[发明专利]一种汽车球铰球面副脂润滑的设计方法

说明书

本发明提供了一种汽车球铰球面副脂润滑的设计方法，属于汽车球铰产品设计开发技术领域，这种汽车球铰球面副脂润滑的设计方法，用于汽车球铰处的参数设计，所述汽车球铰包括球销、球销座和球面副油脂，所述球销的球头球面和所述球销座内球面形成汽车球铰球面副，a.根据润滑膜厚度建立汽车球铰球面副脂润滑状态的数学模型b.确定所述球头球面或所述球销座内球面的均方根粗糙度，c.建立球面副摆动工作力矩的工程计算公式M_f＝μ·f·f_v·G·r；计算得到球头半径r。通过汽车球铰球面副脂润滑设计方法，可以根据脂润滑的特点(触变性)决定汽车球铰启动力矩大于工作力矩，优化了汽车球铰球面副接触应力，提高球铰润滑耐久性，降低了汽车球铰启动力矩。

技术领域

本发明涉及球铰产品设计开发技术领域，具体而言，涉及一种汽车球铰球面副脂润滑的设计方法。

背景技术

汽车球铰的结构如图1和图2所示，主要包括球销1、球销座2球销套3和润滑脂4，汽车球铰的脂润滑设计关系到汽车球铰的启动力矩和耐久可靠性。

目前，对于汽车球铰类产品的设计开发，没有从脂润滑的特点进行系统设计，导致产品汽车球铰启动力矩偏大，耐久可靠性降低。随着市场的竞争，对汽车球铰的技术要求越来越高，现有设计方法已经不能满足需求。

发明内容

本发明提供了一种汽车球铰球面副脂润滑的设计方法，旨在解决现有技术中汽车球铰球面副脂润滑的设计方法存在的上述问题。

本发明是这样实现的：

一种汽车球铰球面副脂润滑的设计方法，用于汽车球铰处的参数设计，所述汽车球铰包括球销、球销座和球面副油脂，所述球销的球头球面和所述球销座内球面形成汽车球铰球面副，包括步骤：

a.根据润滑膜厚度建立汽车球铰球面副脂润滑状态的数学模型

式中h_min为所述球头球面和所述球销座内球面之间的最小公称油膜厚度，R_q1、R_q2为所述球头球面和所述球销座内球面的均方根粗糙度，R_q＝(1.20～1.25)R_a，R_a为表面轮廓的表面粗糙度值；

b.确定所述球头球面或所述球销座内球面的均方根粗糙度，当λ≥3时，最小公称油膜厚度h_min＝1μm；

将所述球头球面的均方根粗糙度R_q1代入取λ＝3，得到所述球销座内球面的均方根粗糙度R_q2；

或，将所述球销座内球面的均方根粗糙度R_q2代入取λ＝3，得到所述球头球面的均方根粗糙度R_q1；

c.建立球面副摆动工作力矩的工程计算公式M_f＝μ·f·f_v·G·r；

式中，f_v为当量系数取值为π；f为流体润滑摩擦系数为0.01；G为轴向力；r为球头半径；μ为纠正系数；

确定摆动工作力矩M_f和轴向力G后，计算得到球头半径r。

在本发明的一种实施例中，在所述步骤c后还包括步骤：

d.校核球销座接触应力强度σ＝F/S；

式中，F为轴向极限载荷，S为轴向投影面积；

若σ≥σ_bc，增大球头半径r，式中σ_bc为球销座抗压强度；

若σ＜σ_bc，保留球头半径r。