汽车轮毂轴承单元密封件设计改进研究

摘要在石油资源紧缺和环境污染日益严重的背景下，某车企为满足油耗法规要求，急需对某款油耗较高的前置前驱MPV车型进行阻力优化研究。

本课题采用理论分析与试验研究相结合的方法，探究目标车型传动系统的阻力水平与分布规律，明确关键传动部件-轮毂轴承对传动系阻力特性的影响比重与优化空间。

分析影响轮毂轴承摩擦力矩的相关因素，试验探究各因素对其摩擦力矩的影响规律，并制定优化方案。

将优化后的样件装车并进行整车阻力与油耗试验，验证优化措施的有效性。

本文的研究工作及成果如下：（1）分析车辆动力传递过程中传动系的能耗损失，使用逐级拆解的测试方法对目标车和对标车传动系进行阻力分布测试。

试验结果表明，目标车的整车空挡平均阻力分别高于两对标车14N与33.4N。

传动系中轮毂轴承+轮胎部分的阻力占总传动阻力的比重最大。

且与对标车相比，目标车轮毂轴承阻力性能存在较大的优化提升空间。

（2）对轮毂轴承单元所受摩擦力矩进行分析，明确影响其摩擦力矩的相关因素。

研究表明轮毂轴承的密封和润滑脂部件对其摩擦力矩有重要影响。

对密封型式与结构参数进行优化，优化后的密封件可降低轮毂轴承摩擦力矩12%。

对润滑脂配方进行优化，试验表明所得测试油脂最高可降低轮毂轴承摩擦力矩9.9%。

（3）对轮毂轴承的最佳工作游隙进行研究，分析负游隙对轴承摩擦力矩与疲劳寿命的影响。

摩擦力矩试验表明，负游隙绝对值越小，轴承摩擦力矩越小，在轴承要求的公差范围内最高可降低摩擦力矩11%。

将负游隙绝对值减小并控制在0.01~0.02mm之间，经疲劳寿命试验验证，该范围的轮毂轴承可满足疲劳及可靠性要求。

（4）制定轮毂轴承的优化方案，并进行样件试制。

将原厂轮毂轴承与优化后的样件先后装车，进行整车阻力及整车燃油经济性试验。

试验结果表明，优化后的轮毂轴承可使整车传动系阻力矩大幅降低，其中左前轮阻力矩降低6.35%~19.28%，右前轮阻力矩降低18.41%~21.22%；同时整车油耗降低了80mL/100km，降低百分比为1.1%。

密封圈对轮毂轴承阻力的影响分析与试验探究稿莫易敏;向科鹏;高勇;姚亮【摘要】针对某前置前驱车型轮毂轴承的阻力较大,笔者在理论分析的基础上,通过ABFT-1轮毂轴承摩擦力矩试验机对该车型轮毂轴承进行试验探究.试验对比了轮毂轴承单元在三种不同密封状态下的摩擦力矩变化趋势,得出内侧密封圈对轮毂摩擦力矩的影响较外侧密封圈大约36.5％,且随着转速的增大,摩擦力矩有增大的趋势.基于试验结果,对密封圈进行优化后,在摩擦力矩试验机以及整车上进行了验证,结果表明:优化后的轮毂摩擦力矩较原来降低了0.18Nm,整车油耗降低了0.03L/百公里,滑行距离增加了57.5m.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2019(000)006【总页数】5页(P223-226,230)【关键词】密封圈;轮毂轴承;摩擦力矩;油耗;滑行距离【作者】莫易敏;向科鹏;高勇;姚亮【作者单位】武汉理工大学机电学院,湖北武汉 430070;武汉理工大学机电学院,湖北武汉 430070;上汽通用五菱汽车股份有限公司,广西柳州 545007;武汉理工大学机电学院,湖北武汉 430070【正文语种】中文【中图分类】TH16;U463.2121 引言整车能耗主要取决于发动机和传动系统，轮毂轴承作为传动系一环，它影响着传动系效率。

而在评价轴承的运转功能以及灵活度时，摩擦力矩是一项重要的指标。

为了降低轮毂轴承的阻力，降低传动系的阻力，提高整车燃油的经济性，对于轮毂轴承摩擦力矩的深入探究很有必要。

关于轮毂轴承，国内外做了较多的研究。

文献[1]对低力矩轮毂轴承的密封圈进行过研究，首先对密封圈优化前后进行有限元分析对比，然后用摩擦力矩测试和泥水稳定性测试验证了优化的可行性，这为轮毂轴承密封圈的优化提供了一种思路。

文献[2]为了提高重型卡车驱动桥的效率，通过对驱动桥密封圈进行试验，评估了速度和温度对密封件的影响，尽管最终得到了密封件对后桥功率损耗的影响趋势，但却没有对它进行进一步的优化。

汽车轮毂轴承的密封结构设计及性能研究的开题报告一、研究背景汽车作为现代交通工具的代表，它的发展和运行对社会和经济都有着重要的作用。

汽车轮毂轴承作为汽车行驶的核心零部件，直接影响到汽车的行驶安全性和运行性能。

然而，由于工作环境的影响和长期的使用磨损，轮毂轴承往往容易出现磨损、泄漏等问题，这对汽车的性能和寿命都会产生不良影响。

因此，研究汽车轮毂轴承的密封结构设计及其性能具有重要的实际意义。

二、研究目的本研究的目的是探索汽车轮毂轴承的密封结构设计及其性能，主要包括以下几个方面：1. 分析轮毂轴承的密封结构在不同工作环境和工况下的优缺点，明确当前轮毂轴承密封结构存在的问题和改进方向。

2. 设计一种基于新型密封材料的轮毂轴承密封结构，通过仿真和实验验证改进效果。

3. 研究密封结构对轮毂轴承性能的影响，包括轮毂轴承的密封性能、耐磨性、轴向可调性等方面。

三、研究内容和方法1. 分析现有轮毂轴承的密封结构的优缺点，确定改进方向和设计要求。

2. 设计一种基于新型密封材料的轮毂轴承密封结构，包括密封盖、密封圈、密封剂等各个组成部分。

3. 进行仿真分析，验证设计是否可行，优化设计方案。

4. 打样制作，并进行实验验证，测试轮毂轴承的性能指标。

5. 对实验数据进行统计分析，评估新型密封结构对轮毂轴承性能的影响。

四、预期成果和意义通过本研究，预计可以得到以下成果：1. 设计一种基于新型密封材料的轮毂轴承密封结构，具有较好的防泄漏、耐磨性和轴向可调性等优良性能。

2. 验证新型密封结构的实际性能，提高轮毂轴承在恶劣环境下的安全性和可靠性，延长使用寿命。

3. 为轮毂轴承的密封结构优化和性能提升提供可靠的理论和实践依据。

综上所述，本研究对于提升汽车轮毂轴承性能和安全性，优化轮毂轴承的密封结构具有重要的理论和实践意义。

汽车轮毂轴承唇形密封圈密封性能优化研究胡永乐;邓四二;李影;张文虎;黄晓敏【摘要】为优化汽车轮毂轴承唇形密封圈的结构,在ANSYS有限元分析软件中建立其有限元模型,研究轴向过盈量、弹簧以及侧唇倒角对唇形密封圈密封性能的影响.研究结果表明:轴向过盈量对唇形密封圈的密封性能影响较大,当轴向过盈量小于0.5 mm时,随着轴向过盈量的增大,唇形密封圈的密封性能变好,当轴向过盈量大于0.5 mm时,随着轴向过盈量的增大,唇形密封圈的密封性能变差;与带弹簧的密封圈相比,不带弹簧的密封圈的最大等效应力、应变和接触压力的出现位置发生改变,且其最大值皆小于带弹簧密封圈的,因此带弹簧唇形密封圈的密封性能更好;与上侧唇倒角相比,下侧唇倒角对密封圈等效应力分布的影响更大,对密封性能的影响更加明显.【期刊名称】《润滑与密封》【年(卷),期】2018(043)009【总页数】8页(P54-61)【关键词】汽车轮毂轴承;唇形密封圈;过盈量;密封性能【作者】胡永乐;邓四二;李影;张文虎;黄晓敏【作者单位】河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003;河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003;辽宁重大装备制造协同创新中心辽宁大连116024;慈兴集团有限公司浙江宁波315301;河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003;重庆工业职业技术学院机械工程学院重庆401120【正文语种】中文【中图分类】TB42密封圈作为汽车轮毂轴承的关键部件之一，主要作用是阻止外界的油污、泥沙、粉尘以及水汽等污染物的进入，同时防止轴承内部的油脂向外侧泄漏，对汽车轮毂轴承的密封、润滑以及使用寿命起着至关重要的作用。

SUI等[1]在带盘式装置的摩擦试验台上对汽车曲柄轴中聚四氟乙烯径向密封唇的磨损与摩擦问题进行试验研究，研究结果表明：轻微的磨损对密封件的接触压力分布及尺寸有较大影响。

LEE等[2]对密封件与轴之间不同过盈配合下的密封唇的接触宽度与接触应力进行了仿真与试验研究，设计并制造了用于测量不同过盈配合下的密封唇的接触区域的宽度与压力的简单设备。

论坛车轮组45°剖分轴承座的结构改进优化设计文/赵波马燕王国滨李富荣夏萍摘要：针对45°剖分轴承座结构安装拆卸车轮组方便，但加工精度、工艺要求及成本高，安装使用后出现状况不容易调整的问题，对轴承座进行改进和优化，增强其实用性和易于制作加工，降低成本。

关键词：结构改进优化设计增强实用和适应性降低成本在工业各行业中，起重机作为普遍和重要生产设备，其工作环境恶劣，作业效率高，特别在冶金行业吊运冶炼炽热液态金属包时，要求高空和连续作业，正常的日常必须维护都有时间限制，在空中拆装和调整车轮组时就需起重机停止工作才能为之，时间长将影响整条生产线停产停工。

以前起重机通常采用角型轴承箱的车轮组，见图一。

这种轴承箱与端梁弯板用螺栓及调整垫连接，可较大量的调整起重机的轮距、垂直度及水平偏斜，装配车轮的小车架或桥架端梁不需要机械加工，只需按尺寸焊接成型即可。

但更换车轮组时，需要反复调整找正以弥补焊接结构带来的误差。

做业时间长空中作业危险高，还要整个生产线停工停产，影响大。

引进的国外45°剖分车轮组具有不需找正更换快捷的特点，使其在起重机使用界得到追捧和流行，但其毛坯45°剖分轴承座需与小车架或桥架端梁焊为一体，整体找平后一起加工镗孔，以加工找正来弥补整体铆焊结构的各种误差。

尺寸小的台车、轮距和基距都小的小车架还不需要比较大的机床来加工。

对于未采用台车的桥吊端梁或门吊的下横梁及大吨位大起升高度的小车架，一般轮距都比较大，而且本身是焊接件，如果镗孔的话，需要特大型机床才能加工。

还需要设置加工基准，加工困难，成本高，费工费时。

即使这样起重机在工作过程中，在载荷作用下，主梁和端梁会产生一定的变形，加工装配出的精度也不能保持不变，因此也不能保证车轮的垂直和水平偏斜要求。

国内中小型起重机生产企业一般都不具备这种钢结构件整体加工的设备和能力。

用户要求又得满足，多数生产企业只能将轴承座先加工好后再进行调整装配焊接。

汽车轮毂轴承单元项目可行性研究报告一、项目背景及意义随着汽车行业的快速发展，汽车轮毂轴承的需求量也在不断增加。

而目前轮毂轴承的制造和维修工艺相对较为落后，无法满足市场快速发展的需求。

因此，推动轮毂轴承单元项目的开发，具有重要的意义。

二、项目目标1.提高轮毂轴承的生产效率，减少生产成本；2.提高轮毂轴承的品质和使用寿命；3.降低轮毂轴承的维修成本和安全风险。

三、项目可行性分析1.市场需求：汽车轮毂轴承是汽车关键零部件之一，需求量大且持续增长，市场潜力巨大。

2.技术可行性：目前已有相关技术，如高精度加工技术、涂层技术等，可以保证轮毂轴承的品质。

3.资源可行性：项目所需的人力资源和物力资源可以满足。

4.竞争可行性：目前市场上轮毂轴承单元项目较少，竞争相对较小。

5.经济可行性：经过初步的市场调研，项目预计可以带来良好的经济效益。

四、项目实施方案1.技术改进：引入先进的轴承加工设备，提高轮毂轴承的生产效率和品质。

2.质量管理：建立完善的质量管理体系，确保轮毂轴承的品质。

3.供应链管理：与供应商建立长期稳定的合作关系，确保原材料的质量和供应稳定性。

4.市场拓展：积极开展营销活动，扩大销售和宣传渠道，提高项目在市场上的知名度。

5.售后服务：建立完善的售后服务体系，提供快速、及时的维修和售后支持。

五、预计经济效益1.市场占有率：根据相关市场调研数据，预计项目开展后市场占有率可以达到10%以上。

2.销售收入：按市场预测，项目首年销售收入预计可以达到500万元。

3.利润：项目计划前三年的利润率预计为20%，预计总利润可达100万元以上。

4.资金回收期：项目预计资金回收期为3年。

六、风险分析及对策2.市场风险：市场竞争激烈，可能会对项目产生一定的影响。

对策是通过营销和宣传，提高项目的竞争力。

3.供应链风险：供应商问题可能会影响项目的生产和交货能力。

对策是建立供应链管理体系，确保原材料的质量和供应的稳定性。

七、项目总结及建议通过对汽车轮毂轴承单元项目的可行性研究，可以看出这个项目具有很大的发展潜力和经济效益。

简论我国轿车轮毂轴承单元开发关键技术研究进展自1938年SKF公司制造的轮毂轴承单元问世以来,轮毂轴承就一直向着高载荷能力、结构紧凑、免维护、高可靠性以及轻量化方向发展。

近年来,SKF公司推出了具有革命性意义的X-tracker不对称轮毂轴承单元,通过改进轮毂轴承单元力矩刚性的方法解决了制动行程过长的问题。

自20世纪90年代初我国部分轴承制造企业开始设计制造轿车轮毂轴承单元以来,众多企业和研究机构进行了轿车轮毂轴承关键技术开发的积极研究和有益探索。

传统的产品开发周期要1～2年甚至更长。

为缩短开发周期及降低开发费用,需要在产品开发早期提供成熟的、质量高的设计方案,这就要求在产品开发早期应用设计优化、性能分析及性能试验评价等技术。

轿车轮毂轴承单元开发关键技术包括受力分析及关键性能指标计算、性能分析、设计优化、性能评价等方面的技术。

这几个方面的技术紧密相关,构成了自主开发技术的重要组成部分。

1受力分析及关键性能指标计算1.1轮胎载荷轿车行驶过程中,轿车重量及侧向加速度引起的附加载荷会通过轮胎作用于路面。

轮胎载荷即轿车行驶过程中路面对轮胎的反作用力,通常包括径向、轴向轮胎载荷等。

文献设计了城市用轿车轮毂轴承载荷谱的测试系统,介绍了轿车匀速、加速及减速时轮毂轴承载荷谱的测试试验方法,对城市道路环境条件下的轿车轮胎载荷进行了测试与特性分析。

文献把轿车的行驶简化为线性化刚体运动,建立了轿车稳态转弯模型,对轮胎载荷计算公式进行了推导并分析了轮胎载荷特性。

研究结果表明:轿车侧向加速度显著影响轮胎载荷,其对轴向轮胎载荷的影响显著程度大于径向轮胎载荷。

研究结果为轿车轮毂轴承耐久性试验载荷谱设计提供了理论依据。

1.2受力分析文献提出了具有普遍性的建立轮毂轴承整体三维有限元接触分析模型的准则,以某载重汽车用轮毂轴承为例验证了建模准则的有效性。

文献利用ANSYS建立了双列圆锥滚子轴承结构的轿车轮毂轴承及其外围结构的多体接触有限元(FEM)力学模型,该模型在计算Hertz接触应力传统模型的基础上,耦合了柔性座圈挠曲变形的影响,得出了轿车轮毂轴承内、外套圈3D应力分布以及滚动体载荷随外部载荷递增时的变化规律。

万套高性能汽车轮毂轴承单元项目可行性研究报告建议书 (一)万套高性能汽车轮毂轴承单元项目可行性研究报告建议书一、项目背景随着汽车工业的不断发展，作为汽车重要配件之一的轮毂轴承单元的需求量也呈现出逐年增长的态势。

然而市场上现有轮毂轴承单元的性能和品质仍有提升空间，因此本项目旨在研发生产一种高性能的轮毂轴承单元，以满足市场需求。

二、项目目标本项目的目标是研发生产万套高性能汽车轮毂轴承单元，具体包括以下三个方面：1. 提升轮毂轴承单元的性能和品质，以满足市场需求。

2. 实现生产自动化和智能化。

3. 提高生产效率和降低成本。

三、项目内容本项目主要涉及以下内容：1. 设计研发新型的高性能轮毂轴承单元产品。

2. 进行轮毂轴承单元的材料研究和工艺研究。

3. 建设轮毂轴承单元生产线，实现生产自动化。

4. 开发轮毂轴承单元智能化控制系统。

四、项目可行性分析1. 市场前景广阔，需求量大，市场销售前景良好。

2. 技术成熟度高，研发和生产难度相对较小。

3. 投资回报率高，潜在利润空间大。

五、项目建议1. 在项目启动前，应针对轮毂轴承单元的市场需求、技术要求、成本控制等因素进行综合考虑和分析，确保项目的可行性。

2. 在项目实施中，应采用成本和效益相适应的生产技术，控制生产成本和提高质量、效率和附加值。

并且，应严格把握生产环节，确保产品的品质和性能符合市场需求。

3. 在项目的后期阶段，应加强产品销售和市场拓展工作，提高产品的知名度和市场占有率。

六、项目总结本项目旨在研发生产一种高性能的轮毂轴承单元，以满足市场需求。

在项目实施过程中，我们将注重科学规划、严格控制、保证品质、提高效益，并采取市场化营销策略，实现本项目的利润最大化。

同时，在项目的实施中，我们也将遵循诚信、公正、公平、公开的原则，为消费者提供优质的产品和服务。

我们相信，通过我们的努力，本项目将成为汽车配件领域的一颗璀璨明珠。