第1代轿车轮毂轴承外径面配合过盈量选取

贾红玲，刘广洋

(韶关东南轴承有限公司，广东 韶关 512029)

符号说明

ag——侧向加速度

B——轴承外径面和转向节座孔间的配合长度，mm

D——轴承外径，mm

Dh——转向节外径，mm

E——外圈沟道直径，mm

E1——弹性模量(对于轴承钢，一般取E1=207 GPa)

F——静摩擦力，N

Fy——轴承承受的侧向力，N

f——静摩擦系数，f=0.125

Δf——过盈量(转向节座孔和轴承外径面之间或轮毂轴和轴承内径面之间)，mm

g——重力加速度，m/s2

H——汽车质心高，mm

Pf——配合压力

T——轮距，mm

W——满载后前轴或后轴的质量，kg

1 第1代轮毂轴承单元结构

由于国内汽车行业起步较晚，第1代轿车轮毂轴承单元的应用仍然占有相当大的比重，其结构如图1所示。

1—止动环；2—转向节；3—第1代汽车轮毂轴承；4—轮毂轴；5—锁紧螺母；6—轴或花键轴图1 第1代轮毂轴承装配图

轴承内、外径面与其配合表面之间为了防止蠕变，往往采用过盈配合。如果轴承所承受的由过盈配合产生的轴向力(静摩擦力)小于轿车转弯时所承受的侧向力，轴承和转向节之间就会产生相对位移。但通常情况下，制动钳和制动盘之间的间隙不大，所以在此种情况下制动系统就会产生异响。由此可知，为避免异响的产生，轴承外径面和转向节座孔之间的过盈量是关键。为此，本文对轴承外径面和转向节座孔之间的过盈量选取进行研究。

2 轴承外径面与转向节座孔间过盈量的计算

2.1 轿车行驶过程产生的侧向力

对于普通的轿车，其侧向加速度从-0.55g～0.55g服从正态分布，其中最大为0.55g。有研究认为轿车的侧向加速度为5%的-0.25g(左转)，5%的0.25g(右转)以及90%的0g(直线行驶)分配。为了便于描述，以内侧车轮(驾驶员右方车轮)为例，根据文献[1]，轿车在行驶过程中对轴承所产生的侧向力为:

(1)

2.2 轴承外径面和转向节座孔之间的配合压力

轿车行驶中，轴承外圈和转向节之间的静摩擦力是由轴承外径面和转向节座孔之间过盈配合的配合压力产生的，由静摩擦力和静摩擦系数之间的关系可得配合压力为:

(2)

2.3 过盈量选取

根据文献[2]，轴承外径面与转向节座孔之间因配合产生的压力为:

(3)

则过盈量为:

(4)

3 实例计算

由(1)式可得轿车行驶过程对轴承产生的侧向力；由(2)式及(4)式可得轴承外径面和转向节座孔之间的过盈量，其计算结果见表1。

表1 侧向力和过盈量计算结果

为保证轿车在较大的侧向力情况下，轴承与转向节之间不产生轴向位移，保证轴承正常工作，制动系不产生异响，这里取侧向加速度为-0.55g时的过盈量0.035 mm为参考。由于轴承的外径面公差按照国家标准规定一般为0.012 mm左右，而转向节座孔一般采用车加工来完成，因此，转向节座孔公差可在此基础上适当减小，从而保证轴承和转向节之间不产生轴向位移。

4 结束语

本文介绍的方法可以比较准确而又快速地制定轴承外径面和转向节座孔的过盈量，为产品开发节省宝贵时间，大大提高了设计效率。