轿车二代轮毂轴承游隙与预紧力分析

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汽车轮毂轴承预紧力影响因素分析_时喆

汽车轮毂轴承预紧力影响因素分析时喆（陕西同创华亨汽车散热装置有限公司）摘要: 汽车驱动桥轮边装配过程中，轮毂轴承预紧力调整精度变化大，无法精确调整。

本文通过对斯太尔汽车驱动桥原单螺母结构和目前使用的双螺母结构装配过程进行对比，分别对两种结构的轮毂轴承预紧力调整过程进行分析，分别找出了预紧力的影响因素，细化了装配工艺，并为以后工程技术人员在今后桥总成轮边结构设计中提供参考。

关键词：轮毂轴承预紧力轴头螺母间隙The Analysis Of The Cause Of Automotive WheelHub Bearing Preloaded ForceShi zheShaanxi Tongchuang-Huaheng Auto Cooling System Co.,Ltd, Baoji722405,ChinaAbstract: Automotive drive axle-wheel assembly process, the wheel hub bearing preload adjustment accuracy changes, can not be accurately adjusted. In this paper, on the Steyr vehicle drive axle of the original single-nut structure and current structure of the double nut assembly process of comparing the two structures, respectively wheel bearing preloaded force adjustment process, analyze, respectively, identified the impact of preload factors, refinement of the assembly process, and for the future engineering and technical personnel in the next round of the edge structural design of the bridge assembly is provided for reference.Keywords: Wheel Hub Bearing Preloaded Force Axle Nut Clearance问题描述：原斯太尔轮毂轴承预紧力的调整是单螺母结构，装配时通过加减调整垫片来进行预紧力的调整，操作麻烦，并且经常由于垫片厚度尺寸的选配不能达到最佳，造成预紧力控制精度不高；后来为解决桥总成轴头螺母松退问题，将单螺母结构改为双螺母锁紧结构，但新结构预紧力调整过程中，出现第一道螺母拧紧后松退一定角度，再拧入第二道螺母时预紧力变化较大，无法精确保证工艺要求，造成多次调整，而且经常造成止退垫片损坏，直接影响装配效率和装配质量。

汽车轮毂轴承力学分析

本文采用羧酸有机胺在氯化亚砜作用下一锅合成酰胺该方法操作简单安全条件温和成本低且产率较高克服了合成酰氯毒性大腐蚀性强的难题大大降低了富马酸卢帕他定的生产成本
第 11 卷第 24 期 2011 年 8 月 1671 — 1815 （ 2011 ） 24-5982-04
科
学
技
术
与
工
程
Science Technology and Engineering
Vol. 11 No. 24 Aug． 2011 2011 Sci. Tech. Engng.
汽车轮毂轴承力学分析
张春燕韩丽艳
（北京石油化工学院，北京 102617 ）
摘
要
轮毂轴承是汽车系统的重要部件，其力学性能成为直接影响汽车安全性能的关键因素。通过对轮毂轴承的各项力
学性能合理精确地分析，可以优化轮毂轴承设计、保证强度要求、减少试验次数、缩短开发时间。以轮毂轴承为研究对象，对其进行结构强度分析，获得轮毂轴承的静应力分布，为轮毂轴承产品的设计开发提供设计依据。关键词轮毂轴承应力分析有限元文献标志码 A 中图法分类号 U463． 343 ；
：
（ 1 ）不需要调整轴承组装间隙（过去选择间隔
24 期
张春燕，等：汽车轮毂轴承力学分析
5983
1． 2
轴承受力由上面得到的轮胎载荷在静平衡状态下就是
1
1． 1
车轮毂轴承的受力分析及寿命计算
轮胎载荷轮毂轴承的受力分析比较复杂，因为驱动力的
轴承的作用力，如图 3 所示。但这是一个静不定系统，因此该静平衡方程不能计算出轴承作用力。外、内轴承的径向力 F r1 和 F r2 通过求解径向力和力矩平衡方程很容易计算出来： F r1 = F Tr F r2 = （ S － L LP ） F Ta RT － S S F Tr L LP F Ta RT + S S （ 5）（ 6）（ 7）（ 8）

(整理)轴承游隙分析

轴承游隙所谓轴承游隙，即指轴承在未安装于轴或轴承箱时，将其内圈或外圈的一方固定，然后便未被固定的一方做径向或轴向移动时的移动量。

根据移动方向，可分为径向游隙和轴向游隙。

运转时的游隙（称做工作游隙）的大小对轴承的滚动疲劳寿命、温升、噪声、振动等性能有影响。

测量轴承的游隙时，为得到稳定的测量值，一般对轴承施加规定的测量负荷。

因此，所得到的测量值比真正的游隙（称做理论游隙）大，即增加了测量负荷产生的弹性变形量。

但对于滚子轴承来说，由于该弹性变形量较小，可以忽略不计。

安装前轴承的内部游隙一般用理论游隙表示。

游隙的选择从理论游隙减去轴承安装在轴上或外壳内时因过盈配合产生的套圈的膨胀量或收缩后的游隙称做“安装游隙”。

在安装游隙上加减因轴承内部温差产生的尺寸变动量后的游隙称做“有效游隙”。

轴承安装有机械上承受一定的负荷放置时的游隙，即有效游隙加上轴承负荷产生的弹性变形量后的以便称做“工作游隙”。

如图１所示，当工作游隙为微负值时，轴承的疲劳寿命最长但随着负游隙的增大疲劳寿命同显著下降。

因此，选择轴承的游隙时，一般使工作游隙为零或略为正为宜。

图１工作游隙与疲劳寿命的关系另外，需提高轴承的刚性或需降低噪声时，工作游隙要进一步取负值，而在轴承温升剧烈时，工作游隙则要进一步取正值等等，还必须根据使用条件做具体分析。

表１深沟球轴承（圆柱孔）的径向游隙单表２调心球轴承的径向游隙表２调心球轴承的径向游隙表３圆柱滚子轴承的径向游隙表４调心滚子轴承的径向游隙（１）圆柱孔轴承单位 um表５四列圆柱滚子轴承的径向游隙（圆柱孔）单位 um内径代号：一般情况下轴承内径用轴承内径代号（基本代号的后两位数）×5=内径(mm)，例：轴承6204的内径是04×5=20mm 。

常见特殊情况：一当轴承内径小于20mm轴承内径尺寸为(mm)10 、12 、15、17对应内径代号为00 、01、02、03二当轴承内径小于10mm，直接用基本代号的最后一位表示轴承内径尺寸；例：轴承608Z，用基本代号‘608’的最后一位8作内径尺寸，轴承608Z的内径为8mm。

轴承游隙计算分析

轴承游隙计算分析郭玉朋【摘要】摘要：本文通过分析常用轴承的原始游隙，安装游隙，工作游隙，来求解一下常用轴承在C0，C3游隙组中的工作游隙的大小，作为以后项目选取轴承游隙的参考。

【期刊名称】电子测试【年(卷),期】2014(000)020【总页数】3【关键词】原始游隙;安装游隙;工作游隙0 前言所谓滚动轴承的游隙，是将一个套圈固定，另一套圈沿径向或轴向的最大活动量。

沿轴向的最大活动量叫轴向游隙，沿径向的最大活动量叫径向游隙。

一般来说，轴向游隙越大，径向游隙也越大，反之也一样。

按照轴承所处的状态，游隙可分为下列三种：(1)原始游隙△0由制造厂加工、装配所确定的，安装前轴承自由状态时的游隙。

(2)安装游隙△f=△0-△1-△2轴承尚未工作时，轴及轴承座安装完毕时的游隙。

由于过盈安装，或使内圈增大，或使外圈缩小，或二者兼而有之，均使安装游隙比原始游隙小。

又叫配合游隙。

(3)工作游隙△工作状态时轴承的游隙。

轴承工作游隙比安装游隙大还是小，取决于内圈的温升和负荷的的综合作用。

轴承工作的时候，因为内圈温升最大，热膨胀最大，故使轴承游隙减小；同时，由于负荷的作用，滚动体与滚道接触处产生弹性变形，也会使轴承游隙增大。

(4)游隙的选择原则1）采用较紧配合，内外圈温差较大、需要降低摩擦力矩及深沟球轴承承受较大轴向负荷或需改善调心性能的场合，宜采用大游隙组。

2）当旋转精度要求较高或需严格限制轴向位移时，宜采用小游隙组。

(5)与游隙有关的因素1)轴承内圈与轴的配合。

2)轴承外圈与外壳孔的配合。

3)温度的影响。

注：径向游隙减少量与配合零件的实际有效过盈量大小、相配轴径大小、外壳孔的壁厚有关。

1 游隙的计算公式1.1 配合的影响（1）轴承内圈与钢质实心轴(1)：轴承内圈滚道的扩张量可近似取其配合过盈量的80%（2）（FAG手册提供的近似值）（3）轴承外圈与钢质实体外壳：外圈的收缩量可大致定为其过盈量的70%—先决条件是轴是实心轴，正常的钢制轴承座（FAG手册提供的近似值（2））△d —为名义过盈量G*—为过盈配合的压平尺寸△j -- 内圈滚道挡边直径的扩张量(um)△dy—轴颈有效过盈量(um)d -- 轴承内径公称尺寸(mm)h -- 内圈滚道挡边直径(mm)△A -- 外圈滚道挡边直径的收缩量（mm）△Dy -- 外壳孔直径实际有效过盈量(um)H -- 外圈滚道挡边直径（mm）D -- 轴承外圈和外壳孔的公称直径（mm）1.2 温度的影响Гb—线膨胀系数，轴承钢为11.7 *10-6 mm/mm/0CD—轴承外圈滚道直径d—轴承内圈滚道直径△t—轴承内外圈的温度差3．工作中滚动体变形的影响如采用圆柱滚子轴承此影响忽略不计。

转向前轴轮毂轴承游隙探讨分析

顷紧力调整法
为使轴承保持良好的工作状态，延长其使用寿以减小轮毂轴承烧死的概率。
４４
汽车实用技术
２１年第７期０２
５结论、
轴承游隙是影响轴承性能的关键因素之一。轴承游隙和预紧力选择不当，会影响轴承的使用寿命，
ｃｅｒｃｓｂｔｅｔｕｋａｄｂｓｆｏｔｘｅ．ｌａａｅｅｗｅｎｃｎｕｎｌｓｎｒｒａＫｅｏｄｓｒｎｘｅｙｗｒ：ｆｏｔａｌ；ｈｂｂｅｒｎｃｅｒｎｃ；ｐｒ－ｉｔｎｎｏｃｕａｉｇ；ｌａａｅｅｔｇｈｅｉｇｆｒｅ
有很大关系。选择合适的游隙，并通过有效的方法转向前轴轮毂轴承在正常工作状态下的游隙，
进行调整和检测，可使转向前轴载荷在轴承滚动体是轴承按一定载荷加载并正常行驶时的游隙。在工之间合理分布，限制轮毂的轴向和径向位移，保证作状态下轴承发生热膨胀和受负荷而产生弹性变
ＣＩＣＮｏ：６．１ＤｏｕｎｏｅＢＡｒｋｌＤ：６１７８（０２０．２０．Ｕ４３４ｃｍｅｔｄ：ｃｔｅＩ１７．９８２１）７４．３
的角度方向，一个套圈从一个径向或轴向偏心极限
前言
位置，移向相反极限位置的径向或轴向距离的算术
Ｌ艺・哎笛・：材｝
汽车实蹦技术

轴承预紧力研究方法总结

Variable preloads for high speed range.
Speed (rpm) ≤4000 ≤5000 ≤6000 ≤7000
Variable preload (N) 2000 1000 1000 1000
parison of spindle behavior between variable preload and constant preload
综合一些资料，将滚动轴承的负荷分为四种：重、中、轻、微
重负荷轴承预紧力=额定动载荷/25 中负荷轴承预紧力=额定动载荷/50 轻负荷轴承预紧力=额定动载荷/100 微负荷轴承预紧力=额定动载荷/500
• 重负荷轴承预紧力=额定动载荷/20 • 中负荷轴承预紧力=额定动载荷/40 • 轻负荷轴承预紧力=额定动载荷/80 • 微负荷轴承预紧力=额定动载荷/400
• 调压预紧
用液压力推动轴承某些部位，改变油的压力可调整预紧力大小，和现代控制技术相结合，可以达到随轴承负荷或转速不同，自动控制预紧力的大小。
2. 滚动轴承预紧方式的选择：
• 定位预紧一般用于负荷变化不大、转速不是太高、精度一般、温度变化不大的场合。
• 定压预紧轻负荷以下的滚动轴承，转速很高、旋转精度要求高、中心偏移要求小、振动要求小、噪音要求低、温度变化大的场合。(若是采用定位预紧，热膨胀有可能使轴承预紧力过大或轴0 ≤2000 ≤3000
Variable preload (N) 8000 7000 6000
3.Preload for high speed
For a fixed rotation speed, when the temperature rise of the ball bearing is limited to 25 °C by machine tool industry standard, the maximum corresponding preload in Fig. 6 can be chosen as the variable preload. When the spindle speed reaches 6000 rpm, the temperature rise will exceed 25 °C while the preload is reduced to a lower level. From the rolling bearing analysis theory [1] T.A. Harris, Rolling Bearing Analysis (third ed.), John Wiley and Sons, New York (1991).[1], the spin–roll ratio is increased by decreasing the preload. As the spin–roll ratio increases, the bearing produces more friction and hence heat generation. Meanwhile, it is observed from our experiment that the preload less than 1000 N cannot eliminate clearance effectively and thus decrease the rigidity and increase the friction and wear resulting from excessive sliding. Therefore, the preload of 1000 N can be determined for high speed range over 6000 rpm. The variable preloads with the rotation speed during high speed range (3000–7000 rpm) can be obtained, as listed in Table 8.

轴承预紧力对轴承性能及寿命的影响分析

轴承预紧力对轴承性能及寿命的影响分析作者：马更生丁开瑞张旭平来源：《山东工业技术》2016年第14期摘要：本文就转动机械中最常见的角接触轴承安装预紧力的作用、估算方法及对轴承性能的影响进行了深入阐述及探讨，对角接触轴承的安装起到了指导作用。

关键词：轴承；预紧力；估算；调整；性能；寿命DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.14.1820 引言转动机械在现代工业中的应用非常广泛，作为转动机械的核心部件轴承的安装工艺直接关系到转动机械的安全运行。

本文就转动机械中最常见的角接触轴承安装预紧力的作用、估算方法及对轴承性能的影响进行了深入阐述及探讨，对角接触轴承的安装起到了指导作用。

1 概述滚动轴承根据不同的应用场合，装配时需要预留合适的工作游隙。

在大部分的情况下，工作游隙应为正值，但是如果需要提高轴系的旋转精度或刚性时，则经常采用负的工作游隙。

预紧就是在轴承装配时通过外部给予一定的预加负荷，消除轴承滚动体与内外环的间隙，使轴承出现弹性变形产生负的工作游隙。

预紧是减少轴因受力产生挠曲，促使轴承中的负荷分布更均匀，改善工作状态下受力状况的一种措施。

通过预紧还可对滚动体与内外环的磨损给予一定的补偿，降低设备在运行中产生的噪声，延长轴承的使用寿命。

2 需要进行预紧的场合一般来说，对于轴承定位精度要求高、旋转精度要求高、需要提高轴系刚性的高速精密运转的场合，以及高速轻载、温度变化较大、做往复运动的轴承配置或需要降噪减振的场合，均需要进行预紧，以便为轴承提供最小负荷。

例如精密机床的主轴轴承、减速机的轴承、汽车传动轴的小齿轮轴承、小型电机、低温设备、风机的轴承等，通常均需要在装配时进行预紧。

3 最小负荷的确定最小负荷的大小受到轴承的基本额定静负荷、最小轴向负荷系数Ka、转速n、轴承平均直径等的影响。

我们可以根据轴承手册提供的经验公式进行计算，例如单列角接触轴承的最小轴向负荷可通过公式进行计算。

如果轴承支撑的重量加外力达不到最小负荷，则必须通过调整轴承的预紧力施加额外的负荷。

汽车行驶中轮毂轴承动态摩擦力矩测量和能耗评估

汽车行驶中轮毂轴承动态摩擦力矩测量和能耗评估身份证：******************身份证：******************摘要：轮毂轴承作为汽车结构的关键零部件，不仅需要承受车辆的巨大载荷，还需要引导轮毂转动，其服役工况极为苛刻，一直是汽车厂商和研究学者的重点研究对象。

汽车轮毂轴承制造过程易产生各种缺陷，质量难以保障，其中第3代汽车轮毂轴承的相关质量标准更为严格。

目前主要采用荧光磁粉以及机器视觉检测轮毂轴承表面缺陷，对于轮毂轴承原材料的夹杂、裂纹、疏松、折叠和缩孔等内部缺陷，通常采用切样、金相破坏等方式进行抽检。

因此，实现对于内部缺陷的无损检测是汽车轮毂轴承制造企业的现实迫切需求，也是生产高质量轮毂轴承的重要保障环节。

关键词：轮毂轴承；动态摩擦力矩；摩擦能耗；试验评估引言轮毂总成应用范围很广，其广泛应用于工程机械、重型汽车、商用汽车、家用汽车等的车桥上,轮毂总成的可靠性，是决定车桥总成可靠性的关键指标之一。

在设计及装配轮毂总成中，相关技术人员都很关注轮毂轴承的安装预紧力矩。

平地机轮辋轴承要求预紧力矩控制得相当精准，若轮毂轴承安装预紧力矩过小，会造成轴承的轴向游隙过大，导致轴承在车辆行驶过程中轴向窜动，从而引起轴承损坏。

若轮毂轴承安装预紧力矩过大，会造成轴承的轴向游隙减小，导致轴承在转动过程中发热、烧结，从而引起轴承损坏。

本文针对轮毂总成结构所存在装配调整麻烦、困难以及零件加工制造难精准控制的不足，提出相应改进方案，可为类似设备的改进提供参考。

1轮毂轴承动态摩擦力矩测量和能耗评估计算方法试验机驱动电机主轴软连接驱动轮毂轴承旋转，加载装置通过支撑轴承对轮毂轴承施加径向力和轴向力。

轮毂轴承HUB端通过夹具与静压轴承相连，静压轴承尾端安装扭矩传感器，扭矩传感器测量轮毂轴承实时摩擦力矩值。

静压轴承起到支撑及传递扭矩的作用。

试验时，轮毂轴承的初始温度及环境温度有特殊要求，因此轮毂轴承试样及部分夹具包裹在高低温环境箱内。

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在轴承设计阶段，要进行大量的配合试验需
擦力矩，以减少输出力矩的损耗，降低整车油耗。
这就要求施加越小的预紧力越好，因此要求轴承
来帮助确定轴承的游隙。图３是经试验测绘的轮
毂轴承工作游隙、紧力、承寿命三者之间的关预轴
轴承性能的关键因素之一。轴承游隙和预紧力选
择不当，会影响轴承基本额定动载荷从而降低轴承寿命，响轴承的振动特性造成轴承异响，响影影
轴承滚珠的正常运动造成轴承早期失效。本文主要以轿车后轮常用的二代轴承单元为例（１，图）分析研究轴承游隙与预紧力之间的关隙与预紧力分析
刘佳（上海汽车集团股份有限公司技术中心，上海２１０）０８４
【摘要】对轴承游隙和预紧力的选择做了深入研究，详细分析了游隙与预紧力之间的关系和选取原则，
并以某国产Ｂ级车型二代后轮毂轴承为例，详细分析了其游隙和预紧力的优化过程，并最终提高了该轴承的寿命和整车性能。
引起咬粘。
收稿１：０９—１２３期２０２— ５
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４・４
上海汽车
２１．３０００
负游隙过大，运转过程中会使轴承内部温度升高且轴承内圈被挤压变形，造成轴承寿命急剧下降。由图３可以得出这样的结论，适当的负游隙状在态下工作的轴承具有最好的使用寿命。
ｌａｉｇｉｄｔｉｄ，ａｄｔｅｌｅｓａｎｅｆｒｎｅｏｅｈｂｂａｉｇｉｉｒｖｄｕｔｔｌ．ｏｄｎｓｅａｌｅｎｈｉ－ｐｎａｄｐｒｍａｃｆｔｕｅｒｍｐｏｅｌｍａｅｙｆｏｈｎｓｉ
工作游隙为极小的负值时，承寿命最佳。轴
合理的工作游隙则需要由设计游隙和预紧力共同
保证。图４是在满足轴承最佳使用寿命情况下的
设计游隙、需预紧力及摩擦力矩之间的关系。所
图２二代轮毂轴承装配图
可以看到设计游隙与预紧力、摩擦力矩与预紧力皆成正比。即设计游隙越大，需要的预紧力也越大；预紧力越大，使得轴承内部的摩擦力矩同时增
大。轴承设计的一个基本原则是有尽可能小的摩
２轴承游隙和预紧力选择
系图。
的设计游隙也越小越好。但是随着轴承设计游隙
的减小，对轴承生产的工艺要求也就越高，本随成之增加。考虑到供应商的加工能力及生产成本，需要平衡这两者之间的关系，用相对较合理的采设计游隙和预紧力。
【主题词】行驶系轮毂轴承汽车
０前言
轮毂轴承是汽车行驶系统中的重要零件。目前轿车用轮毂轴承通常为双列角接触球轴承。轴承的安装、注脂、密封以及游隙调整等每个环节都
会对轴承的性能产生重要影响。轴承游隙是影响
ｗｈｅｌｈｂｂａｉｇｏＣｌｓｅｉｌｓａｅａｌｅｕｅｒｎｆａＢ— ａｓｖｈｃｅａｘｍｐｅ，ｔｅｏｔｚｔｎｐｏｅｓｏｔｎａｅａｄｐｅｈｐｉａｉｒｃｓｆｉｗｉｄｇｎｒ－ｍｉｏｓ
【ｂｔｃ】ＴｅｃｏｅｏｗｎａｅａｄｐｅａｉｅｐｅａｈｄｔｅｔｎｈｅＡｓａｔｒｈｈｉｆｉｇｎｒｏｄｇｉｄｅｌｒｅｒｅ，ｈｒａｏｓｉｂ— ｃｄｌｎｓｙｓｃｅｌｉｐ
ｔｅｎｗｎａｅａｄｐｅｏｄｎｎｔｃｏｃｒｃｐｅｉａａｙｅ．Ｔｋｎｈｅｏｄｇｎｒｔｎｒａｗｅｉｄｇｎｒｌａｉｇａｄｉｈｉｅｐｉｉｌｓｎｌｚｄｓｎａｉｇｔｅｓｃｎ — ｅｅａｉｅｒｏ
图１二代轮毂轴承单元
叫径向游隙，轴向的最大活动量叫轴向游隙。沿
一
般来说，向游隙越大，向游隙也越大，之径轴反
轴承在出厂时，内圈处于相对放松状态，时此
亦然。
１游隙定义
轮毂轴承游隙，是指将轴承内圈固定后，承轴外圈沿径向或轴向的最大活动量。为得到稳定的测量值，一般给轴承施加一定的测试载荷（常为通 ±１０Ｎ），后进行测量。径向的最大活动量０ｋ然沿
游隙为设计（初始）隙。轴承装配时需要通过安游
装在轴端的螺母进行预紧（２，紧后的游隙图）预
为工作游隙。工作游隙过大会造成轴承内外圈之间产生过大的相对运动，而导致轴承异常震动；从工作游隙过小会造成轴承运转时内部温度过高，