[發明專利]球、錐混合雙列輪轂軸承最佳預緊量的確定方法及裝置

有效

• 申請號: 201610736007.9
• 申請日: 2016-08-27
• 公開（公告）號: CN106326570B
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 牛榮軍;李文灑;徐金超;張建虎;鄧四二
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;F16C43/04
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 崔旭東

本發明涉及一種球、錐混合雙列輪轂軸承最佳預緊量的確定方法及裝置，屬于軸承設計技術領域。本發明通過制定球、錐混合雙列輪轂軸承單元載荷譜，根據球、錐混合雙列輪轂軸承的力學模型計算徑向位移δ_r、軸向位移δ_a和角位移θ，并以載荷譜為已知條件，以預緊量作為分析變量得到輪轂軸承單元相應的單列套圈壽命和綜合壽命，建立預緊量與輪轂軸承單元壽命關系，以輪轂軸承單元單列套圈和或整個輪轂軸承單元壽命最長所對應的預緊量為最佳預緊量。本發明提供的基于載荷譜下對球、錐混合雙列輪轂軸承最佳預緊量的確定方法，能夠精確得出球、錐混合雙列輪轂軸承單元裝配中的最佳預緊量。

技術領域

本發明涉及一種球、錐混合雙列輪轂軸承最佳預緊量的確定方法及裝置，屬于軸承設計技術領域。

背景技術

輪轂軸承單元是汽車中最為關鍵的零部件之一，是汽車車軸處用來承重和為輪轂轉動提供精確引導的零部件，一般采用雙列結構。當下主流車用輪轂軸承單元分為兩種：雙列角接觸球輪轂軸承單元和雙列圓錐滾子輪轂軸承單元。在如今家用汽車制造趨向提高舒適性、多功能性并力爭擴大汽車內部空間而致使家用汽車重量隨之增加，從而對輪轂軸承承載能力有更高要求的背景下，現今出現了一種新型輪轂軸承結構：球、錐混合雙列輪轂軸承，即一列鋼球，一列圓錐滾子。由于雙列輪轂軸承單元中，多數情況下只有靠近汽車轉向軸側列軸承承受主要載荷，另一列軸承受載時間較短，主要承受次要載荷，所以將球、錐混合雙列輪轂軸承的圓錐滾子列安裝于靠近轉向軸側，承受主要載荷。球、錐混合雙列輪轂軸承兼具了雙列角接觸球軸承結構緊湊、摩擦力矩小、制造成本低和雙列圓錐滾子軸承承載性能較強、軸承剛度大等兩者共同優點，更加適合應用于質量較重、對輪轂軸承承載性能要求較高的越野汽車上，很可能會成為未來輪轂軸承的主要發展趨勢。

預緊量作為輪轂軸承單元裝配過程中最重要的因素之一，直接影響輪轂軸承的使用壽命和振動噪聲及旋轉精度等工作性能。當預緊量過大時會使滾道接觸應力急劇增大而產生早期疲勞，當預緊量過小時在軸承受載后容易造成松動而形成振動，所以確定出輪轂軸承單元的最佳裝配過盈量，對于輪轂軸承單元延長使用壽命和發揮最佳工作性能都具有重要意義。而針對新型球、錐混合雙列輪轂軸承單元，雖然提出了其設計結構，至今還沒有具體的力學建模和承載性能精確計算方法，更沒有能精確確定裝配過程中其最佳預緊量的方法和裝置。

發明內容

本發明的目的是提供一種球、錐混合雙列輪轂軸承最佳預緊量的確定方法及裝置，以解決難以精確確定球、錐混合雙列輪轂軸裝配過程中最佳預緊量的問題。

本發明為解決上述技術問題而提供一種球、錐混合雙列輪轂軸承最佳預緊量的確定方法，該方法包括以下步驟：

1)根據輪胎受力公式計算不同行駛情況下球、錐混合雙列輪轂軸承單元所受的徑向載荷F_rn、軸向載荷F_an和傾覆力矩M_n，并根據各行駛情況所對應的時間分配率確定球、錐混合雙列輪轂軸承單元相對應的載荷譜；

2)根據球、錐混合雙列輪轂軸承的力學模型建立以其內圈中心徑向位移δ_r、軸向位移δ_a和角位移θ三個未知量構成的內圈力學平衡方程，并以步驟1)中所確定的徑向載荷F_rn、軸向載荷F_an和顛覆力矩M_n作為外部負載求解該平衡方程，以得到球、錐混合雙列輪轂軸承單元內圈對應的徑向位移量δ_r、軸向位移量δ_a和角位移量θ；

3)基于所建立的載荷譜計算平均當量動載荷，根據軸承額定壽命計算球、錐混合雙列輪轂軸承單元鋼球基本額定壽命L_{10_1}和/或圓錐滾子基本額定壽命L_{10_2}；

4)以每個軸向預緊量值作為軸向游隙，建立預緊量與輪轂軸承單元壽命關系，以輪轂軸承單元單列套圈或整個輪轂軸承單元壽命最長所對應的預緊量為最佳預緊量。