汽车轮毂轴承凸度有限元分析
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汽车轮毂轴承凸度有限元分析
孙立明1,王大力1,赵滨海1,杨建虹2,颜 波2,张天平2
(1.洛阳轴承研究所 河南 洛阳 471039 2.万向集团技术中心 浙江 萧山 311215)
摘要:用ANSY S软件对桑塔纳轿车前轮毂轴承进行有限元分析,确定合理的凸度形式及滚子与滚道的最佳凸度匹配关系,给出了滚子、内圈滚道最佳凸度控制方程。结果表明:凸度形式及滚子与滚道的凸度匹配关系对轴承的载荷分布和承载能力有显著影响,最佳凸度控制方程对改进轮毂轴承凸度设计具有重要的指导意义。
关键词:轮毂轴承;有限元;凸度
中图分类号:TH133.3;O242.21 文献标识码:A 文章编号:1000-3762(2005)02-0001-04 Finite E lement Analysis on Crow ning for Automobile H ub Bearings
S UN Li-ming1,W ANG Da-li1,ZH AO Bin-hai1,Y ANGJian-hong2,Y AN Bo2,ZH ANG T ian-ping2
(11Luoyang Bearing Research Institute,Luoyang471039,China;
21Wanxiang G roup T echnology Centrue,X iaoshan311215,Chian)
Abstract:The crowning of the front hub bearings of Santana car is analyzed by using ANSY S finite element s oftware,and the proper crowning form and optimal crowning match relation between roller and raceway are determined.The optimal crowning control equations of roller and inner raceway is given.The results show that the crowning match relation between roller and raceway has an important in fluence for load distribution and capacity of the bearing,the optimal crowning control equations has mainly guiding meaning to improve crowning design of hub bearing.
K ey w ords:hub bearing;finete element;crowning
近些年来,用户对圆锥滚子轴承的寿命提出了更为严格的要求,这不仅涉及到材料、热处理、制造水平、工装设备,而且涉及到轴承的设计,特别是滚子和滚道凸形、凸度量及最佳凸度匹配关系的确定。由于滚子和滚道接触分析属于非静定问题,滚子与滚道接触区的大小、应力、应变及应力和应变的分布状态用赫兹理论求解比较困难。因此,有必要采用现代设计方法,对这些问题进行分析求解。
1 滚子与滚道凸形和凸度量的确定
根据国内外轴承样品的对比分析结果及在滚子与滚道多种设计方案进行分析的基础上,仅对
收稿日期:2004-10-08
作者简介:孙立明,洛阳轴研科技股份有限公司产品开发部副部长,教授级高级工程师。滚子与内圈有凸度的情况进行仿真分析,并提出如下滚子与滚道凸度设计原则,在轻载时,滚子的有效接触长度为滚子长度的60%～70%,重载时,不出现应力集中。在此选择的凸形为修正对数曲线,并对4种情况的凸度匹配关系进行对比分析。所给出的凸度量分别为:滚子和滚道无凸度;滚子凸度2.4μm,内圈滚道凸度5μm,滚子凸度8μm,内圈滚道凸度10μm,滚子凸度15μm,内圈滚道凸度15μm。
2 滚子和滚道凸度有限元模型及仿真分析
在轴承中,由于滚子和滚道的接触特征完全一致,因此用一个滚子和滚道接触的局部模型就能够进行整体的凸度仿真分析。图1给出了有限元分析网格划分模型。
ISS N1000-3762 C N41-1148/TH
轴承
Bearing
2005年第2期
2005,N o.2
1-3
图1 对数素线滚子和内、
外圈滚道接触几何模型的
网格划分图
(节点数近16000个)
3 分析结果
3.1 接触应力分布
图2～图5分别为对应上述4种情况的受载最大的滚子与内、外圈滚道接触法向应力分布图。
从图
2中可以看出,滚子和滚道不带凸度时,接触应力在接触的中部比较均匀,但在滚子的边缘出现应力集中,最大集中应力达2252.7MPa 。为正常应力的3倍。
图2
直线滚子和滚道接触的接触应力分布图
(轴承承受的径向载荷为0.3C r )
图3 凸度滚子和滚道接触的接触应力分布图
(轴承承受的径向载荷为0.3C r ,滚子凸度为
2μm ,内圈滚道凸度为5μm )
图4 凸度滚子和滚道接触的接触应力分布图
(轴承承受的径向载荷为0.3C r ,滚子凸度为
8μm ,内圈滚道凸度为10μm )
图5 凸度滚子和滚道接触的接触应力分布图
(轴承承受的径向载荷为0.3C r ,滚子凸度为
15μm ,内圈滚道凸度为15μm )
从图3中可以看出,应力为滚子中间大,两端小,变化比较缓慢,基本比较均匀,避免了滚子边缘产生应力集中现象,滚子和内圈的接触长度为8.3mm 。滚子和滚道的最大接触应力为1053.7
MPa 。
从图4中可以看出,应力为滚子中间大,两端小,变化比较迅速,无应力集中,滚子和内圈的接触长度为6.3mm ,滚子和滚道的最大接触应力为1173.1MPa 。
从图5中可以看出,滚子和滚道接触处的应力为中间大,滚子和内圈滚道的接触长度为5.0mm ,承载能力明显下降,滚子和滚道的最大接触
应力为1910.0MPa 。
3.2 滚子和滚道接触长度与载荷的关系
在0.1C r ～1.0C r 载荷下,滚子和滚道的接
触长度如表1和表2所示。
?2?《轴承》2005.№.2
表1 滚子凸度为2.4μm,内滚道凸度为5μm,滚子和滚道的接触长度
随轴承的径向载荷变化的关系
载 荷0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0滚子和内圈的接触长度L i/mm6.477.846.328.298.498.718.88.88.88.8滚子和外圈的接触长度L e/mm6.708.458.568.788.88.88.88.88.88.8 L i/L we(%)73.589.194.296.599.0100100100100100
L e/L we(%)76.19697.399.8100100100100100100 注:表中载荷一栏的数字代表和额定动载荷的比值
表2 滚子凸度为8μm,内滚道凸度为10μm时,滚子和滚道的接触长度
随轴承的径向载荷变化的关系
载 荷0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0滚子和内圈的接触长度L i/mm4.755.876.326.777.077.627.637.897.848.13滚子和外圈的接触长度L e/mm5.836.77.477.677.98.138.338.508.668.8 L i/L we(%)54.066.771.876.980.382.586.789.789.192.4
L e/L we(%)66.37684.987.29092.494.796.698.4100 注:表中载荷一栏的数字代表和额定动载荷的比值
在表1中,当径向载荷低于0.5C r时,滚子和滚道的有效接触长度较大,当径向载荷超过0. 5C r时,滚子和滚道完全接触,且滚子边缘出现应力集中。
在表2中,当载荷在0.2C r～0.3C r内、外滚道的接触长度分别为66.7%～84.9%,当载荷超过0.3C r时,接触长度增加缓慢,当径向载荷超过0.9C r时,滚子端部出现应力集中现象。
根据以上分析结果,滚子的凸度应在2.4～8μm之间,内圈滚道的凸度应在5～10μm之间,参考国外凸度的设计,在加工滚子和滚道凸度时应偏上限,因此,滚子的凸度实际控制在6～8μm,滚道的凸度实际控制在5～10μm。
通过数据拟合,滚子和滚道的凸度方程为:
(1)内圈滚道的凸度方程
凸度为8μm:
y=0.059ln〔1/(1-0.00141|x|3)〕
凸度为9μm:
y=0.066ln〔1/(1-0.00141|x|3)〕
凸度为10μm:
y=0.077ln〔1/(1-0.00141|x|3)〕
(2)滚子的凸度方程
凸度为6μm:
y=0.00328ln〔1/(1-0.00986|x|3)〕
凸度为7μm:
y=0.00382ln〔1/(1-0.00986|x|3)〕
凸度为8μm:
y=0.00437ln〔1/(1-0.00986|x|3)〕
y为凸度值(mm),x轴的方向与滚子素线凸度最大点的切线方向一致,x的取值范围为|x|<4.5mm。
3.3 结论
(1)受载最大的滚子与内、外圈滚道接触的法向应力变化平缓,滚子边缘没有出现应力集中现象;在轻载荷和重载荷的情况下,滚子都有足够的接触长度,这说明滚子和内圈凸形和凸度选择正确、合理。
(2)轴承寿命计算和滚子与滚道接触区中的应力、应变分布状况表明,轴承的主要参数和结构参数选择合理,轴承有足够的可靠性。
(3)上述凸度方程是针对JRM3939/TRM3968x 轮毂轴承推导得出的专用公式,对其他类型的轴承不具有普遍的适用性。
4 轴承寿命的试验验证
在凸度、轴承材料、结构设计改进的基础上,对轴承进行了小批量生产,按照试验规范P-VW2006进行了试验。试验条件(下转第49页)
?
3
?
孙立明等:汽车轮毂轴承凸度有限元分析
M形保持架的成形方法
吕 成,刘玉敏
(吉林轴承集团有限公司 大安公司,吉林 大安 131300 )
关键词:滚动轴承;M形保持架;成形
中图分类号:TH133133;TG38611 文献标识码:B 文章编号:1000-3762(2005)02-0049-01
M形保持架的成形方法有3种:(1)先滚压成形,然后冲窗孔。这种方法的优点是能够保证窗孔的倾斜度,但由于滚压成形的滚芯与冲孔使用的凹模吻合不好,在冲孔时经压料块施压,保持架容易产生严重变形,废品率高。(2)利用夹具夹腰的形式来成形。优点是成形后的保持架工艺尺寸比较稳定,废品率低,但胎具的加工很复杂,成形后退料速度低,而且也很危险,效率相当的低,不适用于批量生产。(3)先平冲,然后利用滚轮和滚芯进行滚压成形。平冲的凹模很容易加工,冲孔和成形的效率都得到了提高。不论是大直径还是小直径的轴承都适用
。在设计滚轮(图1)、
滚芯(图2)时,应注意滚芯的L尺寸与滚轮的H尺寸之间的间隙应尽量小,单边间隙约在011～0115mm之间,L尺寸与工件滚形前的宽度尺寸之间的单边间隙约在0105～011mm之间为最佳。间隙小使工件在滚芯内的串动量小,可以精确的定位,保证滚形后M 形两边距的工艺尺寸。滚芯的M形深度应大于滚轮的深度1mm以上为佳。
这样的结构使得滚轮、工件和滚芯三者的接收稿日期:2004-04-12
图1 滚轮
图2 滚芯
触面积小,可以减少摩擦,避免由于摩擦力过大导致的窗孔倾斜。
(编辑:杜迎辉)
(上接第3页)
表3 改进后的轮毂轴承的疲劳寿命试验数据
编号疲劳寿命
/h
失效形式
试验寿命和疲劳
寿命的比值
1402保持架损坏18.5 2280内圈滚道疲劳剥落12.9 3351内圈滚道疲劳剥落16.1 4251滚子、内圈滚道疲劳剥落11.5 5854内圈滚道疲劳剥落39.3 6446内圈滚道疲劳剥落20.5 7741内圈滚道疲劳剥落34.1 8221保持架损坏10.2平均443.320.4为轴向载荷2183N,转速2000r/min,计算疲劳寿命为21.74h。试验结果如表3所示。
改进前轴承的试验寿命为计算寿命的1～3倍,改进后,轴承的最低试验寿命为计算寿命的10.1倍,最大为58.5倍,平均试验寿命为计算寿命的27.48倍。完全满足桑塔纳轿车前轮毂轴承配套的验收试验规范。因此,可以说,有限元仿真分析是合理的、有效的。
(编辑:聂龙宣)
ISS N1000-3762 C N41-1148/TH
轴承
Bearing
2005年第2期
2005,N o12
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汽车前轮毂轴承适用车型对照表
汽车前轮毂轴承适用车型对照表 型号：DAC25520037 适用车型：富康，奇瑞QQ，吉利后轮，专用轴承。 型号：DAC25520042 适用车型：奔奔后轮。 型号：DAC25520043 适用车型：吉利，雪铁龙，标志。 型号：DAC25550043 适用车型：雷诺。 型号：DAC25600045 适用车型：标志307，凯旋。 型号：DAC27520045/43 适用车型：尼桑日产。型号：DAC27530043 型号：DAC28580042 适用车型：长安汽车，昌河汽车，佳宝前轮专用轴承。 型号：DAC28580044 适用车型：雨燕后轮专用轴承。 型号：DAC28610042 适用车型：丰田专用轴承。 型号：DAC29530037 适用车型：越翔后轮专用轴承型号：DAC30580042 型号：DAC30600337 适用车型：拉达，菲亚特前轮专用轴承。 型号：DAC30630042 适用车型：丰田汽车专用轴承。 型号：DAC30640042 适用车型：丰田汽车专用轴承。 型号：DAC30680045 适用车型：斯柯达汽车专用轴承 型号：DAC32550032 适用车型：沙拉本汽车专用轴承 型号：DAC32720045 适用车型：丰田姬先达用轴承 型号：DAC34640037 适用车型：拉达，欧宝，大众，大宇，乐丰，乐驰，前轮，专用轴承。 型号：DAC34660037 适用车型：本田雅阁，沃克斯，豪尔，赛宝前轮，专用。 型号：DAC3562W-S 适用车型：北斗星，哈飞，路宝，奔奔，爱迪尔前轮。 型号：DAC35620040 适用车型：奥扩王子前轮专用轴承。 型号: DAC35640037 适用车型：幸福使者，老夏利前轮专用轴承。
有限元分析在轮毂设计中的应用_王渭新
现代制造技术与装备２００７第４期总第１７９期 在汽车的零部件中，轮毂由轮辋及轮辐构成，是一个高速转动和承受汽车总载荷的零部件，轮辋结构遵照《ＹＥＡＲＢＯＯＫＦＯＲＴＨＥＴＩＲＥＡＮＤＲＩＭＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ》标准规定设计，轮辐的形状则多种多样，没有统一的要求。轮毂的强度和刚度无论从安全性还是性能方面考虑都至关重要。本文通过有限元分析软件ＡＮＳＹＳ对车轮进行弯曲疲劳、径向疲劳和冲击应力的模拟分析，最后结合试验结果对模拟分析进行验证，为轮毂设计开发人员提供可靠的设计依据，进而缩短开发周期、减少开发费用，从而提高企业的竞争力［１－２］。 １疲劳破坏的基本概念和车轮安全性试验的具体要求１．１疲劳破坏的基本概念 零件在受到交变的循环载荷作用并在达到一定的循环次数时，零件的表面会产生裂纹、裂纹继续扩大会导致构件断裂。零件表面产生裂纹称为疲劳破坏。疲劳破坏的过程是零部件在循环载荷作用下，在局部的最高应力处，最弱的及应力最大的晶粒上形成微裂纹，然后发展成宏观裂纹，裂纹继续扩展，最终导致疲劳断裂。所以，疲劳破坏经历了裂纹形成、扩展、和瞬断三个阶段［３－４］。 １．２车轮安全性试验的具体要求 由于汽车轮毂是一个高速转动和承受汽车总载荷的零部件，其在工作过程中承受交变的循环载荷：动态弯矩、动态径向力和路面的冲击力，因此轮毂装车前必须通过汽车行业标准ＱＣ／Ｔ２２１－１９９７和国家标准ＧＢ／Ｔ１５７０４－１９９５规定的三项强度测试试验。这三大强度试验分别是弯曲疲劳试验，径向疲劳试验，冲击试验［５］。 ２车轮安全性试验的有限元分析 ２．１车轮安全性试验有限元分析的概述 本文研究的铝合金车轮材料为Ａ３５６，经过Ｔ６热处理（固熔＋时效处理）。因此在ＡＮＳＹＳ中输入材料属性（ＭａｔｅｒｉａｌＰｒｏｐｅｒｔｙ）时，选择为各项同性（Ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ），并且是线弹性的（ＬｉｎｅａｒＥｌａｓｔｉｃ），同时需要限定的参数（材料特性）为： 弹性模量Ｅ：７１Ｅ０９Ｎ／ｍｍ２； 密度ρ：２．７＊１０－３ｇ／ｍｍ２； 泊松比：０．３３。 ２．２弯曲疲劳试验有限元模拟 ２．２．１试验概述 弯曲疲劳试验模拟汽车转弯时车轮的受力状态，试验台有一个旋转装置，车轮可在一个固定不动的弯矩作用下旋转，或是车轮静止不动，而承受一个旋转弯曲力矩作用。见图１。 图１弯曲疲劳试验装置 ２．２．２试验弯矩 试验弯矩由下式确定： Ｍ＝（ｕ?Ｒ＋ｄ）?Ｆ?Ｓ（１）式中Ｍ—— —弯矩（Ｎ?ｍ）； ｕ—— —轮胎和道路之间的摩擦系数，设定为０．７； Ｒ—— —静载半径，是轮毂厂或汽车制造厂规定的该轮毂配用的最大轮胎静载半径（ｍ）； ｄ—— —轮毂的内偏距或外偏距，取绝对值，按轮毂规定（ｍ）； Ｆ—— —轮毂最大额定载荷，由轮毂厂或汽车制造厂规定（Ｎ）； Ｓ—— —试验强化系数。 有限元分析在轮毂设计中的应用 王渭新张磊刘智冲 （戴卡轮毂制造有限公司，秦皇岛０６６００３） 摘要：轮毂是汽车中的重要零部件，既要具有高承载能力，又要满足整体外观个性化设计要求，其设计与开发中也主要体现了此设计理念，因此其制造企业要想赢得市场，提高产品的竞争力，必须改变原有的紧靠设计经验开发轮毂的传统的设计开发模式。本文以有限元分析软件ＡＮＳＹＳ和三位造型软件ＵＧ为工具，建立了与轮毂实际的弯曲疲劳试验、径向疲劳试验、冲击试验相等效有限元分析模型，对轮毂的可靠性进行预测，为轮毂产品的设计开发人员提供设计依据。 关键词：有限元分析轮毂疲劳设计ＡＮＳＹＳ 安装面 试验加载力臂 ３２
汽车轮毂有限元分析
第二章理论基础与模型建立 2.1 有限元技术及UG软件 2.1.1 有限元法基本原理 计算机辅助工程CAE(Computer Aid2ed Engineering) 指工程设计中的分析计算与分析仿真, 而有限元法FEM( FiniteElement Method) 是计算机辅助工程CAE中的一种, 另外CAE还包含了边界元法BEM(Boundary Element Method) 和有限差分法FDM( Finite Difference Method) 等。这几种方法各有其优缺点, 各有其应用领域,但有限元法的应用最广。 有限元法是求解数理方程的一种数值计算方法，是将弹性理论、计算数学和计算机软件有机结合在一起的一种数值分析技术，是解决工程实际问题的一种有力的数值计算工具。有限元是一种离散化的数值方法。离散后的单元与单元间只通过节点相联系, 所有力和位移都通过节点进行计算。对每个单元选取适当的插值函数,使得该函数在子域内部、子域分界面上(内部边界) 以及子域与外界分界面(外部边界) 上都满足一定的条件。然后把所有单元的方程组合起来, 就得到了整个结构的方程。求解该方程,就可以得到结构的近似解。离散化是有限元方法的基础。必须依据结构的实际情况,决定单元的类型、数目、形状、大小以及排列方式。这样做的目的是将结构分割成足够小的单元,使得简单位移模型能足够近似地表示精确解【13】。 因次它可以对各种类型的工程和产品的物理力学性能进行分析、模拟、预测、评价和优化,以实现产品技术创新, 故已广泛应用于各种力学、电学、磁学及很多结合学科领域; 同时, 由于它能够处理耦合问题, 使得其有更大的应用前景。你可以从专业的角度理解有限元:包括变分原理、等效积分和加权余量法等, 也可以从直观的意义上理解有限元: 把连续体划分为足够小的单元, 这些单元通过节点和边连接起来,通过选择简单函数(比如线形函数) 来近似表达位移或应力的分布或变化, 从而得到整个连续体物理量的分布和变化【14】。 2.1.2 有限元法分析过程 所谓有限元法（FEA）基本思想是把连续的几何机构离散成有限个单元，并在每一个单元中设定有限个节点，从而将连续体看作仅在节点处相连接的一组单元的集合体，同时选定场函数的节点值作为基本未知量并在每一单元中假设一个近似插值函数以表示单元中场函数的分布规律，再建立用于求解节点未知量的有限元方程组，从而将一个连续域中的无限自由度问题转化为离散域中的有限自由度问题。求解得到节点值后就可以通过设定
基于ANSYS的汽车轮毂单元载荷分析
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/e0361159.html, 基于ANSYS的汽车轮毂单元载荷分析 作者：吕新飞 来源：《下一代》2019年第03期 摘要：轮毂是汽车系统重要的运动和支撑部件，从轮毂实际结构出发，建构SoliwdWorks 实体模型，并将模型导入ANSYSWorkbench有限元分析软件作为分析工具，通过模拟轮毂实际载荷，对轮毂的各项力学性能有限元分析，可以优化轮毂设计、提高强度。 关键词：轮毂;有限元;弯矩载荷 一、轮毂的几何结构、载荷分析 1.1轮毂的形状结构 本文轮毂为整体铸造辐条式铝合金轮毂，轮毂材料为ZL101A。通过三维软件SolidWorks 建立轮毂模型，轮毂上有5个直径为Φ22mm的PCD孔，均匀分布在直径为Φ108mm的圆周上。结合实际，将辐条表面形状设计为多曲面结合，较平面设计可提高结构的抗冲击性能。轮毂为五辐条式，且大部分汽车轮毂均为5幅设计。据统计，轿车轮毂PCD数值5孔占70%以上。下面通过五幅轮毂展开分析。 1.2汽车轮毂的轻量化发展趋势及材料选用 中国汽车行业的飞速发展带来了一系列安全、能源等方面的问题，为了获得更多经济效益和动力性能，汽车工业发展要有新的技术工艺。汽车轮毂轻量化在节能减排、降低油耗等方面起着至关重要的作用，考虑汽车平稳、舒适、无噪音等整体运行情况，对汽车的结构和形状进行优化。根据RAYS的测算，减轻lkg非簧载质量（例如，轮毂重量轻lkg，相当于整车质量轻15kg）铝合金以其轻量、散热性好、减震性好等诸多优点大量应用于汽车轻量化，推动了汽车轻量化的发展。 二、建立有限元模型 2.1轮毂模型的导入、建立及简化 将在SolidWorks软件中完成的零部件3D造型按照Parasolid标准输出“.x_t”文件，导入ANSYS环境。因轮辐表面由多曲而构成，结构相对复杂，以采用自由网格划分方式“AutomaticMethod”生成网格，而轮缘及胎圈座部分结构较为规则，采用六面体法“Hex Donimant Method”生成網格。共生成12174个节点，4725个基本单元。为了节约仿真计算时间
轮毂轴承单元密封结构国内外对比检测分析
轮毂轴承单元密封结构国内外对比检测分析 对比分析法是企业促进技术进步，提高产品质量的一条捷径，通过对国内外同类样品的分析、比较，获得对方许多技术、质量方面的信息，借鉴国外产品在结构等技术方面的优点和特点，为我所用，克服本企业在产品质量和技术水平方面的差距和不足，加以改进，为赶超国内外先进水平，加强市场竞争能力，进而赢得国内外市场，奠定坚实的基础。 一、轴承振动加速度 轴承振动加速度值是在S0910(Ⅲ)上进行的。主要检测了轮毂轴承不同列钢球所对应的振动加速度值。从通频段振动来看，国内轴承平均振动值比国外轴承高5.8db；从不同频段来看，国内轴承在高频段明显高于国外轴承。这与套圈两滚道的平行差、波纹度、粗糙度、钢球质量、轴承的清洁度等诸多因素有关。 二、轴承游隙和旋转精度 国外轴承的轴向游隙比国内轴承小的多。国外轴承的旋转精度明显高于国内的轴承产品。轴承游隙和旋转精度对密封性能有重要影响，游隙越大，精度越低，密封效果越差。 三、轴承填脂量 国内轴承的填脂质量比国外轴承多27%。由于无法精确计算轴承内部的净空间，无从得知填脂率。但由于国外轴承的钢球直径大，钢球个数少，密封件骨架钢板薄，所以国外轴承的净空间应比国内轴承大。由此可推断，国内轴承的填脂率比国外轴承高27%以上。 四、轴承密封 国外和国内轴承密封的剖面形状分别如图1和图2所示。它们都采用了三唇密封，但是结构型式不同。其不同点是： １、三个密封唇与甩油环的接触过盈量或间隙量不同。 国外轴承2唇的密封过盈量较小，3唇则为间隙密封，1唇的过盈量与国内轴承相等。从总体看，国外轴承为低扭矩式密封，摩擦力矩、过盈量、接触力都较小，轴承温升应比国内轴承温升低。 ２、密封件3唇的结构差异。 国外和国内轴承密封件3唇的方向是相反的，而且国外轴承密封件3唇与甩油环之间为间隙。当轴承旋转，温度升高时，轴承内部空间的气体压力必然升高。在图1中，由于3唇与甩油环之间为间隙，形不成阻碍，在压力比较小时，就会经由2唇和1唇形成外泄通道；这样由于内外压差比较小，润滑脂的泄漏将是缓慢的。在图2中，当压力比较小时，3唇的密封过盈量会随着压力的升高而加大；当压力上升到足够高时，3唇将在瞬间被推开，经由2唇和1唇形成一条压力的外泄通道，压力和润滑脂将瞬时局部集中外泄。 ３、密封件1唇的结构差异
轮毂轴承的发展趋势和最新技术
轮毂轴承的发展趋势和最新技术（图） 20０８.06.16 关键词:轮毂轴承,发展趋势,最新技术 摘要:为满足汽车零部件减轻重量、减小体积和改善性能的要求，汽车用轮毂轴承在一体化方面取得了显著进步。讨论了轮毂轴承在改善性能、减轻重量、降低摩擦力矩、降低法兰盘跳动和集成ABS传感器以增强其功能等方面的发展趋势及最新技术。 20世纪80年代以来，随着前轮驱动汽车的广泛普及，为满足减轻重量、减小体积和安装方便的要求，轴承和一些零部件如转向节和轮毂的一体化技术得到了快速发展。近年来，汽车制造商和相关供应商更加注重产品的安全性和对环境的影响。为满足对轮毂轴承的各种需求，改进了其原有功能并增加了一些更为先进的功能。本文将讨论轮毂轴承的最新技术、结构和发展趋势。 1、发展历程 NSK轮毂轴承的开发经历了三次重大设计进步，与周围零部件一体化程度方面取得显著成效（图1）。所有大批量生产的三代轮毂轴承（HUBⅠ、HUBⅡ和HUBⅢ）均满足汽车制造商对产品结构紧凑、轻量化和高可靠性的要求。 为降低油耗及改善行驶的稳定性，轻质铝制转向节逐渐替代了较重的钢制转向节。另外，第二代和第三代轮毂轴承由于安装方便越来越广泛地应用于汽车生产中。 1.1 第一代轮毂轴承 第一代轮毂轴承是外圈整体式内圈背对背组合的双列角接触球轴承或双列圆锥滚子轴承。为保证安装后预紧载荷在规定范围内，预先设定初始轴承游隙，在汽车组装线上无需使用调整预紧载荷的隔圈。此外，轮毂轴承自带密封圈，省去了人工外部安装密封圈的步骤。 1.2 第二代轮毂轴承 与第一代相比外圈带法兰盘的第二代轮毂轴承其特点是装配部件数较少，重量较轻，安装方便。第二代轮毂轴承外圈带有法兰盘，直接通过镙栓连接到悬架上（内圈旋转型），或安装到刹车盘和钢圈上（外圈旋转型）。 1.3 第三代轮毂轴承 第三代轮毂轴承由连接到悬架上带法兰盘的外圈和连接到刹车盘和钢圈上带法兰盘的内圈相组成。与第二代不同，第三代轮毂轴承集成了ABS传感器。 表1列出了NSK各种轮毂轴承的类型和特点。 下一页 ２、轮毂轴承技术 ２.1 高性能密封圈 由于非常接近地面和高温的刹车盘等零件，轮毂轴承需要适应各种复杂路况及恶劣环境。因此轴承密封圈必须具备良好的耐热、防泥 浆和污水的性能。表2列出了具有不同密封性能的密封圈。
轮毂轴承和轮毂单元的更换(上)
轮毂轴承和轮毂单元的更换(上） 最坏情况下，磨损或损坏的轮毂轴承或轴承单元会带来安全隐患，严重的情况下，可能还会造成伤害。至少它会在行驶的路途中发生不合时宜且成本较高的失效。因此，最好的办法是在它们失效前将轮毂轴承或轮毂单元换掉，但又如何知道它们在什么时候失效呢？ SKF从数以万次的更换过程中收集到的数据中发现，大多数需要进行轴承更换的汽车行驶的里程在13万~19万km之间。因此，为了最大限度地确保安全和可靠性，SKF建议在更换制动器时，不管车龄的长短都要检查轮毂轴承，并且时刻注意轴承磨损的早期预警信号，包括任何转动时的磨损噪声或悬挂组合轮在转弯时不正常的减速。 后轮驱动车辆 当替换前轮轴承时，即使只坏了一个轴承，也要成对更换。这是因为导致一个轴承失效的工作条件和作用于另一个轴承的工作条件相似。大多数生产商建议后轮驱动的车辆在行驶38000km时应对前轮毂轴承进行注油润滑。 然而，大多数情况下，直到更换制动系统才对轴承进行注油润滑，这意味着，在润滑以前，轴承已经工作了两倍或比两倍更多的建议行驶里程数。每当更换制动系统时，检查轴承并更换油封是一个良好的工作习惯。 后轮驱动时，用的最多的前轮毂轴承是单列圆锥滚子轴承。圆锥轴承有两个可分离的部件：圆锥内圈和圆锥外圈。里边的部分或内圈有一个内圈、滚动体和保持架。外圈是经过硬化处理的钢材，给滚动体提供一个光滑的滚动表面。在轮端应用中，圆锥滚子轴承通常成对使用。 在一些场合，后轮驱动车辆使用轮毂单元作为前轮轴承，使用轮毂单元的好处在于：大多数轮毂单元是密封的，且在整个寿命期内保持润滑。 虽然球体、锥体、滚柱轮毂轴承在老式的汽车后轮中广泛运用，但轮毂单元的使用量却在日益增长。大多数后轮驱动车辆上的后轮毂轴承是密封的，且在整个使用寿命期都润滑的，或由差速器中的润滑油润滑。因此，它们通常没有特定的保养间隔期。只有当轮毂密封开始渗漏，且引起差速器的润滑油渗透到制动刹车片时，才需要进行维护。 前轮驱动车辆 前轮驱动车辆中使用最多的前轮毂轴承装置是一种整体轮毂单元。典型的轴承单元，集成了内外圈、滚动体和保持驾，并带有一个或两个安装用的法兰。通常，这些轮毂单元在整个使用寿命期内是密封的，当轮毂单元被损坏或显示出磨损的迹象时，整个轮毂单元被更换掉。
轮毂轴承的发展趋势和技术
轮毂轴承的发展趋势和最新技术（图） 摘要:为满足汽车零部件减轻重量、减小体积和改善性能的要求，汽车用轮毂轴承在一体化方面取得了显着进步。讨论了轮毂轴承在改善性能、减轻重量、降低摩擦力矩、降低法兰盘跳动和集成ABS传感器以增强其功能等方面的发展趋势及最新技术。 20世纪80年代以来，随着前轮驱动汽车的广泛普及，为满足减轻重量、减小体积和安装方便的要求，轴承和一些零部件如转向节和轮毂的一体化技术得到了快速发展。近年来，汽车制造商和相关供应商更加注重产品的安全性和对环境的影响。为满足对轮毂轴承的各种需求，改进了其原有功能并增加了一些更为先进的功能。本文将讨论轮毂轴承的最新技术、结构和发展趋势。 1、发展历程 NSK轮毂轴承的开发经历了三次重大设计进步，与周围零部件一体化程度方面取得显着成效（图1）。所有大批量生产的三代轮毂轴承（HUBⅠ、HUBⅡ和HUBⅢ）均满足汽车制造商对产品结构紧凑、轻量化和高可靠性的要求。 为降低油耗及改善行驶的稳定性，轻质铝制转向节逐渐替代了较重的钢制转向节。另外，第二代和第三代轮毂轴承由于安装方便越来越广泛地应用于汽车生产中。 第一代轮毂轴承 第一代轮毂轴承是外圈整体式内圈背对背组合的双列角接触球轴承或双列圆锥滚子轴承。为保证安装后预紧载荷在规定范围内，预先设定初始轴承游隙，在汽车组装线上无需使用调整预紧载荷的隔圈。此外，轮毂轴承自带密封圈，省去了人工外部安装密封圈的步骤。 第二代轮毂轴承 与第一代相比外圈带法兰盘的第二代轮毂轴承其特点是装配部件数较少，重量较轻，安装方便。第二代轮毂轴承外圈带有法兰盘，直接通过镙栓连接到悬架上（内圈旋转型），或安装到刹车盘和钢圈上（外圈旋转型）。 第三代轮毂轴承 第三代轮毂轴承由连接到悬架上带法兰盘的外圈和连接到刹车盘和钢圈上带法兰盘的内圈相组成。与第二代不同，第三代轮毂轴承集成了ABS传感器。 ??? 表1列出了NSK各种轮毂轴承的类型和特点。 下一页 2、轮毂轴承技术 高性能密封圈 由于非常接近地面和高温的刹车盘等零件,轮毂轴承需要适应各种复杂路况及恶劣环境。因此轴承密封圈必须具备良好的耐热、防泥浆和污水的性能。表2列出了具有不同密封性能的密封圈。
基于有限元分析的轿车铝合金车轮设计
摘要 轻量化是世界汽车工业发展的主要趋势，轻质材料铝及其合金等的使用是一种有效的途径。目前，大部分汽车车轮已使用铝及其合金做作为材料，利用现代设计方法，在此基础上进一步实现车轮的轻量化则是本文的研究所在。 在研究了CAD软件Pro /E以及有限元分析软件ANSYS的功能及其主要特点后，着重进行了了应用ANSYS对铝合金车轮进行结构强度分析的具体过程。 首先使用Pro/E软件，按照轮辋的国家标准，建构车轮的实体模型;然后把模型导入ANSYS，按2005年中国汽车行业标准中的汽车轻合金车轮的性能要求和实验方法所规定的疲劳实验要求施加荷载;然后进行强度分析和模态分析，分析结果表明，车轮的最大应力远小于铝合金的许用应力，车轮的固有频率满足要求，存在进一步改进的可能和必要。最后，改进车轮模型，改进结果表明，车轮的重量有了显著的减少。 利用CAE分析技术有助于提高汽车车轮的设计水平、缩短设计周期、减少开发成本。该方法具有普遍性，适用于指导任何其言型号车轮的设计和分析。 关键词：铝合金车轮；结构设计；有限元分析；强度分析；模态分析
ABSTRACT Lightweight is the main trends of the world's automotive industry, lightweight materials such as the use of aluminum and its alloys is an effective way. At present, most automotive aluminum and its alloy wheels have been used to do as a material, using modern design methods, based on the further realization of this lightweight wheels is the Institute of this article. In the study of the CAD software Pro / E and ANSYS finite element analysis software functions and the main characteristics, the Emphasis was the application of ANSYS, the structural strength of aluminum alloy wheel analysis of the specific process. First ，uses the Pro / E software, according to the rim of the national standards, building wheel solid model; then the model into ANSYS, by 2005 China's auto industry standard in automotive light-alloy wheels and performance requirements and test methods under the fatigue test requirements defined load and then the strength analysis and the results showed that the wheel is much less than the maximum stress allowable stress of aluminum alloy, there is further improvement possible and necessary. Then, the improved wheel models, improved results show that the weight of the wheels have been significantly reduced. The results show that the use of CAE analysis technology helps improve the design of automobile wheel level, shorten design cycles, reduce development costs. The method is universal, applicable to any of his words and models to guide the design and analysis of the wheel. Key words: Aluminum Alloy Wheels; Structural Design; Finite Element Analysis; Strength Analysis; Modal Analysis
分析国内外的轮毂轴承密封结构区别对比
分析国内外的轮毂轴承密封结构区别对比 对比分析法是企业促进技术进步，提高产品质量的一条捷径，通过对国内外同类样品的分析、比较，获得对方许多技术、质量方面的信息，借鉴国外产品在结构等技术方面的优点和特点，为我所用，克服本企业在产品质量和技术水平方面的差距和不足，加以改进，为赶超国内外先进水平，加强市场竞争能力，进而赢得国内外市场，奠定坚实的基础。 一、轴承振动加速度： 轴承振动加速度值是在S0910(Ⅲ)上进行的。主要检测了轮毂轴承不同列钢球所对应的振动加速度值。从通频段振动来看，国内轴承平均振动值比国外轴承高5.8db；从不同频段来看，国内轴承在高频段明显高于国外轴承。这与套圈两滚道的平行差、波纹度、粗糙度、钢球质量、轴承的清洁度等诸多因素有关。 二、轴承游隙和旋转精度： 国外轴承的轴向游隙比国内轴承小的多。国外轴承的旋转精度明显高于国内的轴承产品。轴承游隙和旋转精度对密封性能有重要影响，游隙越大，精度越低，密封效果越差。 三、轴承填脂量： 国内轴承的填脂质量比国外轴承多27%。由于无法精确计算轴承内部的净空间，无从得知填脂率。但由于国外轴承的钢球直径大，钢球个数少，密封件骨架钢板薄，所以国外轴承的净空间应比国内轴承大。由此可推断，国内轴承的填脂率比国外轴承高27%以上。 四、轴承密封： 国外和国内轴承密封的剖面都采用了三唇密封，但是结构型式不同。其不同点是： １、三个密封唇与甩油环的接触过盈量或间隙量不同： 国外轴承2唇的密封过盈量较小，3唇则为间隙密封，1唇的过盈量与国内轴承相等。从总体看，国外轴承为低扭矩式密封，摩擦力矩、过盈量、接触力都较小，轴承温升应比国内轴承温升低。 ２、密封件3唇的结构差异： 国外和国内轴承密封件3唇的方向是相反的，而且国外轴承密封件3唇与甩油环之间为间隙。当轴承旋转，温度升高时，轴承内部空间的气体压力必然升高。在图1中，由于3唇与甩油环之间为间隙，形不成阻碍，在压力比较小时，就会经由2唇和1唇形成外泄通道；这样由于内外压差比较小，润滑脂的泄漏将是缓慢的。在图2中，当压力比较小时，3唇的密封过盈量会随着压力的升高而加大；当压力上升到足够高时，3唇将在瞬间被推开，经由2唇和1唇形成一条压力的外泄通道，压力和润滑脂将瞬时局部集中外泄。
汽车轮毂轴承单元项目可行性研究报告(案例新版)
https://www.360docs.net/doc/e0361159.html, 汽车轮毂轴承单元项目可行性研究报告（用途:发改委甲级资质、立项、审批、备案、申请资金、节能评估等） 版权归属：中国项目工程咨询网 https://www.360docs.net/doc/e0361159.html, 编制工程师：范兆文
https://www.360docs.net/doc/e0361159.html,/ 【微信公众号】：中国项目工程咨询网或 xmkxxbg 《项目可行性研究报告》简称可研，是在制订生产、基建、科研计划的前期，通过全面的调查研究，分析论证某个建设或改造工程、某种科学研究、某项商务活动切实可行而提出的一种书面材料。 项目可行性研究报告主要是通过对项目的主要内容和配套条件，如市场需求、资源供应、建设规模、工艺路线、设备选型、环境影响、资金筹措、盈利能力等，从技术、经济、工程等方面进行调查研究和分析比较，并对项目建成以后可能取得的财务、经济效益及社会影响进行预测，从而提出该项目是否值得投资和如何进行建设的咨询意见，为项目决策提供依据的一种综合性的分析方法。可行性研究具有预见性、公正性、可靠性、科学性的特点。 《汽车轮毂轴承单元项目可行性研究报告》主要是通过对汽车轮毂轴承单元项目的主要内容和配套条件，如市场需求、资源供应、建设规模、工艺路线、设备选型、环境影响、资金筹措、盈利能力等，从技术、经济、工程等方面进行调查研究和分析比较，并对汽车轮毂轴承单元项目建成以后可能取得的财务、经济效益及社会影响进行预测，从而提出该汽车轮毂轴承单元项目是否值得投资和如何进行建设的咨询意见，为汽车轮毂轴承单元项目决策提供依据的一种综合性的分析方法。可行性研究具有预见性、公正性、可靠性、科学性的特点。 《汽车轮毂轴承单元项目可行性研究报告》是确定建设汽车轮毂轴承单元项目前具有决定性意义的工作，是在投资决策之前，对拟建汽车轮毂轴承单元项目进行全面技术经济分析论证的科学方法，在投资管理中，可行性研究是指对拟建汽车轮毂轴承单元项目有关的自然、社会、经济、技术等进行调研、分析比较以及预测建成后的社会经济效益。 北京国宇祥国际经济信息咨询有限公司是一家专业编写可行性研究报告的投资咨询公司，我们拥有国家发展和改革委员会工程咨询资格、我单位编写的可行性报告以质量高、速度快、分析详细、财务预测准确、服务好而享有盛誉，已经累计完成6000多个项目可行性
JB_T102382001_汽车轮毂轴承单元_介绍
标准介绍与贯彻 8 ＪＢ／Ｔ１０２３８—２００１《汽车轮毂轴承单元》介绍 洛阳轴承研究所□李飞雪 1 概述 轮毂轴承的主要作用是承重和为轮毂的转动提供精确引导，它既承受轴向载荷又承受径向载荷，是一个非常重要的零部件。传统的汽车车轮用轴承是由两套圆锥滚子轴承或球轴承组合而成的，轴承的安装、涂油、密封以及游隙的调整都是在汽车生产线上进行的。这种结构使得其在汽车生产厂装配困难、成本高、可靠性差，而且汽车在维修点维护时，还需要对轴承进行清洗、涂油和调整。轮毂轴承单元是在标准角接触球轴承和圆锥滚子轴承的基础上发展起来的，它将两套轴承做为一体，具有组装性能好、可省略游隙调整、重量轻、结构紧凑、载荷容量大、为密封轴承可事先装入润滑脂、省略外部轮毂密封及免于维修等优点，已广泛用于轿车中 ， 在载重汽车中也有逐步扩大应用的趋 势。 随着汽车产量和保有量的增加，轮毂轴 承单元的需求量也在日益增大，许多轴承厂纷纷开始生产轮毂轴承单元。轮毂轴承单元属于技术含量较高的产品，对其设计和生产均有较高要求，可是目前市场上尤其是维修市场上的轮毂轴承单元良莠不齐，产品质量高低不一，因此需要对其制定标准，来规范和指导轮毂轴承单元的生产，以保证产品质量和安全使用性能的要求。JB/T 10238—2001《汽车轮毂轴承单元》就是这样一项标准。 2 JB/T 10238规定的主要内容及说明 （1）结构型式 从基本结构上看，第一代轮毂轴承单元是预调游隙、带或不带密封圈的双列轴承，第二代轮毂轴承单元是外圈带凸缘的双列轴承，第三代轮毂轴承单元的内、外圈均带凸缘，第四代轮毂轴承单元则进一步将双列轴承、连接法兰以及等速万向节的外套集成为一个整体。各代轮毂轴承及单元的基本结构和特征见表1。
电动汽车轮毂式驱动电机有限元分析_尚军军
北京力学会第18届学术年会论文集：计算力学 电动汽车轮毂式驱动电机有限元分析 尚军军杨庆生 （北京工业大学机电学院，100124） 摘要：本文确定了电动汽车轮毂式驱动电机的参数，采用了分数槽的方式，有效地减小了 电动机运转时所产生的转矩脉动。利用有限元软件对电动机的磁场进行了分析和计算，在 ANSYS中导入2-D模型，并对该模型进行划分网格、加载、求解，得到永磁直流电机的磁 场磁力线分布图、磁通密度模值、磁通密度矢量显示图、磁场强度分布图等分析结果，说 明了采用分数槽的钕铁硼永磁直流电动机具有磁性能好，磁化均匀，利用率高等优势。 关键词：永磁无刷直流电动机，分数槽，有限元 一、 轮毂式驱动电机的参数选择 通过查阅文献，本文采用适合作轮毂驱动电机的三相永磁无刷直流电动机。从减少电动机的定子齿槽引起的转矩脉动，从而降低电动机运转时产生的噪声的角度出发，采取分数槽技术。分数槽[1]是指电机的每极每相槽数为分数，它提高了槽满率，改善了反电势波形的正弦性，提高了电动机的性能。电机的槽数为51，极数为46，永磁材料为钕铁硼，它的额定数据如表1所示。 表1 轮毂式驱动电机的额定参数 额定功率额定转速额定运行电压额定运行电流最大转矩起动转矩倍数 2.7kw1000r/min 216v 14A 50Nm 5 二、 轮毂电机的有限元分析 首先创建有限元模型[2]。进入偏好设置，选择电磁分析选项中的Magnetic-Nodal, 设置好分析类型。进入前处理器并定义单元类型为Magnetic Vector下的Quad 8 node 53。定义材料属性：空气的相对磁导率值为1，材料编号为1；转子壳材料编号为2，相对磁导率为8000；永磁体材料编号为3，相对磁导率为1.14，磁化方向为X轴正方向，永磁体的矫顽力为755740A/m。电磁场分析模型可用AUTOCAD绘制并生成面域的SAT图形导入。导入后将其转化成ANSYS模型，并显示出来，对其进行布尔操作，使各个不同的面分开。建立局部坐标系，确定永磁体的充磁方向，通过三点在46个磁钢上建立46个局部坐标系。其次，进行网格剖分。给几何图形中各部分分配单元及材料属性，单
1 轮毂轴承性能试验大纲
车型零部件性能试验 试验大纲 产品名称：轮毂轴承 产品图号： 试验类型：性能检验 试验日期： 编制：审核：批准：
1.试验依据： 乘用车及商务车轮毂轴承技术标准 2.试验目的： 验证产品的性能是否满足要求。 3.试验对象： 轮毂轴承。 4.要求： 负荷试验机的压力不小于10KN，室温在20±1℃。 5.试验方法 5.1密封泥水试验 5.1.1定义：泥水试验是使轴承在泥浆水喷溅的条件下，用轴承寿命来描述轴承防泥水能力的试验。 5.1.2试验准备 5.1.2.1样本容量：2套，抽样4套，其中2套为备品及分析用 5.1.2.2样品套圈的端面上逐套编号 5.1.2.3样品在各项测试前应擦试干净，不得有油污 5.1.2.4称质量采用的天平精度应不低于6级，并定期鉴定. 5.1.2.5轴承在上机试验前称其质量 5.1.2.6与轴承配合的轴与壳体的公差应符合要求 5.1.2.7试验轴承必须安装正确,不得有压偏现象,不准敲打密封圈 5.1.3试验条件 5.1.3.1试验机为通过鉴定合格的轴承试验机 5.1.3.2试验条件: 泥水应符合：JISZ8901 8级，重量比为5%；流量：1×103m3/min 转速：N=300rpm时，向密封件喷溅试验1小时 N=1000rpm时，不喷溅试验1小时 目标时间：100小时 5.1.4试验过程 5.1.4.1凡因设备仪器故障或操作人员违反试验规程造成轴承失效时,应从记录中剔除 5.1.4.2试验轴承出现异常振动、噪声及其它异常现象时，应及时停机处理 5.1.4.3试验在载荷下起动和停机 5.2漏脂试验 5.2.1定义：漏脂试验是轴承在一定条件下运转，用轴承腔内润滑脂泄漏到轴承外部的情况来描述其防漏脂能力的试验。 5.2.2试验准备 5.2.2.1样本容量：4套，抽样数量6套，其中2套为备品及分析用。 5.2.2.2样品套圈的端面上逐套编号 5.2.2.3样品在各项测试前应擦试干净，不得有油污 5.2.2.4称质量采用的天平精度应不低于6级，并定期鉴定. 5.2.2.5轴承在上机试验前称其质量 5.2.2.6与轴承配合的轴与壳体的公差应符合要求 5.2.2.7试验轴承必须安装正确,不得有压偏现象,不准敲打密封圈 5.2.3试验条件 5.2.3.1试验机为通过鉴定合格的密封轴承试验机 5.2.3.2试验条件:
汽车轮毂轴承凸度有限元分析
!产品设计与应用# 汽车轮毂轴承凸度有限元分析 孙立明1,王大力1,赵滨海1,杨建虹2,颜 波2,张天平2 (1.洛阳轴承研究所 河南 洛阳 471039 2.万向集团技术中心 浙江 萧山 311215) 摘要:用ANSY S软件对桑塔纳轿车前轮毂轴承进行有限元分析,确定合理的凸度形式及滚子与滚道的最佳凸度匹配关系,给出了滚子、内圈滚道最佳凸度控制方程。结果表明:凸度形式及滚子与滚道的凸度匹配关系对轴承的载荷分布和承载能力有显著影响,最佳凸度控制方程对改进轮毂轴承凸度设计具有重要的指导意义。 关键词:轮毂轴承;有限元;凸度 中图分类号:TH133.3;O242.21 文献标识码:A 文章编号:1000-3762(2005)02-0001-04 Finite E lement Analysis on Crow ning for Automobile H ub Bearings S UN Li-ming1,W ANG Da-li1,ZH AO Bin-hai1,Y ANGJian-hong2,Y AN Bo2,ZH ANG T ian-ping2 (11Luoyang Bearing Research Institute,Luoyang471039,China; 21Wanxiang G roup T echnology Centrue,X iaoshan311215,Chian) Abstract:The crowning of the front hub bearings of Santana car is analyzed by using ANSY S finite element s oftware,and the proper crowning form and optimal crowning match relation between roller and raceway are determined.The optimal crowning control equations of roller and inner raceway is given.The results show that the crowning match relation between roller and raceway has an important in fluence for load distribution and capacity of the bearing,the optimal crowning control equations has mainly guiding meaning to improve crowning design of hub bearing. K ey w ords:hub bearing;finete element;crowning 近些年来,用户对圆锥滚子轴承的寿命提出了更为严格的要求,这不仅涉及到材料、热处理、制造水平、工装设备,而且涉及到轴承的设计,特别是滚子和滚道凸形、凸度量及最佳凸度匹配关系的确定。由于滚子和滚道接触分析属于非静定问题,滚子与滚道接触区的大小、应力、应变及应力和应变的分布状态用赫兹理论求解比较困难。因此,有必要采用现代设计方法,对这些问题进行分析求解。 1 滚子与滚道凸形和凸度量的确定 根据国内外轴承样品的对比分析结果及在滚子与滚道多种设计方案进行分析的基础上,仅对 收稿日期:2004-10-08 作者简介:孙立明,洛阳轴研科技股份有限公司产品开发部副部长,教授级高级工程师。滚子与内圈有凸度的情况进行仿真分析,并提出如下滚子与滚道凸度设计原则,在轻载时,滚子的有效接触长度为滚子长度的60%～70%,重载时,不出现应力集中。在此选择的凸形为修正对数曲线,并对4种情况的凸度匹配关系进行对比分析。所给出的凸度量分别为:滚子和滚道无凸度;滚子凸度2.4μm,内圈滚道凸度5μm,滚子凸度8μm,内圈滚道凸度10μm,滚子凸度15μm,内圈滚道凸度15μm。 2 滚子和滚道凸度有限元模型及仿真分析 在轴承中,由于滚子和滚道的接触特征完全一致,因此用一个滚子和滚道接触的局部模型就能够进行整体的凸度仿真分析。图1给出了有限元分析网格划分模型。 ISS N1000-3762 C N41-1148/TH 轴承 Bearing 2005年第2期 2005,N o.2 1-3
汽车轮毂轴承培训资料
汽车轮毂轴承培训资料 轮毂轴承的主要作用是承重和为轮毂的转动提供精确引导，它既承受轴向载荷又承受径向载荷，是一个非常重要的零部件。 一、发展历程 传统型汽车车轮用轴承 传统的汽车车轮用轴承是由两套圆锥滚子轴承或球轴承组合而成的，轴承的安装、涂油、密封以及游隙的调整都是在汽车生产线上进行的。这种结构使得其在汽车生产厂装配困难、成本高、可靠性差，而且汽车在维修点维护时，还需要对轴承进行清洗、涂油和调整。 其特点是： ◆不便施加预紧 ◆安装过程复杂 ◆需要充填润滑脂 轮毂轴承单元是在标准角接触球轴承和圆锥滚子轴承的基础上发展起来的，它将两套轴承做为一体，具有组装性能好、可省略游隙调整、重量轻、结构紧凑、载荷容量大、为密封轴承可事先装入润滑脂、省略外部轮毂密封及免于维修等优点，已广泛用于轿车中，在载重汽车也有逐步扩大应用的趋势。轮毂轴承单元主要经历了以下几代：
1、第一代轮毂轴承 第一代轮毂轴承是外圈整体式内圈背对背组合的双列角接触球轴承或双列圆锥滚子轴承。为保证安装后预紧载荷在规定范围内，预先设定初始轴承游隙，在汽车组装线上无需使用调整预紧载荷的隔圈。此外，轮毂轴承自带密封圈，省去了人工外部安装密封圈的步骤。 与传统型相比，第Ⅰ代轮毂轴承单元的特长是： ◆施加预紧简单又可靠。 ◆安装方便。 ◆不需要垫片。 ◆不需要补给润滑脂。 ◆结构紧凑。 ◆内置高性能密封圈。 2、第二代轮毂轴承 第二代轮毂轴承与第一代相比外圈带法兰盘的第二代轮毂轴承其特点是装配部件数较少，重量较轻，安装方便。第二代轮毂轴承外圈带有法兰盘，直接通过镙栓连接到悬架上(内圈旋转型)，或安装到刹车盘和钢圈上(外圈旋转型)。 第Ⅱ代轮毂轴承单元与第Ⅰ代轮毂轴承单元相比，特长是：
JB／T 10238—2001 汽车轮毂轴承单元
轴承行业国家标准： JB／T 10238—2001 汽车轮毂轴承单元 汽车轮毂轴承单元 Automotive wheel bearing units 1 范围 本标准规定了汽车用双列角接触球轮毂轴承单元、双列圆锥滚子轮毂轴承单元的代号方法、外形尺寸及技术条件。 本标准适用于轿车、轻型车用轮毂轴承单元的生产、检验和用户验收。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本啕为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB／T272—1993 滚动轴承代号方法 GB／T307．2—1995 滚动轴承测量和检验的原则及方法 GB／T307．3—1996 滚动轴承通用技术规则 GB／T699—1999 优质碳素结构钢 GB／T2828—1987 逐批检查计数抽样程序及抽样表(适用于连续批的检查) GB／T2829—1987 周期检查计数抽样程序及抽样表(适用于生产过程稳定性的检查) GB／T5671—1995 汽车通用锂基润滑脂 GB／T7811—1999 滚动轴承参数符号 GB／T8597—1988滚动轴承包装 GB／T18254—2000 高碳铬轴承钢 JB／T1255—2001 高碳铬轴承钢滚动轴承零件热处理技术条件 JB／T2974—1993 滚动轴承代号方法的补充规定 JB／T3574—1997 滚动轴承产品标志
JB／T6638—1993 滚动轴承保持架用玻璃纤维增强聚酰胺66 技术条件 JB／T6641—1993 滚动轴承残磁及其评定方法 JB／T7048—1993 滚动轴承工程塑料保持架技术条件 JB／T7050—1993 滚动轴承清洁度及评定方法 JB／T7051—1993 滚动轴承零件表面粗糙度测量和评定方法 JB／T7361—1994 滚动轴承零件硬度试验方法 JB／T8571—1997 滚动轴承密封深沟球轴承防尘、漏脂、温升性能试验规程JB／T8881—2001 滚动轴承零件渗碳热处理技术条件 3 符号和缩略语 4 代号方法 4．1 类型代号 4．2 尺寸代号 4．3 后置代号 4．4 示列 5 外形尺寸 5．1 双列角接触球轴承单元 5．2 外圈带凸缘的双列角接触球轴承单元 5．3 双列圆锥滚子轴承单元 5．4 外圈带凸缘的双列圆锥滚子轴承单元 外圈带凸缘的双列圆锥滚子轴承单元外形尺寸按表6的规定。 6 技术要求 6．1 材料及热处理 轴承套圈和滚动体均可采用符合GB／T18254规定的真空脱气轴承钢制造，热处理质量符合JB／T1255的规定。轴承套圈和滚动体也可采用渗碳钢制造，其热处理质量应符合JB／T8881的规定。 凸缘套圈采用符合GB／T699的50、55钢制造，热处理后滚道表面硬度为58HRC～64HRC，淬硬层深度≥1．5mm。凸缘也可采用性能不低于50、55钢的其他材料制造。 保持架采用符合YB／T6638的工程塑料制造，其技术条件按JB／T7048的规定；或与用户协商采用其他材料制造。 6．2 公差