汽车转向管柱滚动轴承的优化设计及实验研究

发布时间：2020-11-20 02:08

　　 本文探讨了CATIA的产品工程优化功能在转向管柱滚动轴承设计中的应用。滚动轴承产品设计的正确与否对其性能、寿命和可靠性有着根本的影响,从而对整个转向管柱的工作质量和经济性产生影响。这就要求设计工程师力图从所有可能的侯选方案中选取最优的设计。 在转向管柱上轴承的结构参数不确定的情况下,利用优化理论,制定了此滚动轴承的设计目标函数、约束条件。结合工程软件的优化功能,得出了此滚动轴承的结构参数。 确定采用的深沟球滚动轴承优化的最大额定动载荷为3800N。 通过7个物理实验: 1.转向管柱转动力矩测试-上轴承疲劳实验之前 2.转向管柱轴向间隙测试-上轴承疲劳实验之前 3.转向管柱径向间隙测试-上轴承疲劳实验之前 4.转向管柱上轴承疲劳寿命测试 5.转向管柱转动力矩测试-上轴承疲劳实验之后 6.转向管柱轴向间隙测试-上轴承疲劳实验之后 7.转向管柱径向间隙测试-上轴承疲劳实验之后 对所取得的优化结果进行了验证。构成了较为完整的工程设计流程,为公司项目的顺利推进尽了一份力。
【学位单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2008
【中图分类】：TH133.33
【部分图文】：

5如图 1 为典型的可调式转向管柱爆炸图，1. 上滚动轴承(Upper Bearing Asm);图 1 典型的可调式转向管柱爆炸图fig1 explode view of typical adjustable steering column

2. 转向柱(Steering Shaft Asm);3. 调节锁止机构(Rake Lock Mechanism);4. 上支架(Upper Bracket Asm);5. 调节弹簧(Tilt Spring);6. 转向套管(Jacket Strg. Column);7. 下调节支架(Lower Pivot Bracket);8. 下滚动轴承(Lower Bearing Asm)。汽车转向管柱是驾驶员对汽车操控的重要界面，通过转向管柱，将方向盘递给转向机，控制汽车的行驶方向。 汽车转向管柱深沟球轴承典型结构在此过程中，转向管柱的滚动轴承起着十分关键的作用。为此，规定必须度深沟球轴承，为此满足高速、低噪声要求的场合，常规深沟球轴承与高球轴承轴承的比较，如图 2：

轴承在安装后发热状态下工作，为了达到良好的运转效果，一般径向游隙应该很小。由于汽车转向管柱滚动轴承需要压入安装在外护管中，所以在设计时需要考虑间隙补偿。此外，工作过程中因两套圈热膨胀不同也会减小径向游隙。一般情况下，由于内圈冷却条件差，所以其温度高于外圈温度。常规深沟球轴承的径向游隙最大可以为 0.127mm，而高精度深沟球轴承的径向游隙一般为 0.0254mm。此外为更加有效降低运转噪音，通常在下轴承处使用增加橡胶护套的措施，如图 3 所示：
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本文编号：2890778