專利名稱：智能輪轂軸承單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車零部件制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種智能型輪轂軸承單元。
背景技術(shù)：
輪轂軸承的主要作用是承重及為輪轂的轉(zhuǎn)動提供精確地引導(dǎo)，它既承受軸向載荷，又承受徑向載荷，是一個非常重要的零部件。傳統(tǒng)的汽車車輪用軸承是由兩套圓錐滾子軸承或球軸承組合而成的，軸承的安裝、涂油、密封以及游隙的調(diào)整都是在汽車生產(chǎn)線上進行的。這種結(jié)構(gòu)使得其在汽車生產(chǎn)廠裝配困難、成本高、可靠性差，而且汽車在維修點維護時，還需要對軸承進行清洗、涂油和調(diào)整，維修極為不便。輪轂軸承單元是在標(biāo)準(zhǔn)角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，將兩套軸承做成一體，具有組裝性能好、可省略游隙調(diào)整、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、載荷容量大、為密封軸承可事先裝入潤滑脂、省略外部輪轂密 封及免于維修等諸多優(yōu)點，己廣泛用于各種轎車中。近年來，隨著汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，輪轂軸承也發(fā)生了很大變化，尤其是國外一些知名的汽車生產(chǎn)廠家與軸承制造商聯(lián)合研發(fā)，新型輪轂軸承單元不斷涌現(xiàn)，輪轂軸承自從產(chǎn)生以來，經(jīng)過了四代發(fā)展歷程，目前市場上以第三代輪轂單元為主，第四代應(yīng)用的較少，第五代輪轂軸承單元尚處于開發(fā)階段。但現(xiàn)有的輪轂軸承單元也存在一些不足之處由于輪轂軸承單元受力復(fù)雜，容易出現(xiàn)故障，又由于輪轂軸承單元的安裝位置隱蔽，導(dǎo)致出現(xiàn)故障時無法及時發(fā)現(xiàn)。如果出現(xiàn)的故障無法及時發(fā)現(xiàn)并排除的話，嚴(yán)重時將導(dǎo)致重大交通事故的發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有輪轂軸承單元發(fā)生故障時無法及時發(fā)現(xiàn)的缺陷，本發(fā)明提出了一種智能輪轂軸承單元，該智能輪轂軸承單元可以通過安置在其上的溫度、振動傳感器實時監(jiān)測輪轂軸承單元的狀態(tài)，一旦出現(xiàn)異常即可報警，及時維修異常部件，從而避免了重大交通事故的發(fā)生。另外，本發(fā)明廢除了輪轂花鍵軸，將等速萬向節(jié)和輪轂軸承做成一體，減輕了輪轂軸承單元的重量、縮小了體積、安裝更加合理、拆卸方便、軸承及等速萬向節(jié)在安裝和使用中相對裝配尺寸不會發(fā)生變化。本發(fā)明所采取的技術(shù)方案智能輪轂軸承單元，包括芯軸、外圈、半軸，所述的外圈具有一內(nèi)孔，所述芯軸的局部伸入外圈的內(nèi)孔，兩者間轉(zhuǎn)動配合；所述的芯軸具有一個內(nèi)孔，所述半軸的一端活動式地伸入芯軸的內(nèi)孔；所述半軸的一端通過螺紋固定連接星型套；星型套處于芯軸的內(nèi)孔之內(nèi)，星型套形成多條直槽道，直槽道平行于半軸的軸線；與此相對應(yīng)的，芯軸的內(nèi)孔壁上也形成若干條直槽道，直槽道平行于芯軸內(nèi)孔的中心線；星型套與芯軸內(nèi)孔相對應(yīng)的直槽道間置入萬向節(jié)滾動體；芯軸的內(nèi)孔卡入O型圈，所述的半軸穿過O型圈，兩者間活動式配合，O型圈阻擋于星型套的內(nèi)端；所述外圈的外壁安裝有薄膜式溫度/振動加速度傳感器。所述的智能輪轂軸承單元，萬向節(jié)滾動體裝于一保持架的孔中，局部突出于保持架；帶有萬向節(jié)滾動體的保持架裝入芯軸的內(nèi)孔與星型套之間，萬向節(jié)滾動體置入星型套與芯軸內(nèi)孔相對應(yīng)的直槽道，而保持架與芯軸、星型套不相觸；所述的O型圈阻擋于保持架的內(nèi)端。所述的智能輪轂軸承單元，薄膜式溫度/振動加速度傳感器有兩套，兩套薄膜式溫度/振動加速度傳感器與芯軸內(nèi)孔中心點的連線夾角為120度。所述的智能輪轂軸承單元，半軸卡入一卡扣，卡扣擋于所述星型套的內(nèi)端。所述的智能輪轂軸承單元，外圈的內(nèi)孔上加工有兩道環(huán)形滾道；所述芯軸的一端外壁加工有滾道，此滾道與外圈內(nèi)壁其中的一條滾道相對應(yīng)；多個第一滾動體裝入第一保持架后，再滾動式地置入芯軸與外圈前述相對應(yīng)的滾道，第一保持架與芯軸、外圈不相觸；所述芯軸的另一端外壁固定配合一小內(nèi)圈，小內(nèi)圈的外壁沿周向加工有滾道，此滾道與外 圈內(nèi)壁的另一滾道相對應(yīng)；多個第二滾動體裝入第二保持架后，再滾動式地置入小內(nèi)圈與外圈相對應(yīng)的滾道，第二保持架與小內(nèi)圈、外圈不相觸。所述的智能輪轂軸承單元，外圈的第一端口裝有擋圈及密封圈，并通過端蓋固定于外圈的第一端口。所述的智能輪轂軸承單元，外圈的第二端口內(nèi)過渡配合反壓蓋及端蓋，并裝入密封圈，從而封住小內(nèi)圈與外圈的徑向空隙。所述的智能輪轂軸承單元，芯軸第一端的內(nèi)孔處裝有密封端蓋，密封端蓋通過密封圈固定于芯軸的內(nèi)孔，密封圈卡裝在芯軸內(nèi)孔形成的槽內(nèi)。所述的智能輪轂軸承單元，芯軸過盈配合一輪速傳感器齒圈；所述外圈的內(nèi)孔裝有一輪速傳感器，用于檢測輪速傳感器齒圈的輸出脈沖數(shù)。本發(fā)明智能輪轂軸承單元具有如下技術(shù)效果I、與現(xiàn)有的輪轂軸承單元相比，本發(fā)明采用了薄膜式溫度、振動加速度傳感器，可以實時監(jiān)控輪轂軸承單元的運行狀況。2、與現(xiàn)有第三代輪轂軸承單元相比，本發(fā)明取消了輪轂花鍵軸，將等速萬向節(jié)和輪轂軸承做成一體，降低了產(chǎn)品的重量，縮小了體積，簡化了安裝工藝，保證了相對裝配尺寸。


圖I是智能輪轂軸承單元的結(jié)構(gòu)圖。圖2是圖I的A-A剖視圖。圖3是智能輪轂軸承單元的結(jié)構(gòu)左視圖。圖不中，I-芯軸、2_外圈、3_反壓蓋、4-密封圈、5-端蓋、6-滾動體、7_小內(nèi)圈、8-卡扣、9-0型圈、10-密封O型圈、11-保持架、12-薄膜式溫度/振動加速度傳感器、13-擋圈、14-端蓋、15-密封圈、16-密封圈、17-密封端蓋、18-保持架、19-萬向節(jié)滾動體、20-半軸、21-星型套、22-輪轂螺栓、23-滾動體、24-輪速傳感器齒圈、25-輪速傳感器。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例作詳細(xì)描述。參見圖1-3，本實施例主要由四部分組成雙列軸承部分、等速萬向節(jié)部分、薄膜溫度、加速度傳感器部分和ABS輪速傳感器部分，部件包括芯軸I、外圈2、反壓蓋3、密封圈4、端蓋5、滾動體6、小內(nèi)圈7、卡扣8、O型圈9、O型密封圈10、保持架11、薄膜式溫度/振動加速度傳感器12、擋圈13、端蓋14、密封圈15、密封圈16、密封端蓋17、保持架18、萬向節(jié)滾動體19、半軸20、星型套21、輪轂螺栓22、滾動體23、輪速傳感器齒圈24、輪速傳感器25等，各部件的連接關(guān)系和工作原理詳見下文。芯軸I具有一個內(nèi)孔，芯軸I外壁的第一段直徑較大(圖I所示的右段)，該段開有螺栓孔，此螺栓孔的軸線與芯軸I的軸線相平行，輪轂螺栓22通過過盈配合壓入到芯軸I的螺栓孔內(nèi)，將芯軸I固定于汽車的輪轂上。當(dāng)智能輪轂軸承單元安裝在汽車上時，芯軸I通過輪轂螺栓22與輪轂連接，隨輪轂的 旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動。外圈2具有一個內(nèi)孔，且其外圈開有螺栓孔，采用螺栓通過其螺栓孔而固定于汽車的剎車底板上不動。芯軸I的另一段即第二段直徑較小，第二段之外轉(zhuǎn)動配合外圈2。外圈2的內(nèi)孔上加工有兩道環(huán)形滾道。與此相對應(yīng)的，芯軸I的第二段靠近直徑較大段的一端外壁也加工有滾道，此滾道與外圈2內(nèi)壁其中的一條滾道相對應(yīng)。多個圓錐形滾動體23裝入保持架27后，再置入芯軸I與外圈2前述相對應(yīng)的滾道(保持架27與芯軸I、外圈2都不相觸或活動式配合)，從而使得滾動體23能在兩滾道間運動。芯軸I第二段的另一端外壁與小內(nèi)圈7過渡配合，兩者固定配合，并通過鉚合工藝使得芯軸此端向外翻邊，實現(xiàn)對小內(nèi)圈7的定位，從而約束了小內(nèi)圈7沿軸向的移動。小內(nèi)圈7的外壁沿周向也加工有滾道，此滾道與外圈2內(nèi)壁的另一滾道相對應(yīng)。多個圓錐形滾動體6裝入保持架11后，再置入小內(nèi)圈7與外圈2相對應(yīng)的滾道(保持架11與小內(nèi)圈7、外圈2都不相觸或活動式配合),使得滾動體6能在兩滾道間運動。每個滾動體裝于相應(yīng)保持架的孔中，且局部突出于保持架，使得滾動體在運動過程中，保持架與外圈、芯軸/小內(nèi)圈保持一定的相對位置。通過上述裝配結(jié)構(gòu)，使得芯軸與外圈間轉(zhuǎn)動配合。外圈2的第一端口裝有擋圈13及密封圈15,并通過端蓋14固定,起密封作用，防止水和泥沙進入輪轂單元內(nèi)部而損壞滾動體23和相應(yīng)的滾道。外圈2的第二端口內(nèi)過渡配合反壓蓋3，并裝入密封圈4，反壓蓋3的橫截面呈直角狀，其環(huán)形邊外壁與外圈2的第二端口內(nèi)壁相貼，其環(huán)形邊沿徑向插入密封圈4。此部位的小內(nèi)圈7外壁套入端蓋5，端蓋5的橫截面呈直角狀，其環(huán)形側(cè)邊封住小內(nèi)圈7與外圈2的徑向空隙，其環(huán)形邊貼于小內(nèi)圈7的外壁，并外壓于密封圈4的局部之內(nèi)，通過O型密封圈10將密封圈4緊壓于端蓋5。O型密封圈10將密封圈4緊壓在端蓋5上。密封圈4起密封作用，防止水進入輪轂單元內(nèi)部損壞滾動體6和相對應(yīng)的滾道。端蓋5防止泥沙等雜物進入內(nèi)部而損壞部件如滾動體6和滾道等。半軸20的端部通過螺紋與星型套21固定連接，星型套21的內(nèi)端卡入卡扣8，卡扣8卡在半軸20上，以防止星型套21沿半軸軸向發(fā)生移動。半軸20的端部伸入芯軸I的內(nèi)孔，且星型套21處于芯軸I的內(nèi)孔之內(nèi)。星型套21形成多條直槽道，直槽道平行于半軸20的軸線。與此相對應(yīng)的，芯軸I的內(nèi)孔壁上也加工有若干條直槽道，直槽道平行于芯軸內(nèi)孔的中心線。萬向節(jié)滾動體19安裝在保持架18的孔中，局部突出于保持架18。帶有萬向節(jié)滾動體19的保持架18裝入芯軸I的內(nèi)孔與星型套21之間，且萬向節(jié)滾動體19置入星型套21與芯軸I內(nèi)孔相對應(yīng)的直槽道；而保持架18位于芯軸I的內(nèi)孔和星型套21之間，保持架18約束萬向節(jié)滾動體19在運動時與芯軸I的內(nèi)孔和星型套21保持一定的位置。萬向節(jié)滾動體19可在直槽道內(nèi)轉(zhuǎn)動和沿著直槽道移動而發(fā)生軸向移動。半軸20和星型套21可以相對芯軸I在圓周方向上擺動一定的角度。芯軸2內(nèi)孔靠近第二端端口卡入O型圈9,半軸20穿過O型圈9，兩者間活動式配合，O型圈9限制保持架18、星型套21和半軸20的軸向移動距離。汽車傳遞來的載荷由兩列滾動體6、23共同承擔(dān)。汽車動力從半軸20依次傳遞到星型套21、萬向節(jié)滾動體19、芯軸I和輪轂螺栓22上，從而驅(qū)動汽車行駛。芯軸I第一端的內(nèi)孔處裝有密封端蓋17,密封端蓋17通過密封圈16固定于芯軸I的內(nèi)孔，密封圈16卡裝在芯軸I內(nèi)孔形成的槽內(nèi)。密封端蓋17起密封作用，防止水和泥沙等雜物進入芯軸2內(nèi)孔損壞內(nèi)部的伸縮式球籠萬向節(jié)等零部件。兩套薄膜式溫度/振動加速度傳感器12分別安裝在外圈2的外壁槽內(nèi)，兩者與芯 軸I內(nèi)孔中心點的連線夾角為120度。汽車行駛時，兩套薄膜式溫度/振動加速度傳感器輸出輪轂軸承單元的溫度和三個方向的振動加速度數(shù)值，用于監(jiān)控輪轂軸承單元的運行狀態(tài)，一旦溫度和振動加速度數(shù)值出現(xiàn)異常，電控單元將給出報警，提醒駕駛員對輪轂軸承單元進行檢修。如圖I所示，輪速傳感器齒圈24通過過盈配合固定在芯軸I的第二段外壁。如圖3所示，輪速傳感器25安裝在外圈2的內(nèi)孔26，用于檢測輪速傳感器齒圈24的輸出脈沖數(shù)。輪速傳感器齒圈24旋轉(zhuǎn),輸出脈沖信號給輪速傳感器25,輪速傳感器25輸出車輪的轉(zhuǎn)速信號給ABS電控單兀。以上實施例僅用于說明本發(fā)明而非限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者同等替換，不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均落入本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.智能輪轂軸承單元，包括芯軸、外圈、半軸，所述的外圈具有一內(nèi)孔，所述芯軸的局部伸入外圈的內(nèi)孔，兩者間轉(zhuǎn)動配合；所述的芯軸具有一個內(nèi)孔，所述半軸的一端活動式地伸入芯軸的內(nèi)孔；其特征在于所述半軸的一端通過螺紋固定連接星型套；星型套處于芯軸的內(nèi)孔之內(nèi)，星型套形成多條直槽道，直槽道平行于半軸的軸線；與此相對應(yīng)的，芯軸的內(nèi)孔壁上也形成若干條直槽道，直槽道平行于芯軸內(nèi)孔的中心線；星型套與芯軸內(nèi)孔相對應(yīng)的直槽道間置入萬向節(jié)滾動體；芯軸的內(nèi)孔卡入O型圈，所述的半軸穿過O型圈，兩者間活動式配合，O型圈阻擋于星型套的內(nèi)端；所述外圈的外壁安裝有薄膜式溫度/振動加速度傳感器。
2.如權(quán)利要求I所述的智能輪轂軸承單元，其特征在于所述的萬向節(jié)滾動體裝于一保持架的孔中，局部突出于保持架；帶有萬向節(jié)滾動體的保持架裝入芯軸的內(nèi)孔與星型套之間，萬向節(jié)滾動體置入星型套與芯軸內(nèi)孔相對應(yīng)的直槽道，而保持架與芯軸、星型套不相觸；所述的O型圈阻擋于保持架的內(nèi)端。
3.如權(quán)利要求I或2所述的智能輪轂軸承單元，其特征在于薄膜式溫度/振動加速度傳感器有兩套，兩套薄膜式溫度/振動加速度傳感器與芯軸內(nèi)孔中心點的連線夾角為120度。
4.如權(quán)利要求I或2所述的智能輪轂軸承單元，其特征在于所述的半軸卡入一卡扣，卡扣擋于所述星型套的內(nèi)端。
5.如權(quán)利要求I所述的智能輪轂軸承單元，其特征在于所述外圈的內(nèi)孔上加工有兩道環(huán)形滾道；所述芯軸的一端外壁加工有滾道，此滾道與外圈內(nèi)壁其中的一條滾道相對應(yīng)；多個第一滾動體裝入第一保持架后，再滾動式地置入芯軸與外圈前述相對應(yīng)的滾道，第一保持架與芯軸、外圈不相觸；所述芯軸的另一端外壁固定配合一小內(nèi)圈，小內(nèi)圈的外壁沿周向加工有滾道，此滾道與外圈內(nèi)壁的另一滾道相對應(yīng)；多個第二滾動體裝入第二保持架后，再滾動式地置入小內(nèi)圈與外圈相對應(yīng)的滾道，第二保持架與小內(nèi)圈、夕卜圈不相觸。
6.如權(quán)利要求I或5所述的智能輪轂軸承單元，其特征在于外圈的第一端口裝有擋圈及密封圈，并通過端蓋固定于外圈的第一端口。
7.如權(quán)利要求I或5所述的智能輪轂軸承單元，其特征在于外圈的第二端口內(nèi)過渡配合反壓蓋及端蓋，并裝入密封圈，從而封住小內(nèi)圈與外圈的徑向空隙。
8.如權(quán)利要求I或2或5所述的智能輪轂軸承單元，其特征在于芯軸第一端的內(nèi)孔處裝有密封端蓋，密封端蓋通過密封圈固定于芯軸的內(nèi)孔，密封圈卡裝在芯軸內(nèi)孔形成的槽內(nèi)。
9.如權(quán)利要求I或2或5所述的智能輪轂軸承單元，其特征在于所述的芯軸過盈配合一輪速傳感器齒圈；所述外圈的內(nèi)孔裝有一輪速傳感器，用于檢測輪速傳感器齒圈的輸出脈沖數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了智能輪轂軸承單元，包括芯軸、外圈、半軸，外圈具有一內(nèi)孔，芯軸的局部伸入外圈的內(nèi)孔，兩者間轉(zhuǎn)動配合；芯軸具有一個內(nèi)孔，半軸的一端活動式地伸入芯軸的內(nèi)孔；半軸的一端通過螺紋固定連接星型套；星型套處于芯軸的內(nèi)孔之內(nèi)，星型套形成多條直槽道，直槽道平行于半軸的軸線；與此相對應(yīng)的，芯軸的內(nèi)孔壁上也形成若干條直槽道，直槽道平行于芯軸內(nèi)孔的中心線；星型套與芯軸內(nèi)孔相對應(yīng)的直槽道間置入萬向節(jié)滾動體；芯軸的內(nèi)孔卡入O型圈，半軸穿過O型圈，兩者間活動式配合，O型圈阻擋于星型套的內(nèi)端；外圈的外壁安裝有薄膜式溫度/振動加速度傳感器。該智能輪轂軸承單元可實時監(jiān)測，一旦出現(xiàn)異常即可報警，及時維修。
文檔編號F16C35/12GK102840245SQ201210351588
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月20日
發(fā)明者孟慶華 申請人:杭州電子科技大學(xué)