CN102135134B - 汽车轮毂轴承单元 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车轮毂轴承单元，包括制动盘、转鼓，所述转鼓中部设有凸轴，所述凸轴上套设有两个内圈，所述内圈上设有圆锥面外滚道，所述制动盘中心孔内侧设有两列平行的圆锥面内滚道，所述圆锥面内滚道与所述圆锥面外滚道之间设有圆锥滚子，所述凸轴端部设有螺母，所述螺母与所述内圈的外侧面接触。本发明由于采用了上述技术方案，实现圆锥型轮毂轴承的外圈与制动盘整合为一体后，滚道的加工和成品的装配。

Description

汽车轮毂轴承单元

技术领域

本发明涉及一种汽车底盘零部件，特别是涉及一种汽车制动盘的汽车轮毂轴承单元。

背景技术

现代汽车已普遍采用了轮毂轴承单元作为车轮回转支承部件，但有些车型由于受到结构和安装空间的限制，采用了在制动盘上嵌入第一代轮毂轴承，再连接转鼓来实现回转支承。由于该车型载重较大，并要求有较大的轴向承载力，因此配装的轴承必须是规格较大的圆锥型轮毂轴承。

另外，圆锥型滚子轴承是用高碳铬轴承钢制造，而制动盘是用碳钢制造，当圆锥型轴承运转中温度变化时，两种材料的热膨胀系数不同将会导致轴承外圈与制动盘间的过盈配合量发生变化，从而改变原本控制得十分精确的轴承内部游隙量，导致旋转温升异常，滚动体滞卡，使滚动接触面容易产生早期失效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车轮毂轴承单元，使得该轮毂轴承单元能够承受较大的轴向承载力，滚道的加工和成品的装配更为容易。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：汽车轮毂轴承单元，包括制动盘、转鼓，所述转鼓中部设有凸轴，所述凸轴上套设有两个内圈，所述内圈上设有圆锥面外滚道，所述制动盘中心孔内侧设有两列平行的圆锥面内滚道，所述圆锥面内滚道与所述圆锥面外滚道之间设有圆锥滚子，所述凸轴端部设有螺母，所述螺母与所述内圈的外侧面接触。

作为优选，所述制动盘中心孔端部依次设有垫片和盖帽，将转鼓中部的凸轴端部的螺母完全罩住。

作为优选，所述圆锥面内滚道的底面素线为标准对数型微凸曲线，使得轮毂轴承单元不易发生早期失效。

作为优选，所述圆锥面外滚道的底面素线为非对称型微凸曲线。

作为优选，所述圆锥滚子的大端面为直径150mm的球冠面，以减小圆锥滚子的大端面的滚动摩擦力矩。

作为优选，将所述内圈和所述制动盘的其中一方固定，然后使未被固定的一方做轴向移动时的移动量为0～+30微米，以实现预置预紧。

作为优选，所述制动盘中部设有凸缘，所述凸缘上设有齿圈，以便于安装转速传感器。

作为优选，所述内圈与制动盘中心孔两侧面之间分别设有密封件，使得轴承内部的润滑油脂不会流失，同时外部的灰尘和雨水也不能进入。

本发明由于采用了上述技术方案，圆锥型轮毂轴承的外圈与制动盘整合为一体后，再连接转鼓来实现回转支承，使得该轮毂轴承单元能够承受较大的轴向承载力，滚道的加工和成品的装配更为容易。

附图说明

图1为本发明汽车轮毂轴承单元的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步描述。

图1所示为本发明汽车轮毂轴承单元，包括制动盘1、转鼓2，所述转鼓2中部设有凸轴21，所述凸轴21上套设有两个内圈3，所述内圈3上设有圆锥面外滚道31，所述制动盘1中心孔内侧设有两列平行的圆锥面内滚道11，所述圆锥面内滚道11与所述圆锥面外滚道31之间设有圆锥滚子4，所述凸轴21端部设有螺母7，所述螺母7与所述内圈3的外侧面接触。

所述圆锥滚子4由保持器引导，与内圈3组成内圈组件。所述制动盘1与两个背靠背串联的内圈组件组合构成圆锥型滚动轴承，并且内圈内孔穿过转鼓2中心的凸轴，螺母7与转鼓2中心的凸轴端部的螺纹结合，将两个内圈组件牢固地固定于凸轴上。

所述制动盘1中心孔端部依次设有垫片8和盖帽9。所述垫片8固定在制动盘1中心孔外沿，与盖帽9一起将转鼓2中心凸轴端部的螺母7完全罩住。

所述圆锥面内滚道11的底面素线为标准对数型微凸曲线：

$C=0.2\·\ln \left[\frac{1}{{1.0067-(\frac{2\·\mathrm{\λ}-1}{k}-1)}^2}\right]$

式中k是将滚道分割成若干小薄片的数量，λ是小薄片所处位置的横坐标。

而专利200920137510.8中的对数曲线是用32个不同曲率的弧线组合而成的近似对数曲线形状的曲线的。保证在正常载荷下，沿圆锥滚子与滚道主承载面的有效接触长度上应力分布均匀；在极重载荷下或者滚子发生偏斜时，能消除或减弱滚动接触面两端的应力集中，从而使得轮毂轴承单元不易发生早期失效。

所述圆锥面外滚道31的底面素线为非对称型微凸曲线。由于本发明汽车轮毂轴承单元结构的外圈是与刹车盘整合在一起的，每次刹车时，轴承的滚动体与滚道之间都可能受到一个附加的冲击载荷作用，从而改变原设计中滚道上载荷分布基本均匀的分布，为了抵消这个特有的附加冲击力的影响，通过有限元仿真分析，建立了该附加冲击力分布的数学模型，并将其与原均布载荷下的对数曲线方程叠加，得到一个非对称型微凸曲线方程：

$C=2\·{10}^{-4}\mathrm{\Σf}\left(\mathrm{\ρ}\right)\·{\mathrm{\ω}}^2{k}^2\·\ln \left[\frac{1}{{1-(1-\frac{2\·\mathrm{\λ}-1}{k})}^6}\right]$

式中k是将滚道分割成若干小薄片的数量，λ是小薄片所处位置的横坐标，ω是小薄片的宽度，ρ是滚道曲率，f(ρ)是每个小薄片上的载荷分布函数，是一个与滚道曲率、滚道压力角、滚动体直径、滚动体数量、单位长度承载力、滚子在各位置上载荷的偏心距、接触区静平衡力、接触区倾覆力矩、滚道接触变形量、接触材料弹性模量、接触材料泊松比等因素相关的函数。

用这样的曲面构成的滚道形状来承载滚动接触载荷，可达到最好的承载能力和可靠性。

所述圆锥滚子4的大端面为直径150mm的球冠面，以减小圆锥滚子的大端面的滚动摩擦力矩。所述制动盘1中部设有凸缘13，所述凸缘13上设有齿圈5。

所述内圈3与制动盘1中心孔两侧面之间分别设有密封件6。所述密封件6分别封住制动盘1中心孔的两侧，使得轴承内部的润滑油脂不会流失，同时外部的灰尘和雨水也不能进入。

所述制动盘1上的螺栓10用于安装所述制动盘1在底盘悬架上。

将所述内圈3和所述制动盘1的其中一方固定，然后使未被固定的一方做轴向移动时的移动量为0～+30微米，这时轴承内部的圆锥滚子被压紧并紧贴于内、外滚道表面，相互接触面都处于微量弹性变形状态，实现预置预紧。

本发明轮毂轴承单元适用于刹车盘内嵌轴承结构的乘用车型。

本发明汽车轮毂轴承单元在所述转鼓2中部设有凸轴21，所述凸轴21上套设有两个内圈3，所述内圈3上设有圆锥面外滚道31，所述制动盘1中心孔内侧设有两列平行的圆锥面内滚道11，所述圆锥面内滚道11与所述圆锥面外滚道31之间设有圆锥滚子4，圆锥型轮毂轴承的外圈与制动盘整合为一体后，再连接转鼓来实现回转支承，使得该轮毂轴承单元能够承受较大的轴向承载力，并且可以对轴承内部游隙量控制得十分精确，避免圆锥滚子的滚动接触面产生早期失效。

Claims (4)

1.汽车轮毂轴承单元，包括制动盘（1）、转鼓（2），其特征在于：所述转鼓（2）中部设有凸轴（21），所述凸轴（21）上套设有两个内圈（3），所述内圈（3）上设有圆锥面外滚道（31），所述制动盘（1）中心孔内侧设有两列平行的圆锥面内滚道（11），所述圆锥面内滚道（11）与所述圆锥面外滚道（3 1）之间设有圆锥滚子（4），所述凸轴（21）端部设有螺母（7），所述螺母（7）与所述两个内圈（3）的外侧面接触，所述制动盘（1）中心孔端部依次设有垫片（8）和盖帽（9），所述圆锥面内滚道（11）的底面素线为对数型微凸曲线：

$C=0.2\·\ln \left[\frac{1}{1.0067-{(\frac{2\·\mathrm{\λ}-1}{k}-1)}^2}\right],$

式中C为组成曲线的点，k是将滚道分割成若干小薄片的数量，λ是小薄片所处位置的横坐标，

所述圆锥面外滚道（31）的底面素线为非对称型微凸曲线：

$C=2\·{10}^{-4}\mathrm{\Σf}\left(\mathrm{\ρ}\right)\·{\mathrm{\ω}}^2{k}^2\·\ln \left[\frac{1}{1-{(1-\frac{2\·\mathrm{\λ}-1}{k})}^6}\right],$

式中C为组成曲线的点，k是将滚道分割成若干小薄片的数量，λ是小薄片所处位置的横坐标，ω是小薄片的宽度，ρ是滚道曲率，f（ρ）是每个小薄片上的载荷分布函数，所述圆锥滚子（4）的大端面为直径150mm的球冠面。

2.根据权利要求1所述汽车轮毂轴承单元，其特征在于：将所述内圈（3）和所述制动盘（1）的其中一方固定，然后使未被固定的一方做轴向移动时的移动量为0～+30微米。

3.根据权利要求1所述汽车轮毂轴承单元，其特征在于：所述制动盘（1）中部设有凸缘（13），所述凸缘（13）上设有齿圈（5）。

4.根据权利要求1所述汽车轮毂轴承单元，其特征在于：所述内圈（3）与制动盘（1）中心孔两侧面之间分别设有密封件（6）。

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