轿车轮毂轴承单元力矩刚性的测试与分析

墅盟！Ｑ塑＝苎２丝ＣＮ４ｌ—１１４８／ｎＩ轴承２０１０年１期

Ｂｅａｒｉｎ９２０１０，Ｎｏ．１

２９—３２

●试验与分析◆

轿车轮毂轴承单元力矩刚性的测试与分析

黎桂华１，周彦平１，薛红文１，王健２

（１．韶关东南轴承有限公司，广东韶关５１２０２９；２．洛阳轴研科技股份有限公司，河南洛阳４７１０３９）

摘要：介绍了轮毂轴承单元的力矩刚性定义、组成及测试分析方法，基于实例，给出了不同测试条件下的测试结果。分析结果显示：轮毂凸缘的力矩刚性与力矩载荷之问近似为线性关系，ＦＥＭ分析结果与实测结果吻合很好；由两列轴承位移不同引起的轮毂轴承本身的力矩刚性是轮毂轴承单元整体力矩刚性的主要组成部分，不同结构形式的轮毂轴承单元的各部分在整体力矩刚性的比重差异较大。

关键词：轿车轮毂轴承单元；力矩刚性；ＦＥＭ；测试

中图分类号：ＴＨｌ３３．３３；０２４１．８２文献标志码：Ｂ文章编号：１０００—３７６２（２０１０）０１—００２９—０４ＴｅｓｔａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓＯｉｌＴｏｒｑｕｅＳｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆＣａｒＨｕｂＢｅａｒｉｎｇＵｎｉｔｓ

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（１．ＳｈａｎｇｕａｎＳｏｕｔｈｅａｓｔＢｅａｒｉｎｇＣｏ．，瑚．，Ｓｈａｏｇｌｌａｎ５１２０２９，Ｃｈｉｎａ；

２．ＬｕｃｙａｎｇＢｅａｒｉｎｇＳｃｉｅｎｅｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｕｏｙａｎｇ４７１０３９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｄｅｆｉｍｆｉｏｎ，ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｍｅａｓｕｒｉｎｇ皿蛳ｃａｌｍｅｔｈｏｄｏｆｔｏｒｑｕｅｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｃａｒｈｕｂｂｅａｒｉｎｇｕｎｉｍａｒｅｐＩｑ瑚ｅｄ，ａｎｄｔｅｓｔｉｎｇ瑚ｔｌｌ协ｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅ陀ｎｔｔｅｓｔｉｎｇｃｕｎｄｉｆｉｏｎｓａｍｇｉｖｅｎｂａｓｅｄＯＨｅｘａｍｐｌ翻．ＴｈｅｒｅｓｔＩｌｍｓｈｏｗｔｈａｔｆｏｒｔｈｅｆｌａｎｇｅｏｆｗｈｅｅｌｈｕｂ。ｔｈｅ幽∞ｂｅｔｗｅｅｎｔｏｒｑｕｅｓｔｉｆｆｎｅｓｓａｎｄｔｏｒｑｕｅｌｏａｄｉ８ａｐｐｒｏ畦ｍａｔｄｙｌｉｎｅａｒ．ＦＥＭｓｎａｔｙｔｉｃｄｒｅｓｕｌｔａｎｄａｃｔｕａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｈｏｗｆａｖｏｒａｂｌｅｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ．Ｔｈｅｔｏｒｑｕｅｓｔｉｆｆｎｅｓｓ０ｆｈｕｂｂｅａｒｉｎｇｕｎｉｍｃａｕ￥ｅｄｂｙｄｉ８ｐＩＢｏｅ－ｍｅｎｔｄｉ岱蚋ｍ∞ｂｅｔｗｅｅｎｄｏｕｂｌｅｒｏｗｂｅａｒｉｎｇ，ｉｓｏｎｅｏｆｔＩｌｅｐ矗ｍａｌｙｐａｒｔｓｏｆｔｏｒｑｕｅｓｔｉｆｆｎ稍ｓｆｏｒｈｕｂｂｅａｒｉｎｇ砌协．Ｄｕｅｔｏｄｉｆｆｅ陀ｎｔｔｙｐｅｓ，ｔｌＩｅ把ｉｓｓ锄ｅｖａｒｉａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｏｒｑｕｅｓｔｉｆｆｎ鹄ｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｅｃｔｉｏｎｓ０ｆｈｕｂｂｅａｒｉＩＩｇｔｌＩＩｉ协．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃ缸ｈｕｂｂｅａｒｉｎｇｕＩｌｉｔ８；ｔｏｒ【Ｉｌ圮ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ；ＦＥＭ；ｔｅ８ｔ

轿车轮毂轴承在轿车非直线行驶过程中（即在一定的侧向加速度下处于转弯状态）会受到外部载荷形成的力矩作用，力矩刚性显著影响轿车的行驶舒适性和转向平稳性…。因此，对轿车轮毂轴承而言，除了高载荷能力、高可靠性、长寿命以及轻量化等基本要求之外，耐冲击能力、高力矩刚性的要求也越来越突出。因此，开展力矩刚性测试分析研究对于研究开发整体性能优化的轮毂轴承单元显得尤为必要嶂Ｊ。

１力矩刚性的构成及计算方法

轮毂轴承单元的力矩刚性定义为轮毂凸缘相对转向节凸缘的倾斜角（相对倾斜角），其为轮毂主

收稿日期：２００９—０６一０４；修回日期：２００９一０７—２０

基金项目：２００６年粤港关键领域重点突破招标项目“高性能轿车轮毂轴承开发关键技术研究”（２００６Ａ１５１０３００２）轴的倾斜角、轴承内部结构产生的倾斜角以及外圈凸缘的倾斜角之和。轿车轮毂轴承单元通常集成了轮毂主轴、转向节联接凸缘等外围部件。这些外围部件在外部载荷的作用下会发生弹性变形，其刚性也是轿车轮毂轴承力矩刚性的组成部分。分析轿车轮毂轴承的力矩刚性（相对倾斜角）时需要考虑两个方面：（１）滚动体和滚道之间的变形（位移）；（２）内、外套圈凸缘（外围部件）的变形。对第１代轮毂轴承来说，主要是第一方面的因素，而对第２，３代轮毂轴承单元，需要同时考虑以上两方面。由于在不同的行驶状态下的轮胎载荷差别很大，因此，分析时需要考虑不同侧向加速度代表的各种行驶状态下的力矩刚性分析计算结果。

对双列角接触球轴承结构形式的轿车轮毂轴承，其力矩刚性是轿车制动器刚性的重要组成部分，由两列轴承的径向位移（晶，＆）不同引起，并

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