驱动电机轴承热特性分析系统设计与验证

针对新能源汽车驱动电机轴承热特性分析过程中,其温升及接触分析计算过于复杂、计算效率低的问题,采用MATLAB App Designer软件开发工具,在建立驱动电机轴承温升及接触分析模型和编制其数值求解程序的基础上,设计一套新能源汽车驱动电机轴承热特性分析系统。该系统使用方便,只需输入轴承的相关参数,便可直接计算出轴承相应的温升、发热功耗和接触载荷等性能参数,且计算结果可在系统界面以图表的形式进行显示和输出。与试验数据的对比结果表明,该系统高效可靠,为工程设计中其他复杂计算系统的开发提供了参考。

双列球型轮毂轴承单元耐久性寿命计算分析

对于双列球型轮毂轴承单元数学模型,采用模拟试验载荷谱进行轮毂轴承单元耐久性寿命计算,并分析预紧载荷、侧向加速度和受载偏心距等对球型轮毂轴承单元耐久性寿命的影响。分析结果表明:适当的轴向预紧可提高轮毂轴承单元的刚性以及左右两列轴承的载荷分布均匀性,当轴向预紧量为0.02 mm时,轮毂轴承单元的寿命达到最大值;受载偏心距的影响,使得车辆左右两侧轮毂轴承单元的寿命存在差异,一般驾驶室左侧轴承单元寿命稍高;轮胎半径的大小会同时影响轮毂轴承单元的旋转速度和加载力矩,当轮胎半径取200 mm时轴承单元寿命最长。

汽车轮毂轴承单元轴端铆合有限元分析

基于摆动辗压弹塑性成形理论,采用DEFORM软件建立汽车轮毂轴承铆合工艺的有限元模型,对轮毂轴承的铆合过程、变形特征及应力应变进行了系统分析,对铆合过程特征区域及特征点的变化规律进行了研究,并对仿真模型进行了试验验证。

一种新型轮毂轴承外圈结构的淬火有限元分析

在建立了轮毂轴承外圈淬火的温度-组织-应力/应变多场耦合模型的基础上,研究了轮毂轴承外圈淬火后的等效应力以及变形情况,提出了一种新型轮毂轴承外圈结构。研究结果表明:在淬火过程中由于相变会产生很大的组织应力,组织间相互挤压导致轮毂轴承外圈外表面中部等效应力较大,使变形不均匀。因此,在轮毂轴承外圈外表面的中部开一个弧形槽,减小了等效应力,使径向变形趋于均匀,为机加工余量的确定和后续磨削提供一定的理论基础。

高应力水平下滚动轴承疲劳寿命试验研究

通过在三种不同的强化负荷下进行深沟球轴承疲劳寿命试验，并与常规试验一组结果对比。结果表明，适当地加大滚动轴承疲劳寿命试验负荷，可以大大缩短试验时间，而疲劳寿命依然服从Ｗｅｉｂｕｌ分布，且与常规试验结果基本一致，同时疲劳破坏的形式仍是表面下萌生裂纹，然后扩展至表面形成剥落。

轮毂轴承外圈整体淬火过程的数值模拟

使用材料性能模拟软件JMat Pro得到GCr15钢的热物理参数,以第1代轮毂轴承外圈为例,建立外圈淬火的温度-组织-应力/应变多场耦合模型,研究轮毂轴承外圈在淬火过程中的温度场、组织场和应力/应变场的演化规律。结果表明:轮毂轴承外圈上不同部位的温度变化有着明显差异,表面冷却速度最快,心部冷却速度最慢,心部与表面的最大温差达280℃;淬火后外圈的最大残余应力主要分布在外壁中部和滚道处;淬火后外圈马氏体的分布较为均匀,含量为92.7%,心部与表面硬度一致;淬火过程使轮毂轴承外圈的内外径均略有膨胀,外圈外壁中部膨胀量比两端部大。

双列圆锥滚子轴承支承的车辆驱动桥主减速器轴系固有特性分析

车辆驱动桥主动轴采用双列圆锥滚子轴承的支承结构将引起轴系固有特性发生变化,基于赫兹接触及有限元理论建立了双列圆锥滚子轴承刚度模型及支承轴系动力学模型,对比分析了支承结构改变前后的轴系固有特性及轴向载荷对轴系固有特性的影响。分析结果表明:采用双列圆锥滚子轴承支承结构后,减速器主动轴的轴系固有频率较原支承结构有所减小;随着轴向载荷增加,轴承径向刚度增大,进而导致轴系固有频率增大。

轴承套圈表面的小孔腐蚀

针对套圈生产中表面经常发现的准圆形或长圆形黑点状缺陷进行宏观检查和金相分析,在材料内部没有检测到相应的组织缺陷,确定这些缺陷为套圈表面的小孔腐蚀。介绍了小孔腐蚀的特点及其形成机理,进一步对小孔腐蚀缺陷进行了再现试验,发现与上述套圈表面出现的缺陷一致。结果表明:在一定温度、湿度和侵蚀性阴离子(如C l-)存在的条件下,套圈表面极易发生小孔腐蚀。

双列圆锥滚子轴承内圈端面间隙偏差对其力学特性的影响

双列圆锥滚子轴承的内圈为分体式结构,其设计加工过程中,两内圈尺寸必然存在偏差,其端面间隙偏差大小将直接影响轴承内部接触的力学性能和刚度特性,但影响规律尚不明确。本文建立考虑内圈端面间隙的双列圆锥滚子轴承有限元模型,开展不同载荷工况下内圈端面间隙对轴承内部接触与刚度特性影响研究,获得内圈端面间隙偏差对轴承接触应力和刚度的影响规律。研究表明:内圈端面间隙变化会引起双列圆锥滚子轴承力学特性的改变,需要对间隙偏差进行控制;随着内圈间隙增加,双列圆锥滚子轴承的滚子与滚道间接触应力增大,两内圈端面之间的应力减小,轴承刚度增加;当间隙增加到一定值后,轴承内部接触力学特性以及轴承刚度变化将不明显,以此作为间隙偏差控制范围。