專利名稱：一種汽車自由式帶輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及內(nèi)置單向軸承的自由式帶輪，固定于汽車交流發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸的端部，在與固定于發(fā)動機(jī)曲軸端部的驅(qū)動帶輪之間，通過掛設(shè)無接頭皮帶，驅(qū)動汽車交流發(fā)電機(jī)，尤其涉及一種汽車自由式帶輪。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)的汽車發(fā)電機(jī)采用的是簡單帶輪，不含單向軸承，在汽車用電功率增加的要求下，易產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，引起整車無法正常工作，汽車發(fā)動機(jī)外圍的整個輪系壽命，包括皮帶及惰輪，發(fā)動機(jī)通過輪系帶動發(fā)電機(jī)工作，當(dāng)發(fā)動機(jī)變速時，皮帶工作時的速度會受到發(fā)動機(jī)燃燒過程的影響而小幅波動，由于整個輪系是從動部件，包括發(fā)電機(jī)的從動皮帶輪，而發(fā)電機(jī)由于慣性矩的作用，仍會繼續(xù)轉(zhuǎn)動，在這種情況下，用于傳動的皮帶會突然由緊變松或由松變緊，這樣，由于汽車的加減速工況，存在不間斷的變速或停止的狀態(tài)，使整個輪系始終處于由緊變松、由松變緊的變力狀態(tài)，極易損壞皮帶和輪系的惰輪，這種情況在柴油發(fā)動機(jī)與帶有高沖擊力換檔器的自動變速器以及裝有高慣性矩的交流發(fā)電機(jī)的車輛上尤為明顯。自由式皮帶輪的采用，減弱了皮帶的振動，減少了皮帶的伸長運(yùn)動，并同時延長了皮帶的壽命，此外，還可降低在使用多槽V型皮帶時傳動系統(tǒng)的負(fù)荷并降低整個傳動系統(tǒng)的噪聲，并保證發(fā)動機(jī)正常的工作壽命。目前，在發(fā)電機(jī)領(lǐng)域普遍采用的一種從動皮帶輪，其采用的方案是在交流發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上，外部套裝了固定自由的芯軸；在該芯軸的周圍與該芯軸同心設(shè)置了從動皮帶輪；在芯軸外圓面的軸向的中間部和從動皮帶輪的內(nèi)圓面設(shè)置有一單向離合器，單向離合器的外圈與從動皮帶輪的內(nèi)圓面過盈配合，在單向離合器的軸向中部設(shè)置有單向滾動體， 兩端設(shè)置有可使該芯軸和從動皮帶輪可以自由相對轉(zhuǎn)動的支承滾針。上述單向離合器的單向滾動體與兩端支撐滾針共用一個外圈，外圈內(nèi)圓為三部分滾動體共用的一個長滾道，在提高外圈工藝性的同時由于長滾道引起了滾道精度一致性不好的情況，并導(dǎo)致在傳動過程引起微振磨損損耗，產(chǎn)生噪音。同時，由于單向離合器的內(nèi)圈與芯軸采用過盈配合的方式， 單向離合器和芯軸間會出現(xiàn)打滑失效現(xiàn)象，無法確保交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有的從動帶輪裝置中由于單向軸承和支承軸承與芯軸間沒有可靠的軸向定位，而影響整個輪系的軸向定位精度，從而導(dǎo)致傳遞扭矩的有效長度不統(tǒng)一，單向軸承與芯軸間會出現(xiàn)打滑失效現(xiàn)象，當(dāng)路況較為惡劣時，汽車行駛過程中會有塵土進(jìn)入支承軸承而影響使用壽命等不足。本實用新型提供一種汽車自由式帶輪，該自由式帶輪傳遞扭矩的有效長度統(tǒng)一，單向軸承與芯軸間不會出現(xiàn)失效現(xiàn)象，使用壽命長。一種汽車自由式帶輪，具有固定套裝在交流發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸端部的整體式芯軸， 在整體式芯軸圓周外設(shè)置從動帶輪；在整體式芯軸和從動皮帶輪之間設(shè)置單向軸承和支承軸承，單向軸承的外圈為雙擋邊外圈，支承軸承的外圈為單擋邊外圈，雙擋邊外圈、單擋邊外圈均與從動皮帶輪的中心孔配合，整體芯軸前部設(shè)用于單向軸承軸向定位的凸肩，單向軸承的內(nèi)圈、支承軸承的內(nèi)圈和芯軸為一體結(jié)構(gòu)；單向軸承的內(nèi)圈與整體式芯軸為整體結(jié)構(gòu)，有效地避免了當(dāng)傳遞扭矩較大時單向軸承與整體式芯軸間出現(xiàn)打滑失效現(xiàn)象；單向軸承采用雙擋邊外圈，支承軸承采用單擋邊外圈，避免了因長滾道而引起同軸度差，滾道精度一致性差的情況。單向軸承包括支承滾針和支承滾針用保持架、單向滾針和單向滾針用保持架，支承滾針與雙擋邊外圈的內(nèi)圓面及整體式芯軸的外圓面滾動接觸，單向滾針與雙擋邊外圈的內(nèi)圓面及整體式芯軸的外圓面滾動接觸，單向滾針用保持架上設(shè)有與單向滾針數(shù)量相等的圓周方向彈性推壓單向滾針的彈簧片；整體式芯軸外圓面上對應(yīng)于單向滾針處設(shè)有與單向滾針數(shù)量相等的弧形斜坡凹槽或直線斜坡凹槽，弧形斜坡凹槽或直線斜坡凹槽的軸向長度與單向滾針相配；雙擋邊外圈的內(nèi)圓面和整體式芯軸的外圓面間的最小徑向間距小于單向滾針的直徑，在弧形斜坡凹槽或直線斜坡凹槽的槽深最大處大于單向滾針的直徑；支承軸承具有滾針，滾針與單擋邊外圈的內(nèi)圓面及整體式芯軸的外圓面滾動接觸，單向滾針的直徑大于支承滾針和滾針的直徑，單向滾針的直徑為4. 5 6. 5mm ；單向軸承的單向滾針直徑的增大，減少了單向滾針與整體式芯軸及雙擋邊外圈的接觸應(yīng)力，提高了單向軸承的疲勞強(qiáng)度?；⌒涡逼掳疾塾杀３旨芏ㄎ欢巍⑦^渡段、斜楔段和大外圓段組成，保持架定位段與過渡段相交連接，過渡段和斜楔段相切連接，斜楔段和大外圓段相連接，單向滾針用保持架包括沿公共軸軸向分隔開的第一和第二環(huán)形端邊及連接兩環(huán)形端邊的橫梁，環(huán)形端邊和橫梁之間形成保持單向滾針的窗孔，橫梁內(nèi)表面為凸出環(huán)形端邊且與保持架定位段相配合的圓弧面，單向滾針用保持架的橫梁內(nèi)表面凸出的圓弧面，與整體式芯軸外圓面上的弧形斜坡凹槽或直線斜坡凹槽的保持架定位段配合，斜楔段為內(nèi)凹圓弧或直線，單向滾針與整體式芯軸外圓面上的弧形斜坡凹槽直線斜坡凹槽的過渡段和斜楔段接觸，過渡段和斜楔段相切連接形成內(nèi)型線結(jié)構(gòu)或直線型結(jié)構(gòu)的單向型腔。將保持架定位凹槽與單向滾針的單向型腔連成一體，便于單向滾針用保持架的安裝，裝配方便。橫梁的內(nèi)表面兩端設(shè)有彈簧片定位止口，橫梁的兩側(cè)面設(shè)有彈簧片定位錐面；在窗孔的兩端的第一和第二環(huán)形端邊上各有一個用于彈簧片定位的三角形凸起，彈簧片由連成一體的支撐部分和夾持部分組成，支撐部分為兩端向內(nèi)彎折的支撐片，支撐片具有直邊和兩折邊，兩折邊的末端也向內(nèi)彎折，折邊末端彎折角處支撐單向滾針懸浮，夾持部分為兩片夾持片，夾持片上端與支撐片的直邊相連、夾持片的下端向內(nèi)彎折；彈簧片的夾持片夾在橫梁的彈簧片定位止口處，彈簧片從保持架的內(nèi)徑處裝入，并與超越軸承的內(nèi)圈的外圓輪廓相貼合，被限位在內(nèi)圈和保持架之間，這樣彈簧片在工作時不會因為受到頻繁的沖擊或在離心力的作用下而偏離。支撐片兩折邊的末端向內(nèi)彎折，折邊末端彎折角處支撐單向滾針懸浮，減少彈簧片與單向滾針的接觸磨損，在彈簧片工作中受到單向滾針最大壓迫力時， 其彎折末端部位就與彈簧片的支撐片的直邊相接觸，此時的彈簧片相當(dāng)于多了兩個彈性支撐點，使彈簧片具有預(yù)定的彈力，并且在接觸時受力更加穩(wěn)定。自由狀態(tài)下支撐片的直邊與夾持片主體間的夾角a及夾持片下端的彎折角度b均小于配合處橫梁的彈簧片定位錐面與橫梁內(nèi)表面的夾角Y，從而使彈簧片的夾持片可靠地夾緊在橫梁的彈簧片定位止口處。[0009]自由狀態(tài)下支撐片的直邊與夾持片的主體間的夾角a為73° 77°，夾持片的下端的彎折角度b為73° 77°，橫梁的彈簧片定位錐面與橫梁的內(nèi)表面的夾角Y為78° 82°，自由狀態(tài)下支撐片的直邊與夾持片的主體間的夾角a及夾持片的下端的彎折角度b 比配合處橫梁的彈簧片定位錐面與橫梁的內(nèi)表面的夾角Y小4° 6°。為提高自由式帶輪的防塵性能，防止灰塵進(jìn)入單向軸承、支承軸承內(nèi)部，提高自由式帶輪的使用壽命，整體式芯軸和從動帶輪間在單向軸承的前端和支承軸承的后端均裝有防塵密封件。防塵密封件包括環(huán)形的金屬骨架和粘在金屬骨架內(nèi)孔中的橡膠層，金屬骨架壓裝從動帶輪內(nèi)孔中，橡膠層的內(nèi)孔與整體式芯軸的外圓密封配合，橡膠層的密封面具有弧形凹槽，利用安裝在從動帶輪兩側(cè)的防塵密封件的金屬骨架外圓，與從動帶輪安裝槽來保障整體式芯軸和單向軸承、支承軸承的軸向限位。橡膠層的密封面具有弧形凹槽，這種雙密封唇口的結(jié)構(gòu)，一方面可以延緩?fù)饨缁覍拥那秩?，同時也有利于避免自由式帶輪內(nèi)部油脂的外泄。本實用新型的有益效果是，一種汽車自由式帶輪將單向軸承的內(nèi)圈與整體式芯軸設(shè)計成整體結(jié)構(gòu)，有效地避免了當(dāng)傳遞扭矩較大時單向軸承與整體式芯軸間出現(xiàn)打滑失效現(xiàn)象，傳遞扭矩的有效長度統(tǒng)一，單向軸承采用雙擋邊外圈，支承軸承采用單擋邊外圈，而不是將單向軸承和支承軸承的外圈做成一體式外圈，避免了因長滾道而引起同軸度差、滾道精度一致性差的情況；整體芯軸前部有用于單向軸承軸向定位的凸肩，軸向定位精度高； 將保持架定位凹槽與單向滾針的單向型腔連成一體，便于單向滾針用保持架的安裝，裝配方便；采用直線型結(jié)構(gòu)或內(nèi)型線結(jié)構(gòu)的單向型腔，單向滾針與單向型腔接觸的接觸應(yīng)力?。?通過對彈簧片和單向滾針用保持架的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，提高了單向軸承的彈簧片承載能力、 單向滾針用保持架的強(qiáng)度，還能防止高轉(zhuǎn)速時彈簧片移位脫落；整體式芯軸和從動皮帶輪間在單向軸承的前端和支承軸承的后端均裝有防塵密封件，防塵密封性能高，使用壽命長， 適用于各種路況。

圖1是本實用新型一種汽車自由式帶輪的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的A-A局部剖視放大圖。圖3是本實用新型一種汽車自由式帶輪，單向型腔的放大圖。圖4是本實用新型一種汽車自由式帶輪，單向滾針用保持架的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖4的俯視圖。圖6是圖4的B-B剖視圖。圖7是本實用新型一種汽車自由式帶輪，彈簧片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是圖7的C向視圖。圖9是本實用新型一種汽車自由式帶輪，防塵密封件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖示1.整體式芯軸，11.凸肩，12.弧形斜坡凹槽或直線斜坡凹槽，AB.保持架定位段，BC.過渡段，CD.斜楔段，DE.大外圓段，2.從動帶輪，3.單向軸承，31.雙擋邊外圈， 32.支承滾針，33.支承滾針用保持架，34.單向滾針，35.單向滾針用保持架，351.環(huán)形端邊，3511.三角形凸起，352.橫梁，3521_彈簧片定位止口，3522.彈簧片定位錐面，353.窗？1,36.彈簧片，361.支撐片，3611.直邊，3612.折邊，362.夾持片，4.支承軸承，41.單擋邊外圈，42.滾針，5.防塵密封件，51.金屬骨架，52.橡膠層，521. “V”形或“U”形凹槽，522. 弧形凹槽。
具體實施方式
本實用新型一種汽車自由式帶輪，具體實施方式
是一種汽車自由式帶輪，具有固定套裝在交流發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸端部的整體式芯軸1， 在整體式芯軸1圓周外與該整體式芯軸1同心設(shè)置有從動帶輪2，在整體式芯軸1和從動帶輪2之間設(shè)置有單向軸承3和支承軸承4，單向軸承3的外圈為雙擋邊外圈31，支承軸承4 的外圈為實體單擋邊外圈41，雙擋邊外圈31、單擋邊外圈41均與從動帶輪2的內(nèi)孔配合， 整體式芯軸1前部有用于單向軸承3軸向定位的凸肩11，單向軸承3的內(nèi)圈、支承軸承4的內(nèi)圈和整體式芯軸1為一體結(jié)構(gòu)，整體式芯軸1和從動皮帶輪2間在單向軸承3的前端和支承軸承4的后端均裝有防塵密封件5 ；單向軸承3具有支承滾針32和支承滾針用保持架 33、單向滾針34和單向滾針用保持架35，支承滾針32與雙擋邊外圈31的內(nèi)圓面及整體式芯軸1的外圓面滾動接觸，單向滾針；34與雙擋邊外圈31的內(nèi)圓面及整體式芯軸1的外圓面滾動接觸，單向滾針用保持架35上設(shè)置有與單向滾針34數(shù)量相等的圓周方向彈性推壓單向滾針34的彈簧片36，整體式芯軸1外圓面上對應(yīng)于單向滾針34處設(shè)置有與單向滾針 34數(shù)量相等的弧形斜坡凹槽或直線斜坡凹槽12，弧形斜坡凹槽或直線斜坡凹槽12軸向長度與單向滾針；34相配，雙擋邊外圈6的內(nèi)圓面和整體式芯軸1的外圓面間的最小徑向間距小于單向滾針34的直徑、在弧形斜坡凹槽或直線斜坡凹槽12槽深最大處大于單向滾針34 的直徑；支承軸承4具有滾針42，滾針42與單擋邊外圈41的內(nèi)圓面及整體式芯軸1的外圓面滾動接觸，單向滾針34的直徑大于支承滾針32和滾針42的直徑，單向滾針34直徑增大，有利于減少單向滾針34與整體式芯軸1及雙擋邊外圈31的接觸應(yīng)力，提高了單向軸承 3的疲勞強(qiáng)度，當(dāng)單向滾針34直徑大于6. 5mm時，又會導(dǎo)致圓周分布的單向滾針34個數(shù)減少，同時會減小從動帶輪2的壁厚，最終會導(dǎo)致自由式帶輪的承載能力降低，因此單向滾針 34直徑為4. 5 6. 5mm的滾針。本實用新型一種汽車自由式帶輪，單向型腔可采用內(nèi)型線結(jié)構(gòu)或直線型結(jié)構(gòu)的單向型腔，如圖2和圖3所示，弧形斜坡凹槽或直線型斜坡凹槽12由保持架定位段AB、過渡段 BC、斜楔段⑶和大外圓段DE組成，保持架定位段AB與過渡段BC相交連接，過渡段BC和斜楔段⑶相切連接，斜楔段⑶和大外圓段DE相連接，所述的單向滾針用保持架35包括沿公共軸軸向分隔開的第一和第二環(huán)形端邊351及連接兩環(huán)形端邊的橫梁352，環(huán)形端邊351和橫梁352之間形成保持單向滾針34的窗孔353，橫梁352內(nèi)表面為凸出環(huán)形端邊351且與保持架定位段AB相配合的圓弧面。本實用新型中的單向滾針用保持架的結(jié)構(gòu)如圖4 6所示，橫梁352的內(nèi)表面兩端設(shè)置有彈簧片定位止口 3521，橫梁352的兩側(cè)面設(shè)置有彈簧片定位錐面3522 在窗孔 353的兩端的第一和第二環(huán)形端邊351上各有一個用于彈簧片36定位的三角形凸起3511 ； 本實用新型中的彈簧片的結(jié)構(gòu)如圖7和圖8所示，彈簧片36由連成一體的支撐部分和夾持部分組成，支撐部分為兩端向內(nèi)彎折的支撐片361，支撐片361具有直邊3611和兩折邊 3612，兩折邊3612的末端也向內(nèi)彎折，折邊3612末端彎折角處支撐單向滾針34懸浮，夾持部分為兩片夾持片362，夾持片362上端與支撐片361的直邊3611相連、夾持片362的下端向內(nèi)彎折；彈簧片36的夾持片362夾在橫梁的彈簧片定位止口 3521處，自由狀態(tài)下支撐片 361的直邊3611與夾持片362的主體間的夾角a及夾持片362的下端的彎折角度b均小于配合處橫梁352的彈簧片定位錐面3522與橫梁352的內(nèi)表面的夾角Y。自由狀態(tài)下夾角a 為73° 77°、卜為73° 77°、“I為 82°，夾角a與b比Y小4° 6°。 如圖9所示，本實用新型中的防塵密封件5包括環(huán)形的金屬骨架51和粘在金屬骨架51內(nèi)孔中的橡膠層52，金屬骨架51壓裝從動皮帶輪2內(nèi)孔中，橡膠層52的內(nèi)孔與整體式芯軸1的外圓密封配合，橡膠層52的兩側(cè)面均具有“V”形或“U”形凹槽521，橡膠層52 的密封面具有弧形凹槽522。
權(quán)利要求1.一種汽車自由式帶輪，具有固定套裝在交流發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸端部的整體式芯軸，在整體式芯軸圓周外設(shè)置從動帶輪；在整體式芯軸和從動皮帶輪之間設(shè)置單向軸承和支承軸承，單向軸承的外圈為雙擋邊外圈，支承軸承的外圈為單擋邊外圈，雙擋邊外圈、單擋邊外圈均與從動皮帶輪的中心孔配合，整體芯軸前部設(shè)用于單向軸承軸向定位的凸肩，單向軸承的內(nèi)圈、支承軸承的內(nèi)圈和芯軸為一體結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車自由式帶輪，其特征在于單向軸承包括支承滾針和支承滾針用保持架、單向滾針和單向滾針用保持架，支承滾針與雙擋邊外圈的內(nèi)圓面及整體式芯軸的外圓面滾動接觸，單向滾針與雙擋邊外圈的內(nèi)圓面及整體式芯軸的外圓面滾動接觸，單向滾針用保持架上設(shè)有與單向滾針數(shù)量相等的圓周方向彈性推壓單向滾針的彈簧片；整體式芯軸外圓面上對應(yīng)于單向滾針處設(shè)有與單向滾針數(shù)量相等的弧形斜坡凹槽或直線斜坡凹槽，弧形斜坡凹槽或直線斜坡凹槽的軸向長度與單向滾針相配；雙擋邊外圈的內(nèi)圓面和整體式芯軸的外圓面間的最小徑向間距小于單向滾針的直徑，在弧形斜坡凹槽或直線斜坡凹槽的槽深最大處大于單向滾針的直徑；支承軸承具有滾針，滾針與單擋邊外圈的內(nèi)圓面及整體式芯軸的外圓面滾動接觸，單向滾針的直徑大于支承滾針和滾針的直徑; 單向滾針的直徑為4. 5 6. 5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種汽車自由式帶輪，其特征在于弧形斜坡凹槽由保持架定位段、過渡段、斜楔段和大外圓段組成，保持架定位段與過渡段相交連接，過渡段和斜楔段相切連接，斜楔段和大外圓段相連接，單向滾針用保持架包括沿公共軸軸向分隔開的第一和第二環(huán)形端邊及連接兩環(huán)形端邊的橫梁，環(huán)形端邊和橫梁之間形成保持單向滾針的窗孔，橫梁內(nèi)表面為凸出環(huán)形端邊且與保持架定位段相配合的圓弧面，單向滾針用保持架的橫梁內(nèi)表面凸出的圓弧面，與整體式芯軸外圓面上的弧形斜坡凹槽或直線斜坡凹槽的保持架定位段配合，斜楔段為內(nèi)凹圓弧或直線，單向滾針與整體式芯軸外圓面上的弧形斜坡凹槽直線斜坡凹槽的過渡段和斜楔段接觸，過渡段和斜楔段相切連接形成內(nèi)型線結(jié)構(gòu)或直線型結(jié)構(gòu)的單向型腔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種汽車自由式帶輪，其特征在于橫梁的內(nèi)表面兩端設(shè)有彈簧片定位止口，橫梁的兩側(cè)面設(shè)有彈簧片定位錐面；在窗孔的兩端的第一和第二環(huán)形端邊上各有一個用于彈簧片定位的三角形凸起，彈簧片由連成一體的支撐部分和夾持部分組成，支撐部分為兩端向內(nèi)彎折的支撐片，支撐片具有直邊和兩折邊，兩折邊的末端也向內(nèi)彎折，折邊末端彎折角處支撐單向滾針懸浮，夾持部分為兩片夾持片，夾持片上端與支撐片的直邊相連、夾持片的下端向內(nèi)彎折；彈簧片的夾持片夾在橫梁的彈簧片定位止口處，自由狀態(tài)下支撐片的直邊與夾持片主體間的夾角a及夾持片下端的彎折角度b均小于配合處橫梁的彈簧片定位錐面與橫梁內(nèi)表面的夾角Y。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種汽車自由式帶輪，其特征在于自由狀態(tài)下支撐片的直邊與夾持片的主體間的夾角a為73° 77°，夾持片的下端的彎折角度b為73° 77°， 橫梁的彈簧片定位錐面與橫梁的內(nèi)表面的夾角Y為78° 82°，夾角a與b比Y小4° 6°。
專利摘要一種汽車自由式帶輪，具有固定套裝在交流發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸端部的整體式芯軸，在整體式芯軸圓周外設(shè)置從動帶輪；在整體式芯軸和從動皮帶輪之間設(shè)置單向軸承和支承軸承，單向軸承的外圈為雙擋邊外圈，支承軸承的外圈為單擋邊外圈，雙擋邊外圈、單擋邊外圈均與從動皮帶輪的中心孔配合，整體芯軸前部設(shè)用于單向軸承軸向定位的凸肩，單向軸承的內(nèi)圈、支承軸承的內(nèi)圈和芯軸為一體結(jié)構(gòu)。本實用新型自由式帶輪傳遞扭矩的有效長度統(tǒng)一，單向軸承與芯軸間不會出現(xiàn)失效現(xiàn)象，使用壽命長。
文檔編號F16C33/34GK202001583SQ201120029170
公開日2011年10月5日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者嚴(yán)軍, 唐季平, 謝一峰 申請人:南通福樂達(dá)汽車配件有限公司