
7.图3是图2的一部分的放大视图，其示出了在预加载螺母被固定至驱动小齿轮之前时的驱动小齿轮和预加载螺母。
8.图4是图3的一部分的放大视图。
9.图5是沿截面线5-5的截面视图，其中不带有支撑该驱动小齿轮的轴承组件。
10.图6是放大视图，其示出了固定至驱动小齿轮的预加载螺母。
11.图7是沿截面线7-7的截面视图，并且附加地示例了将预加载螺母固定至驱动小齿轮的接合特征。
12.图8是图3中所示零件的分解透视图。
具体实施方式
13.按照要求，本文披露了本发明的详细实施例；然而，应理解的是，所披露的实施例仅仅是本发明的可以以各种形式和替代性形式来实施的示例。附图不一定是按比例的；一些特征可以被夸大或者缩至最小以便示出具体部件的细节。因此，本文披露的具体结构性和功能性细节不应被解释为是限制性的，而是仅作为教导本领域技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。
14.参考图1，示出了车桥组件10的示例。车桥组件10可以被提供用于机动车辆，比如
载重汽车、客车、农场设备、采矿设备、军事运输或武装车辆、或者用于陆地、空中、或海洋船舶的货物装载设备。在一个或多个实施例中，机动车辆可以包括用于运输货物的拖车。
15.车桥组件10可以向一个或多个牵引轮组件提供扭矩，该一个或多个牵引轮组件可以包括安装在车轮上的轮胎。车轮可以安装到轮毂，该轮毂可以绕车轮轴线可旋转。
16.可以向车辆提供一个或多个车桥组件。如参考图1和图2最佳示出的，车桥组件10可以包括壳体组件20、差速器组件22、和至少一个半轴24。如图2最佳示出的，车桥组件10还可以包括驱动小齿轮26和预加载螺母28。
17.参考图1和图2，壳体组件20可以接纳车桥组件10的各种部件。另外，壳体组件20可以有助于将车桥组件10安装到车辆。例如，壳体组件20可以包括车桥壳体30、差速器载架32、以及可选地电动马达壳体34(如果电动马达提供有车桥组件10)。
18.参考图2，车桥壳体30可以至少部分地接纳差速器组件22。可选地，车桥壳体30可以接纳并支撑半轴24。
19.差速器载架32可以安装到车桥壳体30。差速器载架32可以支撑差速器组件22。
20.差速器组件22可以被至少部分地接纳在壳体组件20中。差速器组件22可以绕差速器轴线40可旋转并且可以将扭矩传递到半轴24和车轮。差速器组件22可以操作性地连接到半轴24，并且可以允许半轴24以本领域的技术人员已知的方式以不同的旋转速度旋转。差速器组件22可以具有环齿轮42，该环齿轮可以具有与驱动小齿轮26的齿轮的齿相配合或啮合的齿。相应地，差速器组件22可以经由环齿轮42从驱动小齿轮26接收扭矩并且将扭矩传递至半轴24。
21.参考图1和图2，半轴24可以将扭矩从差速器组件22传递至对应的轮毂和车轮。可以提供两个半轴24，使得每个半轴24延伸穿过车桥壳体30的不同臂部分。半轴24或它们的一部分可以沿着轴线(比如差速器轴线40)延伸，并且可以绕该轴线可旋转。每个半轴24可以具有第一端部和第二端部。第一端部可以操作性地连接到差速器组件22。第二端部可以被布置成与第一端部相反并且可以操作性地连接到车轮。可选地，可以在半轴24与车轮之间提供齿轮减速。
22.参考图2和图8，驱动小齿轮26可以经由环齿轮42在动力源或扭矩源与差速器组件22之间传递扭矩。动力源可以具有任何合适的类型。例如，动力源可以是电动动力源或非电动动力源。电动动力源的示例是电动机器，如电动马达。非电动动力源的示例是内燃发动机。在图2所示的构型中，动力源被配置为被提供用于车桥组件10的电动马达；然而，设想到的是，可以不向车桥组件10提供动力源(无论是电动动力源还是非电动动力源)。例如，动力源可以定位成远离车桥组件10并且可以经由连杆(如轴)操作性地连接到车桥组件10。被配置为电动马达的动力源可以包括定子50和转子52。在所示的构型中，定子50被接纳在壳体组件20内侧，而转子52被接纳在定子50内侧。转子52可以围绕轴线延伸并且可以绕轴线相对于定子50可旋转。转子52可以以任何合适的方式(比如经由变速器或齿轮减速模块60)操作性地连接到驱动小齿轮26。
23.参考图2、图3和图8，驱动小齿轮26可以绕轴线70可旋转，该轴线还可以称为驱动小齿轮轴线。轴线70可以与差速器轴线40基本上垂直地布置。在车桥组件10包括电动马达的构型中，轴线70可以与转子52可以围绕旋转的轴线相同，或者可以与转子52可以围绕旋转的轴线不同。
24.驱动小齿轮26可以沿着轴线70延伸或围绕该轴线延伸。在至少一种构型中，驱动小齿轮26可以包括齿轮80和轴82。
25.齿轮80可以布置在轴82的端部处或附近。齿轮80可以具有多个齿，该多个齿可以与环齿轮42上的对应齿相配合。齿轮80可以与轴82一体形成，或者可以被提供为可以固定地布置在轴82上的单独部件。
26.轴82可以从齿轮80延伸。例如，轴82可以从齿轮80在背离差速器组件22延伸的方向上延伸。在比如参考图3和图8最佳示出的至少一种构型中，轴82可以包括第一外表面90、第二外表面92、第三外表面94、螺纹部分96、凹陷部外表面98、一个或多个凹陷部100、以及花键102。如下文所讨论的，这些特征中的一些特征是可选的。
27.第一外表面90可以从齿轮80延伸，并且可以是轴82的一部分的外圆周。第一驱动小齿轮轴承110可以布置在第一外表面90上，并且可以可旋转地支撑驱动小齿轮26。第一驱动小齿轮轴承110可以具有任何合适的构型。例如，第一驱动小齿轮轴承110可以被配置为可以包括多个滚动元件112的滚子轴承组件，该多个滚动元件可以布置在内座圈114与外座圈116之间。内座圈114可以围绕第一外表面90延伸并且可以布置在该第一外表面上。外座圈116可以围绕滚动元件112延伸并且可以布置在支撑部件(比如差速器载架32)上。
28.第二外表面92(如果提供的话)可以沿着轴线70定位或轴向地定位在第一外表面90与第三外表面94之间。第二外表面92可以是轴82的一部分的外圆周，并且可以具有比第一外表面90更小的直径。一个或多个间隔件120可以布置在第二外表面92上。间隔件120可以被配置为环，这些环可以环绕轴82并且可以被轴向地定位在驱动小齿轮轴承110、110’的内座圈114、114’之间以阻止内座圈114、114’朝向彼此轴向移动。
29.第三外表面94(如果提供的话)可以轴向地定位在第二外表面92与螺纹部分96之间。第三外表面94可以是轴82的一部分的外圆周，并且可以具有比第二外表面92更小的直径。第二驱动小齿轮轴承110’可以布置在第三外表面94上，并且可以可旋转地支撑驱动小齿轮26。第二驱动小齿轮轴承110’可以具有任何合适的构型。例如，第二驱动小齿轮轴承110’可以被配置为可以包括多个滚动元件112’的滚子轴承组件，该多个滚动元件可以布置在内座圈114’与外座圈116’之间。内座圈114’可以围绕第三外表面94延伸并且可以布置在该第三外表面上。外座圈116’可以围绕滚动元件112’延伸，可以布置在支撑部件(比如差速器载架32)上。在至少一种构型中，第二驱动小齿轮轴承110’的内座圈114’可以具有比第一驱动小齿轮轴承110的内座圈114更小的内直径，第二驱动小齿轮轴承110’的外座圈116’可以具有比第一驱动小齿轮轴承110的外座圈116更小的外直径，或这两种情况同时具备。
30.应注意，可以省略第二外表面92、第三外表面94或这两者。例如，可以增加第一外表面90的轴向长度，并且第二驱动小齿轮轴承110’、间隔件120或这两者可以布置在第一外表面90上。
31.参考图3、图4和图8，螺纹部分96可以轴向地定位在第三外表面94与花键102之间。螺纹部分96可以有助于预加载螺母28的安装。例如，螺纹部分96可以包括可以与预加载螺母28上的对应螺纹相配合或啮合的螺纹。在至少一种构型中，螺纹部分96可以具有可以比第一外表面90、第二外表面92、第三外表面94或它们的组合的直径更小的外直径。
32.凹陷部外表面98可以被轴向地定位在齿轮80和轴82的可以被布置成与齿轮80相反的远端之间。例如，凹陷部外表面98可以被轴向地定位在螺纹部分96与花键102之间，并
且可以在螺纹部分96与花键102之间延伸。凹陷部外表面98可以是轴82的一部分的外圆周，并且可以具有比第一外表面90、第二外表面92、第三外表面94、螺纹部分96、或它们的组合更小的直径。
33.一个或多个凹陷部100可以提供有凹陷部外表面98。在所示的构型中，展示了两个凹陷部100；然而，设想到的是，可以提供更多或更少数量的凹陷部100。凹陷部100可以邻近螺纹部分96布置，并且可以被轴向地定位成比远离齿轮80定位的螺纹部分96更远离齿轮80。例如，凹陷部100可以被轴向地定位在螺纹部分96与花键102之间。在至少一种构型中，如图4最佳示出的，凹陷部100可以延伸经过预加载螺母28的端部，在这种情况下，凹陷部100可以被布置成比靠近花键102布置的预加载螺母28更靠近花键102。
34.凹陷部100可以从凹陷部外表面98朝向轴线70延伸，并且可以具有任何合适的构型。例如，凹陷部100可以被配置为盲孔或通孔。此外，凹陷部100可以具有任何合适的形状。在所示的构型中，每个凹陷部100被描绘为是具有大致椭圆形构型的长形槽，在该长形槽中，凹陷部100在轴向方向的长度大于其在周向方向上的宽度。例如，凹陷部100的轴向长度可以是其宽度的至少两倍。还设想到的是，凹陷部100可以被提供有其他形状，并且还可以具有小于其宽度的轴向长度。例如，凹陷部100可以被配置为可以围绕轴线70连续延伸的凹槽。在至少一种构型中，凹陷部100可以至少部分地由凹陷部底表面130、第一侧向侧132、以及第二侧向侧134限定，该凹陷部底表面、该第一侧向侧以及该第二侧向侧参考图4和图5被最佳地示出。
35.凹陷部底表面130可以布置在凹陷部100的底部处。这样，凹陷部底表面130可以被布置成比凹陷部外表面98更靠近轴线70。
36.第一侧向侧132可以在凹陷部外表面98与凹陷部底表面130之间延伸。例如，第一侧向侧132可以从凹陷部外表面98延伸到凹陷部底表面130的第一端部或第一边缘。
37.第二侧向侧134可以被布置成与第一侧向侧132相对。第二侧向侧134可以在凹陷部外表面98与凹陷部底表面130之间延伸。例如，第二侧向侧134可以从凹陷部外表面98延伸到凹陷部底表面130的第二端部或第二边缘。
38.参考图3和图8，花键102(如果提供的话)可以布置在螺纹部分96与轴82的远端之间。花键102可以包括多个齿。在至少一种构型中，花键102的齿可以与轴线70基本上平行地布置，并且可以与另一个部件(比如可以操作性地将驱动小齿轮26连接至动力源的联接或换挡套环)的对应花键配合。花键102可以具有可以比凹陷部外表面98的直径更大的外直径。还设想到的是，可以省略花键102，并且驱动小齿轮26可以以不同方式(比如使用紧固件)联接至另一个部件，并且凹陷部外表面98可以邻近轴82的端部布置或可以远离该轴的端部延伸。
39.参考图4和图8，预加载螺母28可以可安装到驱动小齿轮26。在至少一种构型中，预加载螺母28可以包括第一端部140、第二端部142、孔144、螺纹146、以及可变形环148。预加载螺母28可以可选地包括凸缘150、工具接合部分152、过渡区域154、或它们的组合。
40.当预加载螺母28安装在驱动小齿轮26上时，第一端部140可以背离齿轮80、第一驱动小齿轮轴承110和第二驱动小齿轮轴承110’。
41.第二端部142可以被布置成与第一端部140相反。当预加载螺母28安装在驱动小齿轮26上时，第二端部142可以面向齿轮80、第一驱动小齿轮轴承110和第二驱动小齿轮轴承
110’。例如，第二端部142可以面向垫圈160并且可以接合或接触该垫圈，该垫圈可以被轴向地定位在第二驱动小齿轮轴承110’与预加载螺母28之间。
42.孔144可以是通孔，该通孔可以从第一端部140延伸到第二端部142。驱动小齿轮26的轴82可以被接纳在孔144中，并且可以延伸穿过该孔。
43.螺纹146可以被布置在孔144中。螺纹146可以与驱动小齿轮26的螺纹部分96配合，以帮助将预加载螺母28固定至驱动小齿轮26。在至少一种构型中，螺纹146可以大致从第一端部140朝向第二端部142延伸。螺纹146可以不提供有可变形环148。
44.可变形环148可以从第一端部140朝向第二端部142延伸。例如，可变形环148可以从第一端部140延伸到螺纹146。这样，可变形环148可以邻近螺纹146、螺纹部分96、或这两者布置。在至少一种构型中，可变形环148可以围绕轴线70连续地延伸；然而，设想到的是，可变形环148可以是不连续的。可变形环148可以是可变形的以在凹陷部100内侧接合轴82，以阻止预加载螺母28绕轴线70相对于驱动小齿轮26旋转，如将在下文中更详细讨论的。可变形环148可以至少部分地由内侧170和外侧172限定。
45.内侧170可以面向驱动小齿轮26的轴82。例如，内侧170可以面向凹陷部外表面98。内侧170的至少一部分可以面向凹陷部100，并且可以与该凹陷部重叠。内侧170可以在变形之前或与驱动小齿轮26接合之前与凹陷部外表面98间隔开，如将在下文中更详细讨论的。
46.外侧172可以被布置成与内侧170相反。在至少一种构型中，可变形环148在径向方向上从内侧170到外侧172的壁厚度可以小于凸缘150、工具接合部分152、过渡区域154、或它们的组合的壁厚度。
47.凸缘150可以布置在第二端部142处，并且可以从预加载螺母28的第二端部142延伸。这样，凸缘150可以接合或接触垫圈160或第二驱动小齿轮轴承110’的内座圈114’(如果省略垫圈160)。凸缘150可以比工具接合部分152从轴线70延伸的距离更远、或可以具有比该工具接合部分更大的直径。
48.工具接合部分152可以轴向地定位在凸缘150与可变形环148之间。例如，工具接合部分152可以从凸缘150延伸到过渡区域154。在至少一种构型中，工具接合部分152可以包括可以通过工具(比如扳手或套筒)抓握的多个平坦的相交表面，以有助于预加载螺母28的拧紧或松脱。在至少一种构型中，工具接合部分152可以比可变形环148和过渡区域154从轴线70延伸的距离更远。
49.过渡区域154可以在工具接合部分152与可变形环148之间轴向地延伸。在至少一种构型中，过渡区域154可以是渐缩的，使得过渡区域154的直径在从工具接合部分152延伸到可变形环148的轴向方向上逐渐变小。这样，过渡区域154可以比可变形环148从轴线70延伸的距离更远。
50.参考图2至图7，现在将讨论一种组装方法。
51.首先，可以组装驱动小齿轮26、第一驱动小齿轮轴承110、第二驱动小齿轮轴承110’以及间隔件120，这可以得到这些部件的定位，如图2和图3中所示。可以以任何合适的顺序组装这些部件。例如，可以在将驱动小齿轮26插入驱动小齿轮轴承中之前将第一驱动小齿轮轴承110、第二驱动小齿轮轴承110’或这两者安装在支撑部件(比如差速器载架32)上。替代性地，可以在将第一驱动小齿轮轴承110、第二驱动小齿轮轴承110’、间隔件120、或它们的组合安装到支撑部件之前将它们安装在驱动小齿轮26的轴82上。作为非限制性示
例，可以将第一驱动小齿轮轴承110安装到差速器载架32，可以将驱动小齿轮26的轴82通过孔插入第一驱动小齿轮轴承110的内座圈114中，可以将间隔件120滑动到轴82上，并且然后可以将第二驱动小齿轮轴承110’滑动到轴82上并且滑动成与差速器载架32接合，使得间隔件120可以被轴向地定位在第一驱动小齿轮轴承110的内座圈114与第二驱动小齿轮轴承110’的内座圈114’之间。
52.接下来，可以将垫圈160滑动到轴82上并且滑动成与第二驱动小齿轮轴承110’接合。
53.接下来，可以将预加载螺母28安装在轴82上。预加载螺母28可以通过以下来安装：使预加载螺母28的螺纹146与驱动小齿轮26的螺纹部分96接合或配合、使预加载螺母28在第一旋转方向上绕轴线70旋转。可以旋转预加载螺母28以使预加载螺母28在朝向齿轮80的轴向方向上前进，并且可以旋转并拧紧直至预加载螺母28向第一驱动小齿轮轴承110、第二驱动小齿轮轴承110’、或这两者施加所期望的预加载力。此时，预加载螺母28的定位可以类似于图2至图5所示的，其中，预加载螺母28的可变形环148围绕凹陷部100的至少一部分延伸、布置在凹陷部100的外侧并且与驱动小齿轮26间隔开。
54.接下来，可变形环148可以变形进入凹陷部100中并且与驱动小齿轮26接合，以阻止预加载螺母28相对于驱动小齿轮26旋转。这参考图6和图7被最佳地示出。例如，一种具有图7所示的一个或多个接合特征180的工具可以接合可变形环148的外侧172。可以致动接合特征180以向可变形环148的外侧172施加压缩力，该压缩力可以足以使可变形环148的至少一部分压缩并且使该可变形环的至少一部分进入凹陷部100中。接合特征180可以具有任何合适的构型。例如，接合特征180可以被配置为冲头或压接头(crimp head)，并且可以可选地具有端头，该端头的尺寸可以比凹陷部100略小。在图7所示的构型中，展示了两个接合特征180，这两个接合特征彼此直接相反地布置并且与驱动小齿轮26中的对应凹陷部100对准。可以同时致动这些接合特征180以将可变形环148压缩进每个凹陷部100中。
55.参考图6，在可变形环148变形之后，预加载螺母28的第一端部140的一部分可以被接纳在凹陷部100中。替代性地，如果可变形环148具有足够的轴向长度以延伸经过凹陷部100的最靠近花键102布置的端部时，则预加载螺母28的第一端部140可以不被接纳在凹陷部100中。在这种构型中，可变形环148的布置在第一端部140与螺纹146之间的一部分可以通过接合特征180变形进入凹陷部100中。
56.参考图6和图7，可变形环148在变形后可以与可以限定凹陷部100的各个表面相接合或相接触。例如，可变形环148可以接合或接触凹陷部底表面130、第一侧向侧132、第二侧向侧134、或它们的组合。可变形环148不必接合凹陷部底表面130、两个侧向侧、或从图6所示的角度看凹陷部100的轴向端部或左右端部。然而，使可变形环148与第一侧向侧132和第二侧向侧134接合可以阻止预加载螺母28绕轴线70相对于驱动小齿轮26在第一旋转方向和第二旋转方向上旋转，并且因此阻止预加载螺母28的拧紧和松脱。
57.参考图7，在具有多个凹陷部100的构型中，在可变形环148已经压缩或变形之后，可变形环148的内侧170可以至少部分地与轴82的凹陷部外表面98间隔开。例如，内侧170可以至少部分地与相邻的凹陷部100之间的凹陷部外表面98(比如从所示出的角度看凹陷部100的左侧和右侧)间隔开。还设想到的是，一旦可变形环148已经压缩或变形，则内侧170可以围绕轴线70连续地接合凹陷部外表面98。
58.在可变形环148已经变形进入凹陷部100中之后，接合特征180可以与可变形环148脱离接合或远离该可变形环缩回。
59.一种具有如上所述的驱动小齿轮和预加载螺母的车桥组件可以允许安装并紧固预加载螺母，以防止或阻止预加载螺母相对于驱动小齿轮旋转，这可以允许设定并保持支承预加载力。保持所期望的预加载力可以防止轴承组件打滑、减少轴承的摩擦和发热、并且帮助提高轴承寿命，因此降低维护成本。另外，可以不使用附加的锁定装置或部件(比如，如尼龙螺母、开口垫圈等机械锁定装置或如螺纹锁定流体等粘合剂)来安装预加载螺母，这可以帮助降低成本并减少组装时间。另外，在随后期望从驱动小齿轮移除预加载螺母的情况下，预加载螺母的可变形部分可以与驱动小齿轮机械地分离或脱离接合。例如，预加载螺母的被接纳在凹陷部中的可变形部分可以从凹陷部中推出或者与预加载螺母分离，以允许预加载螺母容易地从驱动小齿轮拧出而不损坏驱动小齿轮的螺纹，这可以允许驱动小齿轮从车桥组件移除并随后再次使用，从而降低成本。
60.虽然上文描述了示例性实施例，但是这些实施例并不旨在描述本发明的所有可能形式。而是，本说明书中使用的词语是说明而非限制性的词语，并且应当理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种改变。此外，可以组合各种实现的实施例的特征以形成本发明的另外实施例。