一種新型汽車轉向器中深溝球軸承優化設計方法
【專利摘要】本發明公開了一種汽車轉向器用深溝球軸承優化方法，包括優化溝曲率半徑系數，在預定軸承尺寸精度、預定軸承的振動精度、預定徑向游隙、預定軸向游隙下，計算在預定條件下汽車轉向器中深溝球軸承溝曲率半徑系數；對套圈進行超精研加工；經計算分析，得出：外圈滾道曲率半徑系數為：fe=0.51；內圈滾道曲率半徑系數為：fi=0.51。上述的一種新型汽車轉向器中深溝球軸承優化設計方法，提高整個系統使用壽命、降低振動以及降低噪聲，保證汽車的安全性、靈活性和舒適性。
【專利說明】
一種新型汽車轉向器中深溝球軸承優化設計方法
技術領域
[0001]本發明涉及軸承設計領域，尤其是一種新型汽車轉向器中深溝球軸承優化設計方法。
【背景技術】
[0002]目前部分車型轉向系統上一般使用常規深溝球軸承進行支撐，但這種軸承在實際長期使用過程中，會出現套圈溝道以及鋼球磨損的現象，竟而導致軸承有較大徑向和軸向游隙，運轉過程中會發生較大的軸向竄動、高噪聲等問題，最終影響整個轉向系統的平穩運轉，無法滿足客戶更高要求。
[0003]隨著汽車行業快速發展，用戶和廠家對汽車性能要求越來越高，特別是汽車電動轉向系統(EPS)軸承，必須滿足低噪音、低振動、高壽命等性能要求。針對這些苛刻的要求，本公司對目前現有的深溝球軸承套圈進行優化設計，并且內外圈、鋼球、保持器以及潤滑脂等各零部件都提出更高的嚴格標準，使軸承的各零部件的研發和生產工作達到了國內先進水平，在此基礎上來實現和滿足汽車對轉向系統更高的要求。
【發明內容】
[0004]發明的目的:為了克服現有技術的不足，本發明提供一種新型汽車轉向器中深溝球軸承優化設計方法，以解決游隙過大、軸向竄動、高噪聲的問題。
[0005]技術方案:為了實現以上目的，本發明公開了一種新型汽車轉向器中深溝球軸承優化設計方法，包括優化溝曲率半徑系數，在預定軸承尺寸精度、預定軸承的振動精度、預定徑向游隙、預定軸向游隙下，計算在預定條件下汽車轉向器中深溝球軸承溝曲率半徑系數;對套圈進行超精研加工；
軸承溝曲率半徑滿足公式如下:
R=f*Dw
其中:R為軸承溝曲率半徑，f為溝曲率半徑系數，Dw為鋼球半徑；
a、根據軸承的徑向游隙和軸向游隙的數值，來確定套圈的溝曲率大小范圍；
b、鋼球大小是固定的，由此得出溝曲率半徑系數f的初步范圍；
c、f增大，軸承套圈和球的密合度減小，接觸面積減小，軸承摩擦力矩減小，但接觸應力增大，載荷能力下降，f減小，則結果相反;在步驟b得到的f的范圍中，盡量減小接觸應力，并兼顧摩擦力矩，取得一個最優值；
d、根據以上條件進行計算分析，得出:
外圈滾道曲率半徑系數為:fe=0.51;
內圈滾道曲率半徑系數為:fi=0.51。
[0006]上述的一種新型汽車轉向器中深溝球軸承優化設計方法，徑向游隙符合《GB-T4604-2006滾動軸承徑向游隙》CO基本組游隙，軸向游隙<0.14mm。
[0007]溝道曲率半徑減小，內外圈和球的密合度增大，接觸面積增大，接觸應力減小，載荷能力提尚。
[0008]上述的一種新型汽車轉向器中深溝球軸承優化設計方法，所述的套圈超精研加工包括，滾道的精磨由原來的金剛筆圓弧修整改進為金鋼滾輪修整，金鋼滾輪內嵌金剛石顆粒，與砂輪同步轉動，滾道的超精加工關注點由原先的溝底B點改進為兩個工作A點。
[0009]套圈的超精研加工有效地減少圓形偏差，改善滾道母線的直線性，去除磨削變質層，降低表面粗糙度值，使表面具有殘余的壓應力，在加工表面形成紋路均勻細膩、較理想的交叉紋路，使工作接觸支承面積增大。
[0010]優化軸承圈套的曲率半徑系數，選用合理的套圈溝道曲率，降低軸承套圈溝道的磨損，以此來減少深溝球軸承在汽車電動助力轉向系統中軸向和徑向竄動量和裝配空間，以滿足汽車電動助力轉向系統靈活性要求;在套圈加工方面，采用超精研技術，提升鋼球滾道，以此來減少鋼球滾道的磨損，最終實現提高軸承壽命以及汽車轉向器的靈活性。
[0011]上述技術方案可以看出，本發明具有如下有益效果:本發明所述的一種新型汽車轉向器中深溝球軸承優化設計方法，提高整個系統使用壽命、降低振動以及降低噪聲，保證汽車的安全性、靈活性和舒適性。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明所述的一種汽車轉向器深溝球軸承結構示意圖。
[0013]圖2為本發明所述的一種汽車轉向器深溝球軸承外圈溝道曲率半徑局部放大圖。
[0014]圖3為本發明所述的一種汽車轉向器深溝球軸承內圈溝道曲率半徑局部放大圖。
[0015]圖中:卜外圈，2-內圈，3-鋼球，4-保持器，5-防塵蓋，6-鉚釘。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖，對本發明【具體實施方式】進行詳細的描述。
[0017]本發明公開了一種新型汽車轉向器中深溝球軸承優化設計方法，包括優化溝曲率半徑系數，在預定軸承尺寸精度、預定軸承的振動精度、預定徑向游隙、預定軸向游隙下，計算在預定條件下汽車轉向器中深溝球軸承溝曲率半徑系數;對套圈進行超精研加工；
軸承溝曲率半徑滿足公式如下:
R=f*Dw
其中:R為軸承溝曲率半徑，f為溝曲率半徑系數，Dw為鋼球半徑；
a、根據軸承的徑向游隙和軸向游隙的數值，來確定套圈的溝曲率大小范圍；
b、鋼球大小是固定的，由此得出溝曲率半徑系數f的初步范圍；
c、f增大，軸承套圈和球的密合度減小，接觸面積減小，軸承摩擦力矩減小，但接觸應力增大，載荷能力下降，f減小，則結果相反;在步驟b得到的f的范圍中，盡量減小接觸應力，并兼顧摩擦力矩，取得一個最優值；
d、根據以上條件進行計算分析，得出:
外圈滾道曲率半徑系數為:fe=0.51;
內圈滾道曲率半徑系數為:fi=0.51。
[0018]優選的，上述的一種新型汽車轉向器中深溝球軸承優化設計方法，徑向游隙符合((GB-T4604-2006滾動軸承徑向游隙》CO基本組游隙，軸向游隙<0.14mm。
[0019]溝道曲率半徑減小，內外圈和球的密合度增大，接觸面積增大，接觸應力減小，載荷能力提尚。
[0020]優選的，上述的一種新型汽車轉向器中深溝球軸承優化設計方法，所述的套圈超精研加工包括，滾道的精磨由原來的金剛筆圓弧修整改進為金鋼滾輪修整，金鋼滾輪內嵌金剛石顆粒，與砂輪同步轉動，滾道的超精加工關注點由原先的溝底B點改進為兩個工作A點。
[0021]套圈的超精研加工有效地減少圓形偏差(主要是波紋度)，有效地改善滾道母線的直線性，去除磨削變質層，降低表面粗糙度值，使表面具有殘余的壓應力，在加工表面形成紋路均勻細膩、較理想的交叉紋路，使工作接觸支承面積增大。
[0022]優化軸承圈套的曲率半徑系數，選用合理的套圈溝道曲率，降低軸承套圈溝道的磨損，以此來減少深溝球軸承在汽車電動助力轉向系統中軸向和徑向竄動量和裝配空間，以滿足汽車電動助力轉向系統靈活性要求;在套圈加工方面，采用超精研技術，提升鋼球滾道，以此來減少鋼球滾道的磨損，最終實現提高軸承壽命以及汽車轉向器的靈活性。
[0023]上述的一種新型汽車轉向器中深溝球軸承優化設計方法，提高整個系統使用壽命、降低振動以及降低噪聲，保證汽車的安全性、靈活性和舒適性。
[0024]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進，這些改進也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種新型汽車轉向器中深溝球軸承優化設計方法，其特征在于，包括優化溝曲率半徑系數，在預定軸承尺寸精度、預定軸承的振動精度、預定徑向游隙、預定軸向游隙下，計算在預定條件下汽車轉向器中深溝球軸承溝曲率半徑系數;對套圈進行超精研加工； 軸承溝曲率半徑滿足公式如下: R=f*Dw 其中:R為軸承溝曲率半徑，f為溝曲率半徑系數，Dw為鋼球半徑； a、根據軸承的徑向游隙和軸向游隙的數值，來確定套圈的溝曲率大小范圍； b、鋼球大小是固定的，由此得出溝曲率半徑系數f的初步范圍； c、f增大，軸承套圈和球的密合度減小，接觸面積減小，軸承摩擦力矩減小，但接觸應力增大，載荷能力下降，f減小，則結果相反;在步驟b得到的f的范圍中，盡量減小接觸應力，并兼顧摩擦力矩，取得一個最優值； d、根據以上條件進行計算分析，得出: 外圈滾道曲率半徑系數為:fe=0.51; 內圈滾道曲率半徑系數為:fi=0.51。2.根據權利要求1所述的一種新型汽車轉向器中深溝球軸承優化設計方法，其特征在于，徑向游隙符合《GB-T4604-2006滾動軸承徑向游隙》CO基本組游隙，軸向游隙彡0.14mm03.根據權利要求1所述的一種新型汽車轉向器中深溝球軸承優化設計方法，其特征在于，所述的套圈超精研加工包括，滾道的精磨由原來的金剛筆圓弧修整改進為金鋼滾輪修整，金鋼滾輪內嵌金剛石顆粒，與砂輪同步轉動，滾道的超精加工關注點由原先的溝底B點改進為兩個工作A點。
【文檔編號】F16C33/58GK105927663SQ201610542769
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年7月12日
【發明人】唐侃
【申請人】江蘇儒豪精密機械有限公司