汽車輪轂軸承設計中基型模塊的應用探討

【摘 要】本文基于對現階段國內汽車輪轂軸承部件整體架構與具體細節的理論剖析、應用探索，側重結合基型模塊設計在汽車輪轂軸承部件的適配耦合，進而確立了基型模塊在輪轂軸承部件應用之中的標準化、實用性、集約式的整體設計理念導向。進一步強化基型模塊整體設計的更新探索、持續精密規范內外圈裝配倒角的綜合規劃、切實靈活地細化改進溝道結構的流程設計，最終實現汽車輪轂軸承設計機制與汽車產業運營體系的協調雙贏。

【關鍵詞】汽車輪轂軸承；整體設計；基型模塊；更新改進；應用探索

現階段汽車輪轂軸承的規劃設計漸次呈現出規模化、產業化、集約化的導向趨勢，不僅理論架構的更新速率明顯提升，而且產品投入的營銷周期也迅速縮短。這就使得汽車輪轂軸承設計制造之中的涉及基型模塊的程序步驟的綜合要求相應拔高，技術層次的二次更新、具體工藝的深化改進已經顯得必要而關鍵。基于汽車輪轂軸承整體設計的規范集約而言，持續精密規范內外圈裝配倒角的綜合規劃、切實靈活地細化改進溝道結構的流程設計無疑具備切實充分的綜合效用，這也是未來汽車輪轂軸承規劃設計之中對于基型模塊更新改進的重點難點。

立足當下汽車輪轂軸承規劃設計的實際現狀，具體結合汽車輪轂軸承規劃設計之中基型模塊環節所既存的突出問題，進一步細化更新基型模塊規劃設計的標準化、集約式、綜合性的應用維度，迅速實現基型模塊產業運作的實效應用，進而有力助推汽車行業運營體系的穩定、協調、長效發展。

1.基型模塊整體設計的更新探索

基型模塊作為以組為單位的具備同等屬性與適配功能的要素組件，在汽車輪轂軸承設計之中占據著關鍵性的地位。而集合汽車系統的實物展示，基型模塊其實就是指在汽車輪轂軸承之中單位部件銜接部位的組件的規格形狀、尺寸質量以及接觸耦合的力學參數等等。由于基型模塊在具備汽車輪轂軸承設計之中具備的銜接性與適配性，所以在實際具體的輪轂設計之時，我們通常擇取某一系列產品序列之中最為具備典型性的組件型號作為基型產品的模型對象，然后以其為參照標準進行系列產品的后續開發，這樣就較為充分切實地保障了整個系列實際產品的穩定性、實用性與適配性。而在市場投產運作之后，我們也可以根據消費者群體的需求變化，實時靈活地依據既存的基型模塊進行針對改進，從而也有效節省了人力、物力財力的成本消耗，進而協調優化了產業系統的綜合效益。

基型模塊的規劃設計應當基于規范性、精準化與集約式的總體導向，要切實緊密結合市場變化進行相應的功能結構、層次細節的更新優化，尤其需要兼顧汽車輪轂軸承產品的更新換代的成本投入、設計周期的壓縮提升以及部件性能測試作業的穩步優化。進而充分全面地發揮基型模塊的組裝性能優異、游隙調劑靈活、扭轉使用輕便、載荷容量大、密封軸承潤滑脂消耗量低的諸多優勢，從而集約多元地省去外部輪轂密封、維修作業等適配操作的整體消耗，最終實現基型模塊規劃設計與投產應用的交互雙贏。

2.基型模塊產業運作的改進應用

依照上文所述的基型模塊的整體設計，筆者具體結合現階段國內汽車輪轂軸承的架構規格、環節部件以及應用流程，側重對基型模塊的功能結構、部件細節以及實際工藝進行更新改進。首先，我們需要選擇現階段普遍適用的基型模塊，這一點是保障設計研發產品系列的適配性；其次，基于系列產品的集中投產，根據市場反應進行換代基型的更新設計；第三，在密封結構的換代基型的規劃設計之中，相關技術人員需要精確依照力學原理的模型理論進行整體設計，同時需要適配進行模塊性能的反復測試，從而在牢固維持新產品設計研發規范精良的前提之下，保障穩步提升換代產品的密封性能。

筆者主要參照了現階段汽車輪轂軸承基型模塊在內、外圈裝配倒角結構環節、溝道結構以及密封結構的適配設計，其中重點針對溝道結構、密封層次進行了更新探究。如圖1。

1-內圈裝配倒角；2-外圈裝配倒角；3-溝道結構；4-密封結構

圖1

2.1精密規范內外圈裝配倒角的綜合規劃

依照力學原理，輪轂軸承內圈裝配倒角結構的圓弧應當需要分別與內圈的端面以及內徑進行相切，而由于具體作業之中的人工操作失誤較多，無法全面保障其精確性，所以一般通過對于倒角的調整而提升作業工藝的規范精確性。具體方法是針對倒角的雙微弧線的物理特性進行切角角度的微調與圓弧直徑的增減，其中角度可以在15°與30°之間進行調節，半徑R值則需要依據實際情況進行增減。而在具體細致的內外圈裝配倒角的操作作業之中，我們也可以采用現階段較為通行的標準化的設計思路來進行內、外圈裝配倒角的結構細化，需要注意的是，裝配倒角的整體結構需要切實符合規格變形結構層次的整體原則，繼而形成規范化的倒角結構，最終精準實現結構尺寸優化之后的內外圈裝配倒角的綜合規格。如圖2。

圖2

2.2細化改進溝道結構的流程設計

本文選取的基型模塊是通過利用軸承部件的雙元獨立性進行拓展的，其中需要以輪轂軸承主線作為基本溝道，并以其為主設計溝道進行基型截面的確定。現階段輪轂軸承接觸角α比值主要包括25°、35°以及45°三種規格，而35°的最為普遍。這三種規格都與一般角接觸球軸承結構存在著較大區別，前者通常應用于驅動輪、非驅動輪的輪轂軸承部件之中；接觸角45°的主要應用于外形尺寸規格相對較大的驅動輪軸承；接觸角25°則在現階段的汽車輪轂軸承設計之中應用最少。

內、外圈的溝道直徑調整、溝曲率確定以及溝位置打磨都普遍具備了較為完備的設計套路，內、外圈溝道的擋邊尺寸也逐漸開始適配于消費者群體的層次劃分而呈現出靈活性，這就使得4溝道的規格尺寸的細化改進對于角接觸球軸承的批量投產的輔助效用更為明顯。然而鑒于輪轂軸承的接觸角與內外圈溝道的擋邊尺寸的具體適配的操作難度逐漸加大，同時還需要密切兼顧密封結構的規格尺寸。尤其是角接觸球軸承的規劃設計目前僅局限于特殊接觸角所涉及的內、外圈擋邊參數，而對于求解任意接觸角擋邊系數的力學算法還明顯存在缺失，這就給溝道結構的設計更新造成了理論瓶頸。

鑒于此，筆者認為可以通過采用對于鋼球與溝道的周期接觸作為參照對象，分別計算當軸承承載負荷達到額定限度之內之時，鋼球與內、外圈溝道所構成的橢圓式的虛擬接觸切面的單位載荷的周期變化進行針對改進，這樣就可以通過橢圓切面的面積調節軸承溝道擋邊的參數設置。其運作流程如圖3所示。

圖3

基型截面與截面中心徑以及內徑的精確設定就使得平面制圖的實效性得以凸顯，我們可以依據對于上述流程的周期運作進行基型截面勾勒，并根據所記錄的相關數據進行公式算法的歸納總結，進而全面靈活地保障了溝道結構的綜合更新。

而需要注意的是，由于汽車輪轂軸承密封結構的要點在于配合尺寸的規范精確性，所以對于密封內徑尺寸規格的細化改進就尤為重要，尤其是現階段的輪轂軸承已經發展至第四代技術，許多全新理論、技術架構與制造流程也日新月異，及時迅速地更新包括溝道設計在內的整個基型模塊規劃設計的更新拓展，才能實現汽車產業綜合運營的協調長效。

3.結語

汽車輪轂軸承設計之中的基型模塊應用作為一項具備專業性、技術式、組件化的綜合流程作業集合，在整個汽車產業運營系統之中發揮著基礎總領的關鍵效用。持續加強基型模塊整體設計的理念更新、精密規范內外圈裝配倒角的綜合規劃、細化改進溝道結構的流程設計，從而迅速提升汽車輪轂軸承作業流程的綜合實效，進而全面實現汽車產業系統運作的穩定、協調、長效發展。

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