專利名稱：復(fù)合型汽車輪轂軸承單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車底盤零部件，特別是涉及一種復(fù)合型汽車輪轂軸承單元。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代汽車輪轂的回轉(zhuǎn)支承，大多采用了軸承單元總成結(jié)構(gòu)，一般小型乘用車采用 的是雙列角接觸球型的輪轂軸承單元總成，而商務(wù)車、越野車和(載貨)商用車由于要求承 載能力較高，多采用圓錐型輪轂軸承單元總成。但是圓錐型軸承啟動(dòng)和運(yùn)行時(shí)的摩擦力矩 較大，溫升較高，同時(shí)加工工藝復(fù)雜，加工難度較球類軸承明顯高，并且在實(shí)際應(yīng)用中，圓錐 滾子軸承的受力狀況十分復(fù)雜，綜合這些因素，造成圓錐型輪轂軸承單元發(fā)生早期失效的 概率明顯高于角接觸球結(jié)構(gòu)的輪轂軸承單元。同時(shí)，汽車輪轂軸承單元的受力分析表明，汽車的四輪結(jié)構(gòu)，以及車輪的懸臂支承 特性，決定了輪轂軸承單元的兩列滾動(dòng)體受力并不是均等的，因此作用在軸承單元上的受 力點(diǎn)與軸承的幾何中心有一個(gè)偏矩，從而導(dǎo)致兩列滾動(dòng)體的接觸應(yīng)力不相等內(nèi)側(cè)列滾動(dòng) 體受力小，外側(cè)列滾動(dòng)體受力大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種復(fù)合型汽車輪轂軸承單元，可使輪轂軸承 單元不易發(fā)生早期失效，同時(shí)還可以減小因加工復(fù)雜而帶來的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，有助于更好的提 高單元總成的可靠性。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案復(fù)合型汽車輪轂軸承單元，包括 凸緣大內(nèi)圈、小內(nèi)圈、外圈，所述凸緣大內(nèi)圈端部設(shè)有卷邊，所述凸緣大內(nèi)圈頸部設(shè)有臺(tái)階， 所述卷邊將所述小內(nèi)圈固定于所述卷邊與所述臺(tái)階之間的軸頸上，所述凸緣大內(nèi)圈頸部的 臺(tái)階上設(shè)有一列圓錐面外滾道，所述小內(nèi)圈上設(shè)有一列球面外溝道，所述外圈內(nèi)側(cè)設(shè)有一 列圓錐面內(nèi)滾道和一列球面內(nèi)溝道，所述圓錐面外滾道與所述圓錐面內(nèi)滾道之間設(shè)有圓錐 滾子，所述球面外溝道與所述球面內(nèi)溝道之間設(shè)有球滾子。作為優(yōu)選，所述圓錐滾子的錐角為22° 25' 9"，可以保證有足夠大的軸向承載 能力。作為優(yōu)選，所述圓錐面外滾道和所述圓錐面內(nèi)滾道的底面素線均為對(duì)數(shù)型凸曲 線，使得輪轂軸承單元不易發(fā)生早期失效。作為優(yōu)選，所述球面外溝道與所述球面內(nèi)溝道的底面素線均為準(zhǔn)圓弧型凹曲線， 可以有效降低軸承單元運(yùn)行時(shí)的摩擦力矩，減小溫升和能耗。作為優(yōu)選，將所述凸緣大內(nèi)圈和所述外圈的其中一方固定，然后使未被固定的一 方做軸向移動(dòng)時(shí)的移動(dòng)量為-40 +30微米，以實(shí)現(xiàn)預(yù)置預(yù)緊。作為優(yōu)選，所述凸緣大內(nèi)圈的臺(tái)階上套設(shè)有齒圈，該齒圈耦合有輪速傳感器。作為優(yōu)選，所述小內(nèi)圈與外圈外端之間設(shè)有反壓蓋和第一密封件，以保證小內(nèi)圈 與外圈外端之間的密封。
作為優(yōu)選，所述外圈內(nèi)端與凸緣大內(nèi)圈的凸緣根部之間設(shè)有第二密封件，以保證 外圈內(nèi)端與凸緣大內(nèi)圈的凸緣根部之間的密封。本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，將受力較大的內(nèi)側(cè)列軸承設(shè)計(jì)為圓錐滾子型， 受力較小的外側(cè)列設(shè)計(jì)為角接觸球軸承結(jié)構(gòu)，這樣可以有效降低軸承單元總成的啟動(dòng)和運(yùn) 行時(shí)的摩擦力矩，減小溫升，減小能耗，從而使得輪轂軸承單元不易發(fā)生早期失效，同時(shí)還 可以減小因加工復(fù)雜而帶來的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，有助于更好的提高單元總成的可靠性。


圖1為本發(fā)明復(fù)合型汽車輪轂軸承單元的結(jié)構(gòu)示意2為球滾子的中心點(diǎn)與內(nèi)溝道、外溝道接觸點(diǎn)的連線同軸承軸線的夾角θ的示 意圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步描述。圖1所示為本發(fā)明復(fù)合型汽車輪轂軸承單元，包括凸緣大內(nèi)圈1、小內(nèi)圈2、外圈3， 所述凸緣大內(nèi)圈1端部設(shè)有卷邊12，所述凸緣大內(nèi)圈1頸部設(shè)有臺(tái)階13，所述卷邊12將所 述小內(nèi)圈2固定于所述卷邊12與所述臺(tái)階13之間的軸頸14上，所述凸緣大內(nèi)圈頸部的臺(tái) 階13上設(shè)有一列圓錐面外滾道11，所述小內(nèi)圈2上設(shè)有一列球面外溝道21，所述外圈3內(nèi) 側(cè)設(shè)有一列圓錐面內(nèi)滾道31和一列球面內(nèi)溝道32，所述圓錐面外滾道11與所述圓錐面內(nèi) 滾道31之間設(shè)有圓錐滾子4，所述球面外溝道21與所述球面內(nèi)溝道32之間設(shè)有球滾子5。 球滾子5與保持器組成的鋼球組件，圓錐滾子4與保持器組成的滾子組件，所述鋼球組件安 放于所述球面外溝道21與所述球面內(nèi)溝道32之間，所述滾子組件安放于所述圓錐面外滾 道11與所述圓錐面內(nèi)滾道31之間。所述圓錐滾子4的錐角為22° 25' 9"。作為軸向作用力的主要承受列，合理的 錐角可以保證有足夠大的軸向承載能力，同時(shí)與另一列角接觸球軸承組合，綜合承載能力 達(dá)到最優(yōu)化的效果。所述凸緣大內(nèi)圈的臺(tái)階13上套設(shè)有齒圈6，該齒圈6耦合有輪速傳感器7。所述 小內(nèi)圈2與外圈3外端之間設(shè)有反壓蓋8和第一密封件9。所述外圈3內(nèi)端與凸緣大內(nèi)圈 1的凸緣根部之間設(shè)有第二密封件10。凸緣大內(nèi)圈1的凸緣上裝有螺栓，用以與汽車驅(qū)動(dòng) 橋殼聯(lián)接，凸緣大內(nèi)圈1的內(nèi)花鍵與外半軸的外花鍵構(gòu)成傳動(dòng)副。所述圓錐面外滾道11與所述圓錐面內(nèi)滾道31的底面素線均為數(shù)控加工而成的標(biāo) 準(zhǔn)對(duì)數(shù)型微凸曲線 (^=0.2-111
1
(2-λ-Ι 12 1.0067- ^——1式中k是將滾道分割成若干小薄片的數(shù)量，λ是小薄片所處位置的橫坐標(biāo)。而專利200920137510. 8中的對(duì)數(shù)曲線是用32個(gè)不同曲率的弧線組合而成的近似 對(duì)數(shù)曲線形狀的曲線的。保證在正常載荷下，沿圓錐滾子與滾道主承載面的有效接觸長度
4CN 102141080 A 上應(yīng)力分布均勻；在極重載荷下或者滾子發(fā)生偏斜時(shí)，能消除或減弱滾動(dòng)接觸面兩端的應(yīng) 力集中，從而使得輪轂軸承單元不易發(fā)生早期失效。所述球面外溝道21與所述球面內(nèi)溝道32的底面素線均為數(shù)控加工而成的準(zhǔn)圓弧 型凹曲線，滿負(fù)荷條件下，球滾子的中心點(diǎn)與內(nèi)溝道、外溝道接觸點(diǎn)的連線同軸承軸線的夾 角θ精確控制在35° 士2° (如圖2所示)，向軸承單元的內(nèi)側(cè)延長了載荷分布長度。將所述凸緣大內(nèi)圈1和所述外圈3的其中一方固定，然后使未被固定的一方做軸 向移動(dòng)時(shí)的移動(dòng)量為-40 +30微米，這時(shí)軸承內(nèi)部的圓錐滾子4被壓緊并緊貼于圓錐面 內(nèi)滾道31表面和圓錐面外滾道11表面，而球5正好處于球面外溝道21與球面內(nèi)溝道32 之間，球滾子的中心點(diǎn)與內(nèi)溝道、外溝道接觸點(diǎn)的連線同軸承軸線成35°夾角，相互接觸面 都處于微量彈性變形狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)預(yù)置預(yù)緊。如果游隙大于這個(gè)范圍，滾動(dòng)接觸面未貼合，軸 承沒有預(yù)置預(yù)緊效果，各接觸點(diǎn)未處于最佳受力位置，軸承單元總成運(yùn)轉(zhuǎn)力矩就會(huì)增大，振 動(dòng)噪聲可能增加，同時(shí)承載能力也會(huì)相應(yīng)下降；如果游隙小于這個(gè)范圍，滾動(dòng)接觸面有可能 發(fā)生塑性變形，造成接觸面損傷和/或滾動(dòng)體滯卡，導(dǎo)致整個(gè)軸承單元總成無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。由于汽車輪轂軸承單元總成分別與車橋左右(外)半軸聯(lián)接，理論計(jì)算表明，車輛 直行時(shí)，輪轂軸承單元外側(cè)(靠車輪側(cè))一列軸承受力約為內(nèi)側(cè)列軸承的0. 5倍；大量的輪 轂軸承失效分析案例也表明，幾乎所有運(yùn)行過的輪轂軸承單元，其外側(cè)滾道滾動(dòng)接觸痕跡 都明顯輕于內(nèi)側(cè)滾道，如有疲勞剝落或磨損失效也幾乎都是發(fā)生在內(nèi)側(cè)滾道或相應(yīng)的滾動(dòng) 體上；由此也證明車輛運(yùn)行過程外側(cè)列軸承受力確實(shí)明顯小于內(nèi)側(cè)。因此，本發(fā)明復(fù)合型輪轂軸承單元將受力較大的內(nèi)側(cè)列軸承設(shè)計(jì)為圓錐滾子型， 受力較小的外側(cè)列設(shè)計(jì)為角接觸球軸承結(jié)構(gòu)。這樣可以有效降低軸承單元總成的啟動(dòng)和運(yùn) 行時(shí)的摩擦力矩，減小溫升，減小能耗，同時(shí)還可以減小因加工復(fù)雜而帶來的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，有 助于更好的提高單元總成的可靠性。該復(fù)合型驅(qū)動(dòng)輪輪轂軸承單元適用于承載能力要求較高的商務(wù)車和越野車等高 檔乘用車。本發(fā)明復(fù)合型汽車輪轂軸承單元在所述凸緣大內(nèi)圈1端部設(shè)有卷邊12，所述凸緣 大內(nèi)圈1頸部設(shè)有臺(tái)階13，所述卷邊12將所述小內(nèi)圈2固定于所述卷邊12與所述臺(tái)階13 之間的軸頸14上，所述凸緣大內(nèi)圈頸部的臺(tái)階13上設(shè)有一列圓錐面外滾道11，所述小內(nèi)圈 2上設(shè)有一列球面外溝道21，所述外圈3內(nèi)側(cè)設(shè)有一列圓錐面內(nèi)滾道31和一列球面內(nèi)溝道 32，所述圓錐面外滾道11與所述圓錐面內(nèi)滾道31之間設(shè)有圓錐滾子4，所述球面外溝道21 與所述球面內(nèi)溝道32之間設(shè)有球滾子5。將受力較大的內(nèi)側(cè)列軸承設(shè)計(jì)為圓錐滾子型，受 力較小的外側(cè)列設(shè)計(jì)為角接觸球軸承結(jié)構(gòu)，這樣可以有效降低軸承單元總成的啟動(dòng)和運(yùn)行 時(shí)的摩擦力矩，減小溫升，減小能耗，從而使得輪轂軸承單元不易發(fā)生早期失效，同時(shí)還可 以減小因加工復(fù)雜而帶來的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，有助于更好的提高單元總成的可靠性。
權(quán)利要求
1.復(fù)合型汽車輪轂軸承單元，包括凸緣大內(nèi)圈(1)、小內(nèi)圈O)、外圈(3)，其特征在于 所述凸緣大內(nèi)圈(1)端部設(shè)有卷邊(12)，所述凸緣大內(nèi)圈(1)頸部設(shè)有臺(tái)階(13)，所述卷 邊(12)將所述小內(nèi)圈(2)固定于所述卷邊(12)與所述臺(tái)階(13)之間的軸頸(14)上，所 述凸緣大內(nèi)圈頸部的臺(tái)階(13)上設(shè)有一列圓錐面外滾道(11)，所述小內(nèi)圈(2)上設(shè)有一列 球面外溝道(21)，所述外圈(3)內(nèi)側(cè)設(shè)有一列圓錐面內(nèi)滾道(31)和一列球面內(nèi)溝道(32)， 所述圓錐面外滾道(11)與所述圓錐面內(nèi)滾道(31)之間設(shè)有圓錐滾子，所述球面外溝道 (21)與所述球面內(nèi)溝道(3 之間設(shè)有球滾子(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合型汽車輪轂軸承單元，其特征在于所述圓錐滾子的 錐角為22° 25' 9"。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合型汽車輪轂軸承單元，其特征在于所述圓錐面外滾道 (11)和所述圓錐面內(nèi)滾道(31)的底面素線均為對(duì)數(shù)型凸曲線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合型汽車輪轂軸承單元，其特征在于所述球面外溝道 與所述球面內(nèi)溝道(32)的底面素線均為準(zhǔn)圓弧型凹曲線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合型汽車輪轂軸承單元，其特征在于將所述凸緣大內(nèi)圈(1) 和所述外圈( 的其中一方固定，然后使未被固定的一方做軸向移動(dòng)時(shí)的移動(dòng)量為-40 +30微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合型汽車輪轂軸承單元，其特征在于所述凸緣大內(nèi)圈的臺(tái) 階(1 上套設(shè)有齒圈(6)，該齒圈(6)耦合有輪速傳感器(7)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合型汽車輪轂軸承單元，其特征在于所述小內(nèi)圈( 與外 圈(3)外端之間設(shè)有反壓蓋(8)和第一密封件(9)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合型汽車輪轂軸承單元，其特征在于所述外圈(3)內(nèi)端與 凸緣大內(nèi)圈⑴的凸緣根部之間設(shè)有第二密封件(10)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復(fù)合型汽車輪轂軸承單元，包括凸緣大內(nèi)圈、小內(nèi)圈、外圈，凸緣大內(nèi)圈端部設(shè)有卷邊，凸緣大內(nèi)圈頸部設(shè)有臺(tái)階，卷邊將小內(nèi)圈固定于卷邊與臺(tái)階之間的軸頸上，凸緣大內(nèi)圈頸部臺(tái)階上設(shè)有一列圓錐面外滾道，小內(nèi)圈上設(shè)有一列球面外溝道，外圈內(nèi)側(cè)設(shè)有一列圓錐面內(nèi)滾道和一列球面內(nèi)溝道，圓錐面外滾道與圓錐面內(nèi)滾道之間設(shè)有圓錐滾子，球面外溝道與球面內(nèi)溝道之間設(shè)有球滾子。本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，將受力較大的內(nèi)側(cè)列軸承設(shè)計(jì)為圓錐滾子型，受力較小的外側(cè)列設(shè)計(jì)為角接觸球軸承結(jié)構(gòu)，使得輪轂軸承單元不易發(fā)生早期失效，同時(shí)還可以減小因加工復(fù)雜而帶來的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，有助于更好的提高單元總成的可靠性。
文檔編號(hào)F16C41/00GK102141080SQ201110074079
公開日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者周守虎, 孔愛祥, 康乃正 申請(qǐng)人:浙江兆豐機(jī)電股份有限公司