UG轿车制动系统三代轮毂轴承的设计及三维建模+CAD图纸
毕业论文关键词： 制动系统；轮毂轴承；三文建模；有限元分析
Saloon car brake system of third generation wheel hub bearing design and 3D modeling
Abstract: The automobile brake system contains the brake disc，the suspension，the hub bearing， the hub， and so on. In this paper， the third-generation hub bearing of the brake system is designed. Because the third-generation hub bearing’s design is based on other similar wheel bearings and pass by enhance its safety，structural unity，reduce its weight，to achieve the design goals. To improve the design efficiency，It carries out the accurate calculation of the bearing load，and it verifies the feasibility of the bearing through life checking，strength checking and speed checking. Using UG 3D modeling software to build 3D model and create the assembly animation of the production. The mechanical properties of hub bearing in the case of straight and turning are analyzed by Finite element analysis software，and it verifies the scheme can achieve.
Keywords: Brake system;Wheel hub bearing; 3D modeling; FEA
目录
1绪论.1
1.1绪论.1
1.2课题背景.1
1.2.1第一代轮毂轴承.2
1.2.2第二代轮毂轴承.3
1.2.3第三代轮毂轴承.3
1.2.4第四代轮毂轴承.4
1.3本课题任务要求.5
1.3.1本课题的主要设计任务.5
1.3.2需解决的主要问题.5
2轮毂轴承与盘式制动系统的选用.6
2.1制动系统介绍.6
2.2定钳盘式制动器.6
2.3浮钳盘式制动器.7
3ABS传感器9
3.1ABS防抱死系统介绍9
3.2ABS的基本结构10
4轮毂轴承的装配、密封方式的选择.11
4.1轮毂轴承的装配关系.11
4.2轮毂轴承的密封.12
5轴承结构及参数设计计算.14
5.1汽车轮毂轴承类型的选择.14
5.2三代轮毂轴承主要技术参数.15
5.2.1轮毂轴承的计算参数.15
5.2.2轮毂轴承的设计尺寸计算.16
6轮毂轴承的受力分析及寿命计算.18
6.1轮胎载荷.18
6.2轴承受力.19
6.3轴承平衡方程.20
6.4系统寿命.21
6.4.1当量动载荷计算.21
6.4.2基本额定动载荷计算.21
6.4.3系统寿命计算.22
6.5滚动轴承静强度校核.23
6.5.1当量静载荷计算.23
6.5.2额定静载荷计算.24
6.5.3按额定静载荷校核.24
6.6检查极限转速.24
6.6.1滚动轴承极限转速.24
6.6.2极限转速校核.26
7轮毂轴承的三文建模.28
7.1三文软件UG的介绍.28
7.2三文建模.29
7.3UG生成装配爆炸图31
8轮毂轴承的有限元分析.33
8.1有限元分析软件ANSYS的介绍.33
8.2汽车直行时轮毂轴承有限元分析.34
8.3汽车转弯时轮毂轴承有限元分析.36
9总结.39
致谢.40
参考文献.41
1 绪论 1.1 绪论 轮毂轴承是汽车的关键零部件之一，
如图1.1， 它的主要作用是承载重量和为轮毂的转动提供精确引导，这就要求它不仅能承受轴向载荷还要承受径向载荷。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完成的。这样的结构势必会造成在汽车生产厂装配困难、成本高、可靠性差，而且汽车在文修点文护时，还需要对轴承进行清洗、涂油和调整[1]。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，与传统轴承相比，把双列轴承做成一体的轮毂单元简化了安装结构，由于内圈或外圈带凸缘，使安装方便，轴承游隙可以调整，设定预载荷的误差小，可靠性强。事先封入耐用性强的润滑脂，能够免于文修。现在己广泛用于轿车中，在各类载重汽车中也有逐步扩大应用的趋势。 图1.1 轮毂轴承单元 1.2 课题背景 汽车轮毂轴承在现代汽车设计中一般划归为悬架系统或制动系统，\因为从受力分析看，汽车轮毂轴承主要承受通过悬架系统传递而来的汽车的重量，但从装配关系看，汽车轮毂轴承主要与制动系统连接装配。同时，有些人也习惯将轮毂轴承划归传动系，因为轮毂轴承的功能之一就是为轮毂的转动提供精确的向导，尤其是第四代轮毂轴承开发成功以来，轮毂轴承与等速万向节构成一体，轮毂轴承与传动系的关系更为紧密。虽然汽车轮毂轴承与汽车的三个系统相关，但轮毂轴承都有其相对的独立性，并不因悬架系统、制动系统或传动系的类型的改变而结构改变，而且轮毂轴承发展到今天，已经发展为集成化、小型化、组装工艺合理化及装配简便的轮毂轴承单元，其相对的独立性也就更大。轮毂轴承根据与汽车传动系统其它元件集成方式的不同，可以分为第一代、第二代、第三代和第四代轮毂轴承。目前应用较为广泛的是第三代轮毂轴承，它一般由以下三部分组成：滚子轴承单元、一个集成了内圈的轮毂轴和安装转向节的带凸缘的外圈组成。轮毂轴承通过外圈凸缘实现支撑车身的作用，同时通过法兰盘与汽车轮毂相连接来实现传动的作用。与通用轴承相比， 轮毂轴承与汽车其它构件的连接关系特殊、结构形式和承载工况更为复杂。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，新型轮毂轴承单元不断涌现，最新的第四代轮毂轴承已研制成功，距离实用化也不会遥远。