[发明专利]小齿轮总成预载系统

说明书

技术领域

本发明涉及可用于车辆驱动轴的小齿轮总成以及用于小齿轮总成的预载系统。

背景技术

机动车的常规动力传动系包括连接到驱动小齿轮的驱动轴。驱动小齿轮包括轴颈支承于一对轴向间隔轴承的小齿轮轴。这两个轴承由间隔件分隔开。当车辆运行时，动力传动系的振动、齿轮分离力或不平衡力可能在驱动小齿轮内产生并导致小齿轮总成各部件的偏斜。因此，需要预载动力传动系差速器内的小齿轮总成部件以便于实现目标NVH（噪声、振动、声振粗糙度）功能性和耐久性。

本领域内存在预载用于动力传动系差速器的小齿轮轴承总成的不同方法。当缩短轴承间距时，习惯上通过监测轴承总成上的最大旋转拖曳转矩设置轴承预载。通过这一方法，5-9kN（千牛）的预载的预期拖曳转矩可以在1.7-2.3Nm（牛米）扭矩范围。然而，使用拖曳转矩识别预载有其弊端。例如，加载导致的拖曳转矩依赖于防锈剂使用水平、提供的润滑、是否使用密封界面阻力、以及环境温度而变化。另外，为燃油效率而减小阻力的角面接触滚珠轴承（ACBB）具有0.21-0.23Nm范围内的预期拖曳转矩水平。相比1.7-2.3Nm，这显著降低了拖曳转矩的水平。因此，用ACBB很难测量减小的阻力或设置预载。

专利号为7,251,892、名称为“轴承总成间隔件可调系统以及调节间隔件的方法（Bearing Assembly Spacer Adjustable System and Method for Adjusting a Spacer）”的美国专利教导了具有根据所需形变控制预载的预载调节装置的间隔件调节系统的使用，其使用间隔件的第一和第二部分之间的电接触来测量行驶距离。然而，这一系统涉及间隔件调节而不是预载整个小齿轮总成。在总成中，目标预载的位移能够根据每一个部件的弹性模量而变化。

因此，需要预载整个总成并且不需要使用测量的拖曳转矩的小齿轮总成预载系统（及其方法）。

发明内容

本发明旨在解决一个或多个上述问题。其他特征和/或优点将在下面的说明中显现。

根据一个示例性的实施方式，小齿轮总成预载系统包括：用于对小齿轮总成施加轴向力的按压致动器；用于测量小齿轮总成上的反作用力的力传感器；以及用于根据反作用力的变化控制按压致动器的控制器。

根据另一示例性实施方式，小齿轮总成预载系统包括：用于对小齿轮总成施加轴向力的按压致动器；用于测量小齿轮总成上的反作用力的力传感器；用于在加载时测量小齿轮总成内的位移的位置传感器；以及用于绘制反作用力-位移图并且根据曲线斜率控制按压致动器的控制器。

根据另一示例性的实施方式，预载小齿轮总成的方法包括：对小齿轮总成施加轴向力；估计小齿轮总成上的反作用力；估计轴承总成的位移；以及，基于反作用力的变化停止施加轴向力。

本发明的优点之一是披露了一种预载整个小齿轮总成并且不需要使用测量的拖曳转矩的小齿轮总成预载系统。同样有益地公开了一种同样不需要使用测量的拖曳转矩指示轴承预载的预载小齿轮总成的方法。

本发明的另一个优点是它教导了一种使用直接放置和反作用力（而不是拖曳转矩）获得轴承加载的系统，因此使轴承的执行能够具有相对较低的旋转损失和较高的效率，例如角面接触滚珠轴承。这些轴承产生较少的寄生损失以及提高的燃油效率。此外，通过本发明示例的实施，能够很容易地确定小齿轮总成的强度公差。

本发明将参照附图以示例的方式在以下做更详细的说明，相同的附图标记在图中用于相同或基本相同的部件。当结合附图时，本发明以上的特征和优点以及其他的特征和优点很容易在以下实施本发明的最佳模式的具体实施方式中表现出来。在图中：

附图说明

图1是其中包含小齿轮总成的动力传动系差速器的局部截面透视图。

图2是根据一个示例性实施方式的小齿轮总成预载系统的透视图。

图3是图2中的小齿轮总成预载系统的一部分的前视图。

图4是图2-3的系统中的末端装置的透视图。

图5是处于解离位置的图2的小齿轮总成预载系统的截面透视图。

图6是处于啮合位置的图2的小齿轮总成预载系统的截面透视图。

图7是图5-6的小齿轮总成在加载时的自由体图。

图8是小齿轮总成加载过程中的力-位移曲线图。

图9是小齿轮总成加载过程中的另一力-位移曲线图。

具体实施方式