DACF2126A轮毂单元设计
发布时间：2014-01-08设计：余祖辉
DACF2126A的结构设计属于双列角接触球轴承，第三代轿车轮毂轴承，配装在吉利GL型轿车上，适用于汽车在恶劣的环境使用。因此，该轴承的设计及检测与常规的双列角接触球轴承大不相同，轴承的设计既要符合常规轴承的设计原理与方法，又要考虑结构的特殊性。本文对DACF2126A轮毂轴承的设计进行分析。简图如下：
外圈带凸缘且有4个安装小孔，可分离式半内圈，另一个半内圈与轴肩、法兰盘连体，其结构紧凑，安装方便。轴向游隙装配时已调好，安装时无需调整。
2 轴承主要参数设计
2.1 接触角a
角接触球轴承的接触角15°-40°，承受轴向载荷大时，a取大些，根据轴承的载荷特点与装配性能要求，取a=36°。
2.2 轴向游隙
根据轴承的安装及所承受的载荷情况，按以往轴承的设计经验，选取游隙0-0.017，检测游隙载荷±200N。
2.3 钢球直径Dw
根据轴承设计理论，钢球直径大小与所承受的额定载荷成正比关系，一般Dw取大些，根据轴承设计理论公式：
0.3（D-d）≤Dw≤0.33（D-d）
式中D和d，由于外圈和内法兰均选用材料65Mn，热外理采用中频感应淬火，受淬硬层深度的影响取D=Ø70，取d= Ø28，代入公式：0.3（70-28）≤Dw≤0.33（70-28）
12.6≤Dw≤13.86
根据轴承结构除考虑径向尺寸外，还要考虑轴承的轴向尺寸、装配空间、装ABS空间、两列钢球互不干涉、合理放置保持架等因素。取Dw=12.7更为合适。12.6≤Dw≤13.86
2.4 钢球中心圆直径Dpw的确定
按轴承设计理论公式：0.5（D+d）≤Dpw≤0.515（D+d）代入数据得
49≤Dpw≤50.47，取Dpw=49
2.5 钢球数量Z的确定钢球数量由下列条件约束：
Z≤（πDpw）/（K2Dw），常数K2=0.91+1.5/12.7
算得Z≤11.79，取Z=11
2.6 径向加载作用中心位置Pi的确定径向加载作用中心位置的确定通常由整车数据确定或按提供的样件检测得出，按样件检测得出Pi=41.45，同时求得两列钢球中心间距Pi2=25.124。
3 轴承主要尺寸的设计
3.1 内、外沟沟曲率Ri、Re的确定
内沟沟曲率Ri=0.515，Dw=0.515*12.7=6.54，取Ri=6.57，公差为±0.03
外沟沟曲率Re=0.525，Dw=0.525*12.7=6.67，取Ri=6.7，公差为±0.03
3.2 内、外沟径di、De
内沟径di=Dpw-2Ri+（2Ri-Dw）COS a
=49-2*6.57+（2*6.57-12.7）COS36°
外沟径di=Dpw+2Re-（2Re-Dw）COS a
=49+2*6.7-（2*6.7-12.7）COS36°
=61.834
3.3 内圈大档边外径d2、外圈中档边内径D2
d2=0.85，Dw+di=0.85*12.7+36.216=47.011，取d2=47.1
D2=De-0.85，Dw=61.834-0.85*12.7=51.039，取D2=51
3.4 外圈两滚道的中心距离Pe的确定
Pe=Pi2+[Dpw-（De-2Re）]tg a
=25.124+[49-（61.834-2*6.7）]tg36°
=25.535
4 密封结构的设计
根据本公司以往的设计经验，此结构轴承均采用三唇口接触式密封结构，技术标准采用JB/T 6639-1993。
5 基本额定动载荷的计算
理论计算公式Cr=bmfc（iCOS a）0.7Z3/2Dw1.8
=1.3*59.9*（2COS36°）0.7*113/2*12.71.8
=52.3KN
i——滚动体列数2
a——接触角
z——滚动体个数
Dw——钢球直径
bm——系数取1.3
fc——系数取59.9
6 修正寿命Lna的计算
根据Bundberg和Palmgren的理论计算公式， 基本额定寿命 L10=（Cr/P）3=（53200/9160）3=195.91*106
即旋转总转数为195910000，如以公里数加以表达如下：
195.91*106*2πr*10-3=38.2*104（千米）
修正寿命Lna=a1a3，L10=98%*0.33*38.2*104=12.3*104（千米）
Lna——修正寿命
L10——基本额定寿命
Cr——基本额定动载荷
P——径向载荷
a1——可靠度修正系数取98%
a3——运转条件修正系数0.33
r——车轮半径（米）