轿车轮毂轴承轴向载荷特性分析

《轿车轮毂轴承轴向载荷特性分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、兰!=!轴承201O年2期CN41—1148／THBearing2010，No．2轿车轮毂轴承轴向载荷特性分析贾红玲，周彦平(韶关东南轴承有限公司，广东韶关512029)摘要：针对轿车实际行驶工况，基于静力学分析方法，建立了简化的轿车行驶单轨模型，并以某型轿车为例，对轿车轮毂轴承轴向载荷特性进行了计算与分析。结果表明：前、后轮轮毂轴承轴向载荷随轿车行驶速度和前轮转向角变化明显，且其差值随汽车驱动方式略有变化。关键词：轮毂轴承；单轨模型；轴向载荷中图分类号：TH133．331文献标志码：B文章编号：1000-3762(2010)02—001

2、0-03符号说明稳态转弯模型，推导出汽车左、右轮的载荷计算公——前轮转向角，(。)式，并进行了载荷特性分析，但不区分前、后轮。口——道路横坡角，(。)文献[4]建立了线性单轨模型，提出了汽车质心的——轮胎与地面滚动摩擦系数运动方程，但未就前、后轮的外部载荷进行单独计F——前轮轴向离心力，N算。因此，对汽车前、后轮轮毂轴承外部载荷进行——前轮轮毂轴承轴向载荷，N系统的计算分析，对轿车轮毂轴承开发设计具有一——后轮轴向离心力，N定的意义。F——后轮轮毂轴承轴向载荷，N1分析方法与模型的建立，F——前轮滚动摩擦阻力，N——后轮滚动摩擦阻力，N轮

3、毂轴承的外部载荷通过轮胎施加在轮毂轴承上，即在轿车的实际行驶过程中，路面对轮胎的g——重力加速度，m／s径向、轴向载荷等间接作用在了轮毂轴承上。根￡——前、后轮轴距，ITI据力的传递特性，可认为轮毂轴承外部载荷等价Q——发动机驱动力，N——前轮转弯半径，m于轮胎的外部载荷。汽车的侧向加速度由汽车转——后轮转弯半径，m弯半径和行驶速度直接决定，其中，汽车的转弯半——前轮速度，m／s径与前轮转向角紧密联系。分析表明：由于车身结构的固有频率大多低l，R——后轮速度，m／s——前轴质量，kg于15Hz，所以当轿车在行驶时的振动频率低于l5——后轴

4、质量，kgHz时，可将车身运动假设为刚体运动J。并且，轿△F——前、后轮毂轴承轴向载荷差，N车前、后部分质量耦合关系不明显J。忽略汽车轿车轮毂轴承的外部载荷是复杂多变的。在转向系、轮胎和悬架的惯性、阻尼、弹性等非线性实际行驶当中，路况、行车速度、转弯半径和轮胎特性因素以及汽车横摆，假设汽车质心在路面上，特性等都显著影响着轮毂轴承的寿命与性能。文并且系统是线性的，质心上作用的离心力不会改献[1—2]给出了汽车径向、轴向的轮胎载荷计算变两侧载荷的大小HJ，即认为汽车只有前、后两个公式，但没有给出汽车在转弯状态下相应的计算轮胎，质心在连接前、后

5、轮的刚性架上，将轿车运方法或结果。文献[3]忽略曲线行驶阻力、轮胎切动简化成为基本的线性化刚体运动，建立起刚性向力以及滚动阻力等，建立了线性化的汽车刚体的汽车线性单轨模型。汽车的坐标系固定于轮胎中心，其原点与轮收稿日期：2009—07～28；修回日期：2009—12—02胎的几何中心重合。设定轴指向轮胎正前方，)，贾红玲等：轿车轮毂轴承轴向载荷特性分析轴指向左侧，z轴通过轮胎质心指向正上方。考虑Y方向：一般情况，以前轮驱动的轿车为代表，汽车在横坡n一=0(7)角为的坡道上以固定转向角和恒定速度稳态转弯，建立刚性汽车单轨模型如图1所示。由速

6、度几何关系可知：R，，FCOS(8)又由几何关系知：Rv=——sflLsina(9)co联立(1)一(9)式求解，可得前、后轮轮毂轴承＼l的轴向载荷方程为：()F：粤LCOSa一in。。(10)(a)水平视向FyR='，【an0~C05WL(11)对于后轮驱动的轿车，类似地也可以得到轮毂轴承的轴向载荷方程为：F，：+WedxgF—Lcos2。,／xgt‘amnu。us卢p(12厶)，FyR=v~tancos(13)前、后轮毂轴承轴向载荷差为：AF=F一FR(14)涉及速度计算时，为方便分析，(10)一(14)式(b)垂直坡面视向均以后轮速

7、度为计算依据，而且在讨论整车速度图1刚性汽车单轨模型时，也常指轿车的后轮速度。2轮毂轴承轴向载荷的计算依据公路设计规范，一般道路的横坡角口s5。由于很小，因此cos一1，从而，(10)～由于现在各种汽车的前、后轴质量数据都能明(14)式可以得到一定的简化。确提供，所以在本计算模型中直接引用相关数据，同以某M1类车为例，其相关参数如表1所示，将其时在这里不对轮胎径向载荷进行计算。对图1进行参数代人(1O)～(14)式，得图2一图7所示的结果。受力分析，在汽车匀速行驶时，分别以前、后轮胎为表1某M1类车相关参数研究对象，将轮胎与地面的接触面简

8、化成受力集中WF／kg770点，建立和Y坐标轴方向上的力平衡方程。WR／kg607∥m2．434对前轮，方向：vrt／(km·h)80Q一一T。COS=0(1)(。)l5，F=W~g／xcos