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载货车前桥轮毂轴承走外圈故障的有限元仿真分析陈长波;时晓军;孔德利【摘要】结合理论分析,明确轮毂单元侧滑工况受力,然后利用有限元分析软件ANSYS Workbench对载货车前桥轮毂及其轴承进行有限元分析,得出其侧向附着系数分别为1.0、0.7、0.5以及0倍的侧滑工况下轮毂轴承孔相对变形量.将各工况分析数据进行对比,结合齿圈结构状态提出改进措施.【期刊名称】《农业装备与车辆工程》【年(卷),期】2018(056)007【总页数】4页(P98-101)【关键词】轮毂;轴承走外圈;侧滑工况;有限元【作者】陈长波;时晓军;孔德利【作者单位】262200 山东省诸城市诸城市义和车桥有限公司;262200 山东省诸城市诸城市义和车桥有限公司;262200 山东省诸城市诸城市义和车桥有限公司【正文语种】中文【中图分类】U463.3430 引言轮毂轴承单元是车桥轮边总成中的重要零部件，起着承载的重要作用。
载货车在实际使用过程中因经常超载及行驶路况较差等复杂原因，车桥轮边总成经常出现轴承外圈与轮毂轴承孔配合松脱问题，随着轴承外圈与轮毂轴承孔两者配合间隙逐渐增大，最终导致整个轮毂单元失效，必须更换整套轮毂和轴承，对车桥生产厂商及汽车制造厂家造成很大的维修成本和售后服务压力。
减少这一故障，对于保证产品质量、降低售后服务成本格外重要[1-2]。
通过观察市场三包退回的失效件可以看到，轮毂轴承孔有明显的走外圈痕迹及开裂现象，如图1所示。
汽车在使用过程中会有不同的工作状态，综合这些工作状态，可以归纳为3种不同的工况：动载工况、侧滑工况和制动工况。
在这三种工况中，侧滑工况的轮毂轴承截面弯矩最大，因而造成的变形也最大。
为研究轮毂轴承孔在极限侧滑工况下的相对变形量。
本文首先对轮毂在极限侧滑工况下的受力进行了理论计算，其次利用三维建模软件SolidWorks绘制轮毂及相关零部件的三维模型，然后将其导入有限元分析软件ANSYS Workbench中进行分析，最后得出轮毂轴承孔在侧滑工况下的相对变形量。
题目：在柴油机点火系中，一般都采用负极搭铁。
（）
选项A：对
选项B：错
答案：错
题目：发动机外特性曲线上的各点均表示发动机在各转速下的全负荷工况。
（）选项A：对
选项B：错
答案：对
题目：汽车变速器盖上的通气孔堵塞，会造成变速器漏油
选项A：对
选项B：错
答案：对
题目：若汽车车轮轮毂轴承磨损过甚，会导致轮毂轴承异响，应更换新轮毂轴承
选项A：对
选项B：错
答案：对
题目：电控单元是电控发动机电子控制系统的重要组成部分
选项A：对
选项B：错
答案：对
题目：绞削操作时，为保证孔的光洁，应正反向旋转铰刀
选项A：对
选项B：错
答案：错
题目：汽车变速器变速杆球头限位销磨损松旷、脱落或球头磨损过量，将引起变速器跳挡选项A：对
选项B：错
答案：错
题目：现代汽车电气系统采用单线制时，电源必须为正极搭铁
选项A：对
选项B：错
答案：错
题目：汽车在良好平坦的公路上弯道行驶时，差速器的行星齿轮既公转又自转
选项A：对
选项B：错
答案：对
题目：汽车变速器齿轮油变稀或品质恶化，会造成变速器漏油
选项A：对
选项B：错
答案：错
题目：空燃比大于14.7的混合气为（）混合气。
选项A：功率
选项B：浓
选项C：稀。
第三代汽车轮毂轴承游隙的分析与检测研究叶凯锋（浙江丰波机电科技有限公司浙江杭州311221）摘要：当前，我国的轮毂轴承通常都是利用正游隙技术来进行生产的，这样生产出来的轴承使用期限一般都不会很长。
本文根据第三代的汽车轮毂轴承单元智能安装项目，针对该单元负游隙技术，展开了相关的研究，依照相匹配的合套技术及铆合工艺，对轴承的游隙值进行一定程度上的掌控，实现轴承的负游隙化。
本文基于赫兹接触理论来构建一个轮毂轴承弹性变量与负游隙之间的相关关系，以及从负距离测量到零弹性变形测量——实现成品轴承游隙和弹性变形的一个例子，最终使第三代轮毂轴承提供快速、轻松测量的能力。
关键词：轴承的滚动测量游隙技术负距离中图分类号：U463.343文献标识码：A文章编号：1674-098X(2022)02(c)-0079-04汽车的核心功能部件之一就是轮毂轴承，它的运行状态直接决定了整车的安全性、舒适性和可靠性［1-2］。
现在，全球范围内在市场上出售或正在使用的轿车基本都是利用的第三代轮毂轴承，对比一代和二代，第三代具备非常高的集成度，能够更好地帮助汽车实现轻量化，高的集成度不仅有效缓解了滚动轴承在高速转动时会产生的打滑现象，汽车的安全性也得到了一定的保证。
一般来说，有预紧会在结束第三代轮毂轴承安装之后来施加，形成负游隙。
相关研究［2］中，非线性弹簧质量系统与轮毂轴承相等，并且经过测量轴承触点的固有频率侧面地，获得轴承的负间隙。
有研究［3］首创了一种由多体力学为根本的光线追踪算法，该算法使用轮毂轴承单元的内圈旋转情况来说明负游隙。
也有研究［4］提出一种用建立轴承预压与负间隙之间的关系并测量轴承预压来计算轴承负游隙的方式。
还有研究［5-8］根据完成钢球接触副和轮毂轴承外圈对超声频率回馈信号的检查，以此来初步预算轴承预紧力。
基于上述研究，根据赫兹接触理论，构建赫兹弹性变量与负游隙差的相关关系［9-14］。
测量负游隙能够变成测量弹性变化的差。
汽车第3代轮毂轴承单元的振动测试与分析李雪原;雷良育;董亮;刘兵;张辉【摘要】汽车第3代轮毂轴承单元的振动测试技术还处在起步阶段,为研究其振动规律,采用国内某公司生产的加速度振动测试仪,对轮毂轴承单元进行振动测试,得出其时域和频域波形图,通过分析波形图的有效值和峰值等指标,发现产品的域值出现突变现象.结果表明,域值突变的汽车第3代轮毂轴承单元振动现象较为明显,有助于发现产品在设计和生产中存在的缺陷和质量问题,为轮毂轴承单元的振动测试、试验分析和优化设计提供了理论支撑和实践指导.【期刊名称】《汽车工程师》【年(卷),期】2017(000)006【总页数】4页(P31-33,37)【关键词】轮毂轴承单元;振动;测试;分析【作者】李雪原;雷良育;董亮;刘兵;张辉【作者单位】浙江农林大学;浙江农林大学;浙江农林大学;浙江农林大学;浙江农林大学【正文语种】中文作为汽车的关键零部件，轮毂轴承单元起到支撑和传动作用[1-3]。
由于轮毂轴承单元的设计机构、加工制造精度、装配条件和运行环境等因素的影响，容易产生振动现象。
如果振动过大，将会降低轮毂轴承单元的使用寿命，影响汽车的整体安全性，甚至引发交通事故，因此振动要控制在一定范围内。
然而汽车第3代轮毂轴承单元的振动测试技术还处在起步阶段，使用传统的工程方法无法对其进行深入的振动测试和分析。
文章提出一种加速度测试方法，对汽车第3代轮毂轴承单元进行振动测试，再对采集到的数据分析归纳，得出其规律并发现合理的振动频率范围，为汽车第3代轮毂轴承单元的质量管控提供参考依据。
1 轮毂轴承单元振动测试原理轮毂轴承单元的振动测试原理与一般的振动测试原理有着诸多相似之处。
按测量的方式主要分为加速度测量和速度测量2种方式[4]。
根据轮毂轴承单元的结构特点，文章采用加速度测量方法来进行轮毂轴承单元的振动测试技术研究。
所采用的轮毂轴承单元振动测试装置的工作原理，如图1所示。
图1 轮毂轴承单元振动测试装置工作原理本轮毂轴承单元振动测试装置，主要包括主轴润滑油路系统、主轴传动装置、进料输送带、进料托爪机构、工件螺栓定位机构、工件夹持提升移动定位机构、轴承加载装置、加速度型传感器检测装置、出料输送带（合格与不合格）、电脑测量仪器及控制系统11个部分。
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 units1 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。
汽车轮毂轴承单元应用及其常见故障解析【摘要】本文介绍了轮毂轴承单元的发展概况、不同类型的结构性能，以及轴承在安装过程中必须注意的事项，对轮毂轴承单元的常见故障也作了解析。
关键词轮毂轴承单元；发展；类型；安装；故障0前言轮毂轴承单元主要用于承受通过悬架系统传递而来的汽车重量，以及为轮毂的转动提供精确引导，是汽车载重和转动的重要组成部分，下文对轮毂轴承单元的应用、常见故障进行阐述。
1发展概况20世纪50年代，汽车前轮、后轮轴承采用的分别是两套角接触球轴承和一套单列向心球轴承，到60年代，前轮、后轮轴承采用的分别是两套圆锥滚子轴承和圆柱滚子轴承，60年代后期随着汽车出现前轮驱动，因驱动轴加粗需加大轴承孔径，同时轴向空间受限，需减少轴承宽度，开始研制出带有组合密封的双列轴承，70年代开始研发轿车用双列轴承单元，90年代中期后，轮毂轴承单元开始广泛应用在各种汽车上，向集成化、轻量化、装配简便化方向发展。
2轮毂轴承单元的类型轮毂轴承单元具有组装性能好、免调整游隙、免维护、重量轻、结构紧凑、载荷容量大的性能，已广泛应用于各类轿车及载重汽车，目前在广泛使用的轮毂轴承单元有第一代、第二代、第三代，处于研发试制阶段的有第四代。
第一代轮毂轴承单元如图1所示，是外圈整体型双列轴承，出厂前预先设定好最佳工作游隙，使用安装时无需调整，并采用多唇迷宫式密封结构，一次性专业润滑，安装方便、结构紧凑、性能可靠。
第二代轮毂轴承单元如图2所示，是将轮毂轴承外圈与相配合的安装凸缘制成一体的结构，除具有第一代的全部优点外，由于其外圈与安装凸缘整合为一体，因此刚性好，可靠性高。
第三代轮毂轴承单元如图3所示，是将轮毂轴承与联接轮毂的安装凸缘、联接万向节的凸缘芯轴以及传感器集成为一个总成部件，对轴承用户来说，这意味着简化了轴承设计与安装，并可以减小重量和外形尺寸，其中内置轮速传感器已成为发展趋势，实现了机电一体化发展，与第二代轮毂轴承单元相比，其整体刚性更好、承载能力更强、可靠性更高。
轮毂滚动轴承的拆装。
一般应在专门的轴承拉器或压床上进行(拉出或压人)。
在无条件的情况下，最常用的方法是将轴垂直夹牢在台钳上，用低碳钢平冲(或专用打头)抵紧在轴承内圈上(不能直接敲打轴承，以免变形损坏)，用手锤在对称位置依次交替均匀地打下，要防止歪斜，使轴承平稳地渐渐退下。
操作时要将冲子拿稳，防止滑到保持架上打坏变形或损坏轴颈。
拆装的作用力尽可能施于静配合座圈上。
不允许经过滚子或滚珠传递外力，应在配合较紧的座圈上加力(压入用的工具应直接顶在轴承内圈或外圈上)，以避免滚动体和滚道工作表面上产生凹痕，甚至损坏轴承。
若轴承内圈与轴配合有过盈•最好将轴承放在温度为80~90"C的机油中加热，但轴承不能与槽底相接触，因为槽底温度超过油温，这样可能致使轴承过热。
不论从轴上或孔中取出轴承，都应以拉出或压出为好，以免损坏。
安装时，轴承端面应与轴肩或孔的支承面贴紧。
轴承调整检查必须在紧固轴承盖时进行，拧紧螺栓力矩应按工厂标准规范。
在实际工作中还会遇到因装配过盈量太大、轴承和轴咬死的现象，拆卸相当困难。
当确定此轴承已经损坏，不能继续使用，而又无法取出时，可在不伤害相关零件情轴承的装配调整及润滑要求。
在整车技术条件和汽车使用手册中均作了明确的规定，用120~150N•m的力矩拧紧锁止螺母，同时转动轮毂2～3圈，使轴承完全贴合，再用120~150N•m的力矩拧紧锁止螺母，使轴承处于正确位置。
再把锁止螺母旋回1／3圈，若开口销槽孔不能对齐时，可将转向节螺母再旋出少许直到对齐，装入开口销。
有的在汽车使用手册中给出调整以后的转动轮毂的阻力矩。
如EQll08G型汽车使用手册中规定调整轮毂轴承的转动力矩2•06～4•8N•In(车轮螺栓处的切向力为15~35N)。
总而言之，既要保证车轮能自由转动又无明显的轴向窜动和摆动。
有经验的驾驶员均会在新车行驶500km之内，手摸轮毂检查轴承调整是否得当，一旦发热烫手立即重新调整。
在装回前轮毂及车轮前，应在轴承内环和各滚锥之间的间隙中，填满润滑脂，再装回轮毂内，并装上油封；再将毂内腔上涂以薄薄一层润滑脂，然后将油封和转向节轴上涂一层薄润滑脂，将轮毂装回转向节(注意左右两边轮毂不可装错，一般车辆轮毂上的轮胎螺栓是左反右正)，并装上外轴承和转向节螺母。
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。
与承受驱动或转向要求而引起负荷的前轮毂相反，前轮驱动车辆的后轮毂轴承只承受径向的负载。
因此，如今使用的前轮驱动车辆的后轮中，可以看到各种各样的轴承。
现今国际上广泛使用的由SKF 设计的轮毂单元有：
第一代轮毂单元：由双列角接触球轴承组成。
第二代轮毂单
元，使得汽车维修过程
中的安装变得更容易。
这种系列在外圈上有一
个用于将轴承安装在轴
上的法兰，简单地将轴
承套在轮轴上，并用螺母固定到位。
第三代轮毂单元，当今，许多全球性的汽车制造商都采用SKF 第三代轮毂单元和防抱制动系统相配合。
这种轮毂单元设计成具有内法兰和外法兰，内法兰用螺栓固定在驱动轴上，外法兰将整个轴承安装在一起。
避免轴承失效的提示
在下列篇幅中，SKF 描述了若干普遍情况下未能正确安装轴承的例子。
从下面的例子中，可以看到不按照指定程序安装或没有良好的工作习惯将很容易导致错误。
小心安装。
轴承，尽管有结实的结构以及给人一种坚固的感觉，但它却是一种很敏感的机械零部件，通常情况下，必须小心地使用。
即使在运输途中，仓储或安装时的一些微小过失(不小心)，也会损伤轴承的内部几何形状，从而反过来导致轴承的早期失效，并对相关部件造成潜在的损坏。
致命的灰尘。
使用轴承的第一个需考虑的要素是工作场所必须保持尽可能的清洁，即使是一颗非常细小的尘粒或砂粒进入轴承，也会对轴承内部造成损伤，从而不可避免地缩短轴承的使用寿命。
使用正确的工具。
第二个需要考虑的因素是用于拆装轴承的工具类型。
合适的工具能确保工作质量又快又好。
安装步骤。
第三个重要因素是须遵循正确的安装步骤，始终参阅汽车制造厂车间的操作手册。
特别是对轴承部件施加不正确的安装力会使轴承提前失效。
如果轴承或密封圈在安装过程中受损，将会产生提前失效。
带ABS的轮毂单元和轴承。
带整个磁性和密封圈的第一代轮毂轴承必须根据汽车制造商的规定按正确的方向安装到适当的位置。
所有带ABS的轴承只能在安装前从包装盒中取出，这类轴承对任何磁场都很敏感。
让它们远离磁场，如使用电动机或电动工具等。
当安装这些轴承时，通过路试来验证轴承的运转——在仪表盘上查看ABS警报指示。
失败分析
通过对早期失效轮毂轴承的分析，SKF掌握了大量轴承失效的原因及如何防止的方法。
安装过程中轴承和轴安装误差引起的损害。
在安装过程中，如果内圈和轴之间产生安装误差，轴承和周围部件将会发生塑性变形，从而影响轴承的工作环境，在后续阶段会产生噪声和剥落现象。
不合适的夹紧负载。
过大预负载和过大的夹紧负载迫使滚动体工作于非理想状态，在这种工作条件下，温度升高，导致油脂的润滑性丧失，使滚道表面状态恶化，在后续工作阶段会发生剥落现象。
低夹紧负载会引起内圈发生位移，使得轴承工作不在适当的预载下，而是在大的轴向间隙条件下。
在整个工作寿命期间，这个间隙将日趋增大，轴承的滚道上将会出现如图所示，经常是两条明显的运行轨迹。
另外，内圈相对轴会发生转动，从孔径上的发光表面可以看出。
不合适的运转条件可能在滚道上产生鳞状纹，从而在转动中产生噪声。
安装过程中的损伤。
安装误差：施加于密封件的冲击载荷可能显著影响它的功能，导致密封唇和抛油环表面不能正确接触，这样降低了密封性能，在这种情况下，水和/或者其它污物(灰尘、脏东西)可能会渗入。
水的渗透。
当水和腐蚀性物质进入轴承内部并达到一定的数量时，使得润滑油不能为材质表面提供保护时，就会发生氧化。
这个过程的后果是形成腐蚀坑，最终导致表面剥落，尤其是在内、外圈与滚动体相接触的区域更明显。
螺纹损伤。
当螺栓和螺栓孔之间出现安装误差时，在拆装螺栓过程中，有法兰的轮毂单元(第二代和第三代)通常会发生螺纹的损坏。
塑性变形。
当超过材料的屈服力时，塑性变形就产生了。
当静态载荷和冲击载荷超载时，与滚动体相接触的轴承滚道上就会出现凹陷的塑性变形。
这些和滚动体间距相同的滚道上的塑性变形可能因后阶段的连续滚压而不可避免地出现剥落现象。
如果把安装力施加在错误的轴承圈上，则通过滚动体使得滚道和滚动体出现凹陷。
如果预负载过大，也会发生过载现象，在这种情况下，损伤不仅出现在滚子上，而且对其它部件也会造成相应的损伤。
由于受损滚动体的连续滚压可能在滚道上产生压痕，在后续阶段会不可避免地产生剥落现象。
轮毂单元的密封问题。
密封圈的功能是将润滑脂密封在轴承内，避免引起腐蚀和永久失效的水和尘粒的进入。
适量的油脂渗透是允许的，这样可以将外界类似污物的东西与密封圈隔开，以起到保护作用。
冲击损伤。
所有轴承对碰撞和冲击都很敏感。
在安装轴承时，决不能使用榔头，SKF建议使用合适的安装工具。
