轮毂轴承滚道变形校核方法技术

本发明专利技术公开了一种轮毂轴承滚道变形校核方法，包括如下步骤：步骤一、建立三维数模，利用三维绘图软件对轮毂轴承外法兰、转向节、螺栓及其载荷传递路径部件进行三维模型构建并形成装配体；步骤二、建立有限元模型，利用有限元前处理软件对三维数模进行网格划分，得到网格模型，并定义轮毂轴承各部件的材料属性，将网格模型导入到有限元分析软件，按照各部件之间的实际接触关系定义接触副，施加载荷和边界条件；步骤三、根据所述轮毂轴承有限元模型计算外法兰滚道圆度变形和滚道沿轴向方向的减小量。本发明专利技术能够在轮毂轴承的设计研发初期时模拟探究轮毂轴承的螺栓预紧力对滚道变形的影响，提高研发效率，有助于提高成品轮毂轴承的可靠性。的可靠性。的可靠性。

Checking method of hub bearing raceway deformation

【技术实现步骤摘要】
轮毂轴承滚道变形校核方法


[0001]本专利技术涉及一种轮毂轴承滚道变形校核方法。

技术介绍

[0002]汽车轮毂轴承作为汽车关键零部件之一，轮毂轴承的结构是否安全非常重要，一旦失效将造成非常大的损失，影响安全行驶及汽车稳定性。随着技术的发展，轮毂轴承主要零部件结构有钢球、小内圈、内法兰、外法兰、保持架、密封圈等，内法兰通过螺栓与制动盘连接、外法兰通过螺栓与转向节连接。引起轮毂轴承的失效的原因有很多，有安装不当产生的失效、也有使用环境原因产生的失效，也有结构等内在原因而产生的失效。比较典型的失效形式有滚道疲劳剥落、密封失效、法兰盘弯曲疲劳失效等。
[0003]轮毂轴承外法兰通过螺栓与转向节连接，并施加很大的螺栓预紧力，由于其结构特点，当施加的螺栓预紧力很大时，外法兰滚道会产生变形，伴随着会出现异响等失效形式的发生，目前，各大厂商在轮毂轴承设计前期均没有考虑螺栓预紧力对外法兰滚道变形的影响。

技术实现思路

[0004]为了克服现有分析校核方法存在的不足，本专利技术实施的目的是提供一种轮毂轴承滚道变形校核方法，用于模拟探究轮毂轴承的螺栓预紧力对滚道变形的影响。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种轮毂轴承滚道变形校核方法，包括如下步骤：步骤一、建立三维数模，利用三维绘图软件对轮毂轴承外法兰、转向节、螺栓及其载荷传递路径部件进行三维模型构建并形成装配体；步骤二、建立有限元模型，利用有限元前处理软件对三维数模进行网格划分，得到网格模型，并定义轮毂轴承各部件的材料属性，将网格模型导入到有限元分析软件，按照各部件之间的实际接触关系定义接触副，施加载荷和边界条件；步骤三、根据所述轮毂轴承有限元模型计算外法兰滚道圆度变形和滚道沿轴向方向的减小量。
[0006]进一步的，形成装配体的具体过程为：外法兰的端面与转向节直接配合安装，外法兰与转向节之间采用螺栓连接。
[0007]进一步的，所述轮毂轴承各部件的材料属性包括轴轮毂轴承外法兰、转向节、螺栓的弹性模量、泊松比。
[0008]进一步的，所述“按照各部件之间的实际接触关系定义接触副”具体包括：外法兰与转向节的配合面之间采用的接触类型为摩擦副，螺栓与外法兰之间采用绑定约束，螺栓与转向节之间采用绑定约束。
[0009]进一步的，所述“施加载荷和边界条件”具体包括：对转向节的螺栓孔施加全约束，对螺栓施加预紧力。
[0010]进一步的，所述“根据所述轮毂轴承有限元模型计算外法兰滚道圆度变形”具体包括：首先在有限元分析软件ABAQUS后处理模块中建立柱坐标系，柱坐标系的特点为Z轴沿着外法兰轴线方向，然后分别选取外法兰内外侧多个滚道位置沿圆周方向一圈节点，生成path路径，基于path路径生成该圈节点在柱坐标系中沿着径向R方向的位移，以测量的曲线绘制一条圆环曲线，同时，以测量的曲线最大值作为max，绘制一条圆环曲线，以测量的曲线最小值作为min绘制另一条圆环曲线，两者的差值作为圆度变化量，从而可得到外法兰不同滚道位置的圆度变化量。
[0011]进一步的，多个滚道位置包括外法兰外侧滚道沟底/外法兰内侧滚道沟底、外法兰外侧左挡边/外法兰内侧左挡边、外法兰外侧右侧挡边/外法兰内侧右侧挡边。
[0012]进一步的，所述“根据所述轮毂轴承有限元模型计算外法兰滚道沿轴向方向的减小量”具体包括：首先在有限元分析软件ABAQUS后处理模块中建立柱坐标系，柱坐标系的特点为Z轴沿着外法兰轴向方向，然后分别选取外法兰内外侧滚道左侧位置、右侧位置沿圆周方向一圈节点，生成path路径，基于path路径生成该圈节点在柱坐标系中沿着轴向Z方向的位移，以左侧位置测量的曲线绘制一条圆环曲线，以右侧位置测量的曲线绘制另一条圆环曲线，两者的差值作为滚道沿轴向方向的减小量，从而得到外法兰内外侧滚道沿轴向方向的减小量。
[0013]进一步的，所述外法兰内外侧滚道左侧位置、右侧位置分别包括左侧挡边位置和右侧挡边位置。
[0014]本专利技术的有益效果是：通过构建轮毂轴承有限元模型，充分考虑轮毂轴承外法兰与转向节的实际连接和运行中的受力情况，考虑螺栓预紧力对轮毂轴承外法兰滚道变形的影响，形成了完整的载荷传递路径，从而可真实反映轮毂轴承外法兰由于安装到转向节并拧紧螺栓后滚道的变形情况，并为此提供了可靠的数据，为轮毂轴承外法兰的结构设计提供参考，不仅提高了研发效率，而且能够避免在实际应用中由于滚道变形较大出现游隙过小导致失效情况的发生。
附图说明
[0015]图1为本专利技术实施例的轮毂轴承的结构示意图；图2 为本专利技术实施例的轮毂轴承滚道局部的剖面示意图。
具体实施方式
[0016]本专利技术实施例提供了一种轮毂轴承滚道变形校核方法，包括如下步骤：步骤一、建立三维数模，利用三维绘图软件对轮毂轴承外法兰1、转向节2、螺栓3及其载荷传递路径部件进行三维模型构建并形成装配体，具体过程为：外法兰的端面与转向节直接配合安装，外法兰与转向节之间采用螺栓连接。
[0017]步骤二、建立有限元模型，利用有限元前处理软件对三维数模进行网格划分，得到网格模型，并定义轮毂轴承各部件的材料属性，所述轮毂轴承各部件的材料属性包括轴轮毂轴承外法兰1、转向节2、螺栓3的弹性模量、泊松比，将网格模型导入到有限元分析软件，按照各部件之间的实际接触关系定义接触副，外法兰与转向节的配合面之间采用的接触类型为摩擦副，螺栓与外法兰之间采用绑定约束，螺栓与转向节之间采用绑定约束，施加载荷
和边界条件，对转向节的螺栓孔施加全约束，对螺栓施加预紧力。
[0018]步骤三、根据所述轮毂轴承有限元模型计算外法兰滚道圆度变形和滚道沿轴向方向的减小量；所述轮毂轴承有限元模型计算外法兰滚道圆度变形具体包括：首先在有限元分析软件ABAQUS后处理模块中建立柱坐标系，柱坐标系的特点为Z轴沿着外法兰轴线方向，然后分别选取外法兰1内外侧滚道沟底（11a、11b）、左侧挡边（12a/12b）、右侧挡边（13a/13b）位置沿圆周方向一圈节点，生成path路径，基于path路径生成该圈节点在柱坐标系中沿着径向R方向的位移，以测量的曲线绘制一条圆环曲线，同时，以测量的曲线最大值作为max，绘制一条圆环曲线，以测量的曲线最小值作为min绘制另一条圆环曲线，两者的差值作为圆度变化量，从而可得到外法兰内侧滚道沟底11a的圆度变化量、外法兰内侧左挡边12a的圆度变化量和外法兰内侧右侧挡边13a的圆度变化量，同理也可以得到外法兰外侧滚道沟底11b的圆度变化量、外法兰外侧左挡边12b的圆度变化量和外法兰外侧右侧挡边13b的圆度变化量，当然也不限于滚道沟底、左侧挡边和右侧挡边三个位置，选取的滚道位置越多越好，这样得到的结果会更利于判断滚道的圆度变化量。
[0019]所述轮毂轴承有限元模型计算滚道沿轴向方向的减小量具体包括：首先在有限元分析软件ABAQUS后处理模块中建立柱坐标系，柱坐标系的特点为Z轴沿着外法兰轴向方向，然后分别选取外法兰内外侧滚道左侧挡边（12a、12b）、右侧挡边（13a、13b）位置沿圆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轮毂轴承滚道变形校核方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、建立三维数模，利用三维绘图软件对轮毂轴承外法兰、转向节、螺栓及其载荷传递路径部件进行三维模型构建并形成装配体；步骤二、建立有限元模型，利用有限元前处理软件对三维数模进行网格划分，得到网格模型，并定义轮毂轴承各部件的材料属性，将网格模型导入到有限元分析软件，按照各部件之间的实际接触关系定义接触副，施加载荷和边界条件；步骤三、根据所述轮毂轴承有限元模型计算外法兰滚道圆度变形和滚道沿轴向方向的减小量。2.根据权利要求1所述的轮毂轴承滚道变形校核方法，其特征在于：形成装配体的具体过程为：外法兰的端面与转向节直接配合安装，外法兰与转向节之间采用螺栓连接。3.根据权利要求1所述的轮毂轴承滚道变形校核方法，其特征在于：所述轮毂轴承各部件的材料属性包括轴轮毂轴承外法兰、转向节、螺栓的弹性模量、泊松比。4.根据权利要求1所述的轮毂轴承滚道变形校核方法，其特征在于：所述“按照各部件之间的实际接触关系定义接触副”具体包括：外法兰与转向节的配合面之间采用的接触类型为摩擦副，螺栓与外法兰之间采用绑定约束，螺栓与转向节之间采用绑定约束。5.根据权利要求1所述的轮毂轴承滚道变形校核方法，其特征在于：所述“施加载荷和边界条件”具体包括：对转向节的螺栓孔施加全约束，对螺栓施加预紧力。6.根据权利要求1所述的轮毂轴承滚道变形校核方法，其特征在于：所述“根据所述轮毂轴承有限元模型计算外法兰滚道圆度变形”具体包括：首先在有限元分析软件ABAQ...

【专利技术属性】
技术研发人员：童学根，刘旭东，谢辉，
申请(专利权)人：上海人本集团有限公司，
类型：发明
国别省市：