双列角接触球轮毂轴承动刚度优化研究

针对轮毂轴承单元的刚度性能将直接影响汽车的服役性能这一现状,对轮毂轴承刚度特性进行研究,提出了一种基于Romax非标准轮毂轴承动刚度特性分析方法和基于粒子群算法(PSO)的优化设计方法。通过采用Romax软件对非标准的轮毂轴承进行拟静力学仿真,研究了某型号轮毂轴承的预紧量、接触角以及两列球心距对动刚度矩阵的影响规律,并通过理论和试验进行验证。研究结果表明,随着预紧量的增加,轴承动刚度呈现整体上升趋势;随着接触角的增加,径向刚度减小,轴向刚度和角刚度增加;随着两列球心距的增加,径向刚度和轴向刚度略微下降,角刚度增加。以轮毂轴承单元的角刚度最大作为优化目标,对轴承内部结构参数进行优化设计,优化后角刚度增加了14.4%,实现了提高角刚度这一优化目标,为轮毂轴承结构设计和优化提供了方法支撑。

考虑错位角的角接触球轴承极限承载能力研究

针对角接触球轴承实际安装会出现错位角,与承受过大外载荷会产生接触椭圆被截断的情况,提出一种包含错位角的轴承极限承载能力分析模型。通过改进算法,减少方程数量,降低了模型求解难度;通过与文献、Romax软件的对比,验证了算法的正确性;最后,以角接触球轴承7008C为研究对象,分析了不同参数对极限承载能力的影响。结果表明,增大错位角与径向力、增加滚动体数量、减小滚动体直径会在一定程度上削弱极限轴向力与极限倾覆力矩;增大沟曲率半径系数与挡肩高度可以显著提高极限轴向力与极限倾覆力矩;然而,最小挡肩高度制约了轴承的极限承载能力。

不对称轮毂轴承主承载列结构参数对摩擦力矩的影响

针对不对称轮毂轴承摩擦引起的能耗问题,为更加准确分析结构参数对摩擦力矩的影响,采用坐标转换法,建立了考虑预紧力的不对称轮毂轴承摩擦力矩改进分析模型,并进行了试验验证。假设不对称轮毂轴承右列结构参数不变,研究左列(主承载列)结构参数对轴承摩擦力矩的影响。结果表明,存在一个最佳倾覆力矩,使不对称轮毂轴承摩擦力矩最小。随着中心距的增大,当倾覆力矩小于最佳倾覆力矩,不对称轮毂轴承摩擦力矩增大;当倾覆力矩大于最佳倾覆力矩,不对称轮毂轴承摩擦力矩减小。适当增大左列沟曲率半径系数与左列钢球数,不对称轮毂轴承摩擦力矩减小。增大不对称轮毂轴承左列节圆直径与左列钢球直径,不对称轮毂轴承摩擦力矩增大。在倾覆力矩M1=30000 N·mm时,不对称轮毂轴承左列结构参数对摩擦力矩的影响权重为:左列沟曲率半径系数>左列钢球数>左列节圆直径>左列钢球直径>中心距。