汽车轮毂轴承的刚度提升办法研究

在轮毂轴承外形尺寸和内部结构不变的情况下,通过优化轮毂轴承外径与转向节内径的过盈量,来实现轮毂轴承刚度的提升,并最终确定过盈量对轴承刚度的影响。然而刚度的提升对轮毂轴承的寿命也会有影响,通过分析该型号轴承的工作游隙与寿命关系图,确定其工作游隙在-0.005~-0.05 mm范围内时,轴承寿命均满足要求,再对轮毂轴承加载方式进行研究,并通过理论推导计算出其刚度,结合有限元仿真进行理论分析,最后利用台架机实验对理论分析部分进行实验验证。结果表明在一定范围内增大过盈量对刚度提升有利,特别在低载荷情况下刚度能提升近20%。并且实验值与理论值有较好的一致性,由此实现了该型号轮毂轴承的刚度提升。

轮毂轴承磨削工艺改进

针对轮毂轴承磨削中存在的问题,结合实际工况,基于精益生产ECRS原则,对磨削工艺进行综合性改进。提出了基于车削的砂轮快速成形、取消内圈研磨以及采用连体磨削合并工艺的优化方法,提高了磨削质量和生产线平衡率,实现降本增效。

汽车轮毂花键副的结构设计及仿真研究

汽车驱动轴与轮毂多采用花键联接。随着电动机和电池技术的发展进步,电动汽车的使用日益广泛,但是电动汽车起速快、瞬时扭矩大、启停频繁的特点要求花键副具有较高的扭转强度,对现有汽车轮毂花键的设计提出了更高的要求。目前关于花键的研究多放在加工成型上,对花键自身却鲜有探究。从生产实例出发,结合国家设计标准,采用编程方式探究花键相关参数对汽车轮毂花键副性能的影响规律。并在花键副所受最大转矩T=1 510 N·m的实际工况条件下,遵循五大强度设计要求,对汽车轮毂花键副进行了参数优化设计。为了使理论数值分析的结果更加可靠,对所设计结果进行了有限元仿真分析,完成了对花键副强度和疲劳寿命的仿真校核分析,为实际生产提供了有益的指导和参考。

轮毂轴承单元过盈量理论设计及试验研究

针对第3代轿车轮毂轴承单元过盈量的设计,提出了一种考虑铆接装配影响的过盈量理论设计方法。首先,基于弹性力学和平面应力假设推导了轮毂轴承单元内圈与内法兰轴配合的过盈量理论计算式;然后,采用有限元软件建立了轮毂轴承单元过盈装配、铆接装配及铆接卸载回弹过程仿真模型,并通过数值模拟分析获取了其过盈配合面的压力分布及其轴向预紧力;接着,基于推导的理论公式计算得到因铆接装配而增大的过盈量,并对理论计算值进行修正;最后,通过轮毂轴承单元内圈拔出力测量试验和耐久试验来验证所提出的过盈量理论设计方法的正确性及可靠性。结果显示:利用理论公式计算得到的因铆接装配而增大的过盈量为0.020 mm,与其试验值0.017 mm很接近;过盈量在上、下极限附近的轮毂轴承单元均未出现内圈松动或内圈破裂现象。研究表明考虑铆接装配影响的轮毂轴承单元过盈量理论设计方法是可靠的,能够满足生产实践的要求。

汽车轮毂轴承轴端铆合工艺研究进展

第3代汽车轮毂轴承铆合装配涉及内圈-内法兰过盈装配和内法兰轴端铆合装配过程,对轴向卡紧力和轴承游隙控制十分重要,直接决定着轮毂轴承的使用性能。为进一步探索轴向卡紧力的形成机理及精确控制方法,结合现有研究成果,以时间为线索简要介绍了轮毂轴承轴端铆合设备构成、工艺特点及主要性能参数,梳理了轴端铆合装配数值模拟过程及其关键模拟技术,重点综述了轴端铆合工艺参数对轴向卡紧力、内圈变形量、疲劳寿命等结构和性能关键指标的影响,以及有限元分析和智能算法在轮毂轴承设计及优化中的应用,最后对轮毂轴承轴端铆合装配的研究方向进行了展望。

第三代轮毂轴承负游隙的弹性变形检测方法

针对第三代轮毂轴承负游隙难以直接测量的问题,提出了一种间接测量负游隙的方法。基于赫兹接触理论建立了轮毂轴承负游隙与弹性变形量之间的映射关系,将负游隙的测量转换为零游隙样件弹性变形量与成品轴承弹性变形量的测量,从而实现第三代轮毂轴承负游隙的快速、简便测量。

乘用车轮毂轴承阻力矩要因分析及降阻研究

轮毂轴承摩擦力矩降阻是燃油车和新能源车的共同发展趋势。研究团队以某型轮毂轴承为研究对象,通过台架试验对轮毂轴承摩擦力矩的影响因素进行了试验分析及显著性研究。试验结果证实:装配游隙、轴承油脂、密封圈材料、密封圈油脂、接触表面处理属于要因,而滚道精度和轴承结构参数属于非要因。在定量分析摩擦力矩占比的基础上,以1 N·m为优化目标对轮毂轴承进行摩擦力矩降阻研究,试验证实轴承油脂、内侧密封圈和外侧密封圈改进的降阻效果相当且较大,而装配游隙的降阻效果相对较小。本研究为乘用车轮毂轴承摩擦力矩降阻实用化研究提供了指导方向。

轮毂轴承接触应力及变形量计算与分析

基于赫兹接触理论,应用椭圆积分的计算方法对轮毂轴承钢球和滚道之间的接触应力及其永久变形量进行了分析。并以某车型轮毂轴承的设计为例,编制了Matlab程序,求解了最大接触应力和最大变形量,同时依据设计标准对结果进行分析,从而提高了设计效率。

地应力测量技术方法分析

文章介绍了国内外地应力测量史上的里程碑,将迄今为止世界上最具代表性的几种地应力测量方法进行类比和总结并归纳出其优势及劣势;列举国内外的地应力测量成果,针对现阶段国内地应力测量工作提出些许建议。

轮毂轴承摆辗铆接预紧力的测量及其对游隙的影响

通过对铆接全过程进行模拟,分析了轮毂轴承摆辗铆接预紧力的机理和特性,提出了基于应变测量、标定、车削解铆的预紧力测量方法,并从静摩擦力和应变值两方面对测量结果进行修正,指出应变片的粘贴高度对测量值影响较大,给出了不同应变片粘贴高度下的修正系数。结果表明:预紧力的测量值与仿真值的相对误差为14.9%,满足工程使用要求,与铆接法相比,解铆法的测量结果更稳定,并确定了铆接-贴片-解铆-标定-修正的预紧力测量流程。最后通过静力学仿真分析了预紧力对轮毂轴承负游隙的影响,发现预紧力大部分由内法兰轴肩承受,钢球所受轴向力占预紧力的3%左右,预紧力对游隙的影响为0.012~0.015 mm,且影响较为稳定。

汽车轮毂花键理论设计及强度分析

随着电动机及电池技术的升级发展,新能源汽车的应用日益广泛,但是由于其具有频繁启停、提速快、瞬时扭矩大等特性,所以要求汽车轮毂花键副应具备较大的连接强度。课题组从实际生产需求出发,在结合国家标准的基础上,采用理论分析和编程的方式开展渐开线花键参数设计和理论校核研究。仿真结果表明,所设计的花键满足四大强度要求。为进一步验证理论设计结果的正确性,采用有限元分析对花键结构进行强度分析,发现所设计的花键副满足可靠性和合理性要求。本课题组的研究可为实际生产提供有益帮助与指导。

轮毂轴承内法兰盘淬火工艺优化

对55钢轮毂轴承内法兰盘感应加热淬火工艺进行了试验优化,研究了淬火液浓度、电流频率、功率时间比、淬火液流量等因素对淬硬层表面硬度和组织的影响。结果表明,随着淬火液浓度的降低和加热功率的增加,淬硬层表面硬度逐渐升高,在一定范围内,淬火液流量和淬火频率对淬硬层表面硬度影响不显著。淬火液浓度过低会导致淬火开裂风险增加,加热功率升高会导致淬硬层表面马氏体粗大。淬火液浓度5%,加热功率169 kW,加热时间5. 6 s,淬火频率15 kHz,淬火液流量80 L/min为最优工艺参数。