汽车轮毂轴承及汽车车轮和汽车的制作方法

本发明涉及汽车零部件技术领域，特别涉及一种汽车轮毂轴承。本发明还涉及一种装设有该汽车轮毂轴承的汽车车轮，及具有该汽车车轮的汽车。

背景技术：

在汽车转向节总成的安装过程中，首先，将轮毂轴承通过压力机压入转向节中，再将法兰盘压入轴承中，并使轮毂轴承内圈端面与法兰盘端面配合；然后将制动盘罩壳、制动盘和制动钳依次装在转向节上。当转向节总成装配完成后，驱动轴插入法兰盘的中心孔中，再用锁紧螺母将转向节总成锁紧到驱动轴上，使驱动轴的端面与轮毂轴承内圈端面配合。

汽车轮毂轴承一般多为双列角接触球轴承，其包括嵌套布置的内圈和外圈，以及设于内圈和外圈之间的滚动体和保持架。为方便装配和防止左右轮毂轴承装错，汽车轮毂轴承不分正面和反面，此种结构导致汽车轮毂轴承内圈端面的面积较小，且汽车轮毂轴承内圈端面倒角为单圆角，单圆角容易造成轮毂轴承内圈端面与法兰盘端面接触面积及与驱动轴承端面接触面积均较小，导致出现应力集中问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种汽车轮毂轴承，以改善其内圈端面易存在应力集中的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种汽车轮毂轴承，包括嵌套布置的内圈和外圈，以及设于所述内圈和所述外圈之间的滚动体，在所述内圈的至少一端，于所述内圈的内侧边沿处形成有外突状的第一圆角，相接于所述第一圆角，靠近于所述内圈外的一侧还形成有呈内凹状，且贯通至所述内圈端面上的第二圆角。

进一步的，在所述的两端均形成有所述第一圆角和第二圆角。

进一步的，所述第一圆角的半径为3.5～5.5mm。

进一步的，所述第二圆角的半径为3～5.5mm。

进一步的，沿所述内圈的径向，相连接的所述第一圆角和所述第二圆角两侧端点之间的垂向距离为3.5～5mm。

进一步的，所述第一圆角和所述第二圆角相切布置。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明所述的汽车轮毂轴承，通过在其内圈端面上设置第一圆角及第二圆角，可在便于与法兰盘及驱动轴插装配合的同时，增大该汽车轮毂轴承内圈端面与插装于其两端的法兰盘及驱动轴之间的接触面积，从而可改善内圈端面应力集中的问题，进而可延长轴承的使用寿命。

本发明的另一目的在于提出一种汽车车轮，其包括轮毂，在所述轮毂上装设有如上所述的汽车轮毂轴承。

本发明的汽车车轮通过设置如上所述的汽车轮毂轴承，可延长轮毂的使用寿命，从而提高汽车车轮的使用效果。

同时，本发明还提出了一种汽车，在该汽车上装载有如上所述的汽车车轮。

本发明的汽车与汽车车轮相对于现有技术具有的有益效果相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一所述的汽车轮毂轴承的结构示意图；

图2为图1中Ⅰ部分的放大图；

图3为本发明实施例一所述的汽车转向节总成的结构示意图；

图4为本发明实施例一所述的法兰盘的结构示意图；

图5为本发明实施例一所述的驱动轴的结构示意图；

图6为本发明实施例一所述的现有的汽车轮毂轴承的结构示意图；

附图标记说明：

1-汽车轮毂轴承，11-内圈，12-外圈，13-滚动体，14-保持架，15-第一圆角，16-第二圆角，2-法兰盘，21-法兰板，22-突缘，23-第三圆角，3-驱动轴，31-轴段，32-固定段，33-第四圆角，4-转向节，5-制动盘罩壳，6-制动盘，7-弹性挡圈，81-第五圆角。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一

本发明涉及一种汽车轮毂轴承，其包括嵌套布置的内圈和外圈，以及设于内圈和外圈之间的滚动体，在内圈的至少一端，于内圈的内侧边沿处形成有外突状的第一圆角，且相接于第一圆角，在靠近于内圈外的一侧还形成有呈内凹状、且贯通至内圈端面上的第二圆角。

本汽车轮毂轴承，通过在其内圈端面上同时设置第一圆角及第二圆角，可增大该汽车轮毂轴承内圈端面与插装于其两端的法兰盘及驱动轴之间的接触面积，从而可改善内圈端面应力集中的问题，可具有较好的使用效果。

基于如上的设计思想，本实施例的汽车轮毂轴承的一种示例性结构如图1及图2中所示，且本实施例中以汽车轮毂轴承1与汽车转向节总成的装配为例进行说明。如图1及图2中所示，本实施例所述的汽车轮毂轴承1主要包括嵌套设置的内圈11、外圈12，以及装设于内圈11和外圈12之间的保持架14和滚动体13。在内圈11的两端，于内圈11的内侧边沿处形成有外突状的第一圆角15，相接于第一圆角15，靠近于内圈11外的一侧还形成有呈内凹状，且贯通至内圈11端面上的第二圆角16。为了进一步的提高汽车轮毂轴承1的使用效果，第一圆角15和第二圆角16相切布置。需要说明的是，本实施例中除了在内圈11的两端面均设置第一圆角15及第二圆角16，也可只在内圈11的其一端面设置第一圆角15和第二圆角16，但此设置会降低本汽车轮毂轴承1的使用效果。

如图3中所示，汽车转向节总成主要包括转向节4、经由压力机压入转向节4中的汽车轮毂轴承1，以及相对插装于汽车轮毂轴承1内的法兰盘2及插装于法兰盘2中的驱动轴3，且法兰盘2和驱动轴3均与汽车轮毂轴承1的内圈11端面相接触，于法兰盘2和汽车轮毂轴承1之间还压置有弹性挡圈7,该汽车转向节总成还包括套装于轴承外部的制动盘6及制动盘6罩壳5。本汽车转向节总成的具体结构及部件连接关系可参照现有技术中转向节总成的结构。

图4示出了法兰盘2的结构，其包括法兰板21以及与法兰板21固连的突缘22，于两者的连接处形成有第三圆角23，以减小应力集中。图5则示出了驱动轴3的结构，其包括相互固连的轴段31和固定段32，于两者之间形成有第四圆角33，第四圆角33也起到减小应力集中的作用。

因法兰盘2上第三圆角23的半径R3取值范围一般为2.5～3.5mm，为防止汽车轮毂轴承1的内圈11与法兰盘2配合处的第三圆角23干涉，第一圆角15的半径R1大于R3，本实施例中第一圆角15的半径R1具体为3.5～5.5mm，如其可为5mm，同时，R1大于R3也可为法兰盘2于内圈11中的插装提供导向作用，而便于法兰盘2压入内圈11中。另外，为增加内圈11端面与法兰盘2端面的接触面积，沿内圈11的径向，相连接的第一圆角15和第二圆角16两侧端点之间的垂向距离a小于现有技术中汽车轮毂轴承的内圈11设置单圆角时的距离，本实施例中垂向距离a具体为3.5～5mm，如其具体可为3.6mm。此时，第二圆角16的半径R2为3～5.5mm，如其具体可为4mm。

图6示出了现有汽车轮毂轴承的结构，其也包括嵌套设置的内圈11和外圈12，内圈11和外圈12之间也装设有保持架14和滚动体13，但此结构在内圈11上只设有单圆角，为便于描述说明，以下称该单圆角为第五圆角81,第五圆角81两端点之间的垂向距离为b。

下面具体说明本实施例所述的汽车轮毂轴承1通过设置第一圆角15及第二圆角16的双圆角结构，而相较于现有技术中仅设置的单圆角结构对减小应力集中所带来的有益效果。具体上，假定驱动轴3锁紧螺母产生的轴向力F为50KN,汽车轮毂轴承1内孔直径为在内圈11设置单圆角和双圆角两种情况下分别对汽车轮毂轴承1与法兰盘2的接触应力进行计算。

(1)如图6中所示，当采用在内圈11仅设置单圆角时的现有汽车轮毂轴承时：

当第五圆角81的半径R5为5mm时，b的尺寸也为5mm，而汽车轮毂轴承内圈11内倒角处直径d3为52mm，汽车轮毂轴承1内圈11外倒角处直径d4为60mm；

汽车轮毂轴承1与驱动轴3接触面积S1为：

接触应力P1为：

因此，通过计算，P1＝71MPa

(2)如图1及图2中所示，当采用在内圈11设置双圆角时的本实施例所述的汽车轮毂轴承1时：

当第一圆角15的半径R1为5mm，第二圆角16的半径R2为4mm，第一圆角15和第二圆角16两侧端点之间的垂向距离a为3.6mm时，汽车轮毂轴承1内圈11内倒角处直径d1为49.2mm，汽车轮毂轴承1内圈11外倒角处直径d2为60mm；

轮毂轴承与驱动轴3接触面积S2为：

接触应力P2为：

通过计算，P2＝54MPa

P1-P2＝17MPa

由此可见，在驱动轴3锁紧螺母产生相同的轴向力的情况下，采用本实施例所述的汽车轮毂轴承1相对于现有的汽车轮毂轴承，内圈11与法兰盘2的接触应力降低了17MPa，同理，内圈11与驱动轴3的接触应力也相应降低。

为防止汽车轮毂轴承1内圈11与法兰盘2端面的第三圆角23配合处干涉，R3越大，会对应造成a越大，从而造成内圈11与法兰盘2端面接触面积变小,接触应力变大。为进一步验证本实施例所述的汽车轮毂轴承1所具有的有益效果，以下以R3取最小值2.5mm时为例进行说明。

方案一：当R3＝2.5mm,R1＝3.5mm,R2＝5.5mm,a＝4mm时，接触应力P3＝57.9MPa；

方案二：当R3＝2.5mm,R1＝5.5mm,R2＝3mm,a＝4.4mm时，接触应力P4＝62.5MPa；

方案三：当R3＝2.5mm,R1＝4mm,R2＝4mm,a＝3mm时，接触应力P5＝49MPa。

经比较，P5＜P2＜P3＜P4＜P1。

P1-P5＝22MPa；P1-P4＝8.5MPa。

由此可见，采用本实施例所述的带有第一圆角15和第二圆角16的双圆角内圈11的汽车轮毂轴承1可有效改善内圈11应力集中的问题。

实施例二

本实施例涉及一种汽车车轮，其包括轮毂，在轮毂上装设有如实施例一所述的汽车轮毂轴承1。本汽车车轮通过设置如实施例一所述的汽车轮毂轴承1，可延长轮毂的使用寿命，从而可使本汽车车轮具有较好的使用效果。

实施例三

本实施例涉及一种汽车，在该汽车上装载有如实施例二所述的汽车车轮，本汽车通过装设实施例二所述的汽车车轮，可延长汽车车轮的使用寿命，从而可提高本汽车的整体品质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。