【正文】 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)也為自己今后從事設(shè)計(jì)工作打下了良好的基礎(chǔ) 。其基本參數(shù)如下： 44 半聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)軸及齒輪泵的配合采用 H7/k6，在實(shí)際安裝時(shí)，應(yīng)使電動(dòng)機(jī)軸與液壓泵軸的同軸度誤差不大于 ,軸線的傾角不大于 40’。 （ 1）電動(dòng)機(jī)的類型選擇 由于液壓泵通常在空載下啟動(dòng)，故對(duì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩沒有過高要求，負(fù)荷變化比較平穩(wěn)，起動(dòng)次數(shù)不多，因此采用 Y 系列籠型異步電動(dòng)機(jī)。 （ 4）液壓元件之間的距離 應(yīng)大于 5mm，換向閥上的電磁鐵、壓力閥的先導(dǎo)閥以及壓力表等可適當(dāng)伸到液壓油路板的輪廓線外，以減小油路板尺寸。管式元件通過油管來實(shí)現(xiàn)相互之間的連接，液壓元件的數(shù)量越多，連接的管件越多，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，系統(tǒng)壓力損失越大，占用空間也越大，維修、保養(yǎng)和拆裝越困難。 (4)空氣濾清器與液位計(jì)的設(shè)置 空氣濾清器的作用是使油箱與大氣相通，保證泵的自吸能力，濾除空氣中的灰塵雜物，兼作加油口用。油箱底面設(shè)置有傾斜度，并在最低處設(shè)置放油塞。液壓控制裝置則包括組成液壓系統(tǒng)的各種閥類元件及其連接體。 實(shí)際流速： 322 4 10 845 /vqv m sd????? ? ??， 雷諾數(shù) 230050 10e vdR ? ??? ? ? ?? 37 明顯為層流。 d＝ 同理選取回油管的外徑為 34mm,壁厚為 2mm 2）管道壁厚δ ? ?2pd? ?? 油管材料采用 20 號(hào)鋼（ 20 號(hào)冷拔無縫鋼管） nb?? ?][ 管道材料的抗拉強(qiáng)度 MPab 610?? n為安全系數(shù) (對(duì)鋼管來說 ,p7Mpa時(shí) ,取 n=8。 p?? 的精確計(jì)算要待選定并繪制管路圖時(shí)才能進(jìn)行，初算時(shí)可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選??；管路簡(jiǎn)單、流速不大的，取 p?? =（ ） Mpa，管路復(fù)雜，進(jìn)口有調(diào)速閥的，取 p?? =（ ） 34 Mpa。根據(jù)鉚裝要求，鉚合過程中主油缸速度可調(diào)，油路中串調(diào) 單向調(diào)速閥 。其中拉桿按強(qiáng)度核算進(jìn)行選擇。標(biāo)準(zhǔn)表如下： 表 4 按載荷選擇工作壓力 載荷 /kN 5 5~10 10~20 20~30 30~50 50 27 工作壓力 /mpa ~1 ~2 ~3 3~4 4~5 5～ 7 通過對(duì)尺寸限制，閥、泵等元件的壓力要求限制，以及成本等因素的考慮，結(jié)合上表的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)選取系統(tǒng)工作壓力為 P = 5 Mpa。主油缸行程 S根據(jù)工作情況，工作要求，空間局限以及節(jié)能環(huán)保等因素的要求嚴(yán)格安裝油缸標(biāo)準(zhǔn)行程系列，選取 S=50mm（參照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四部分第 23173 頁表 ）；送料缸上下料勻速，均要求 為 200mm/s。 設(shè)計(jì)要求 主機(jī)應(yīng)用兩個(gè)液壓油缸，分別是主油缸、送料油缸。 與傳統(tǒng)鉚合機(jī)床相比，這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，把兩個(gè)運(yùn)動(dòng)分開，省去了原來復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)采用液壓系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。綜合考慮，選擇四柱式液壓機(jī)床結(jié)構(gòu)。在滾壓過程中，忽略工件和模具的彈性變形，也忽略工件在徑向的塑性變形，則 AOB 是過圓心的直線。 （ 3） 擺動(dòng)輾壓適合加工薄 而形狀復(fù)雜的餅盤類鍛件。 擺頭運(yùn)動(dòng)軌跡不僅對(duì)金屬流動(dòng)和填充影響很大 , 而且對(duì)電機(jī)功率及設(shè)計(jì)剛度等均有影響 , 特別是對(duì)于形狀不同的鍛件成型影響更大 。對(duì)軸承需進(jìn)行良好的冷卻與潤(rùn)滑。因此， 加工大尺寸工件時(shí)，需要很大的壓力，而且當(dāng)運(yùn)用于軸承上時(shí)，變形往往超出中心區(qū)域。雖然由于沖頭呈 θ 傾角加工載荷減小，但鉚裝過程中對(duì)組件施加的軸向和徑向載荷會(huì)對(duì)軸承性能造成潛在的不利影響 ， 如滾動(dòng)體和滾道變形或產(chǎn)生壓痕。 圖 19 壓制成形的輪轂軸承 輪轂軸承單元軸鉚合裝配旋壓過程的分析 傳統(tǒng)的軸鉚裝工藝采用所謂的“回轉(zhuǎn)式鍛壓” 或“搖擺模鍛”。裝配過程中的定位都采用設(shè)計(jì)的定位基準(zhǔn)。因此，應(yīng)將零件的形狀分類，尺寸分級(jí)，把機(jī)床系列化來解決這一矛盾。因此， 80 年代中期以來，中國(guó)擺輾設(shè)備的研制開發(fā)處于停止?fàn)顟B(tài)，而只是進(jìn) 口瑞士和波蘭的擺輾機(jī)。為滿足以上的要求，本課題要對(duì)主油缸，送料缸和液壓系統(tǒng)的各組成元件的連接和型號(hào)進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)。 10 （ a） （ b） （ c） 圖 15 另一方面， 因?yàn)檩嗇瀱卧淖畋∪醯沫h(huán) 節(jié)不是鎖緊位置，而是凸緣根部，而通過FEM 分析可知，小內(nèi)圈在汽車行駛過程中所承受的軸向載荷不是很高， 通過對(duì)當(dāng)前的輪轂單元的結(jié)構(gòu)分析，我們認(rèn)為其軸承組件部分還可進(jìn)一步精減，只要將帶凸緣的軸在端部直接旋壓成滾道形狀，就可省略小內(nèi)圈，達(dá)到軸承組件零件數(shù)目的絕對(duì)最小化，進(jìn)一步精減輪轂單元的結(jié)構(gòu)，提高可靠性，降低生產(chǎn)成本。這種裝配技術(shù)克服了現(xiàn) 有的螺母卡緊式的缺點(diǎn)，具有諸多優(yōu)勢(shì)： 省材 —— 用于非驅(qū)動(dòng)輪的軸鉚合式輪轂軸承單元可比傳統(tǒng)的螺母卡緊式單元減輕重量 400g 以上； 節(jié)能 —— 軸鉚合式裝配節(jié)省單元的零件數(shù)量，簡(jiǎn)化工藝，能減少制造環(huán)節(jié)的能量消耗；使用輕量化的軸鉚合式輪轂單元可減輕轎車車輪質(zhì)量，降低燃油消耗率，節(jié)省燃油； 安全 —— 不可逆的鉚合裝配，能避免螺紋防松結(jié)構(gòu)所存在的安全隱患，提高汽車使用的安全性； 高效 —— 制造一個(gè)螺母需用時(shí) 1 分鐘，車削凸緣軸上的螺紋需用時(shí) 30秒以上，再完成單元裝配及軸向卡緊力的調(diào)整需用時(shí) 2分鐘以上；而軸鉚合式裝配省去了螺母制造的螺紋車削，整個(gè)裝配過程用時(shí)在 5~7 秒以內(nèi)，單是裝配效率就可提高 20 倍以上！ 環(huán)保 —— 降低整車燃油消耗的同時(shí)，減少了汽車的排放，有利于環(huán)保； 近凈成型 —— 無切削加工方法，可實(shí)現(xiàn)凈形加工。 當(dāng) 前 代汽車輪轂軸承單元的裝配形式 輪轂軸承單元是一個(gè) 由多個(gè)零件 合成的組件，經(jīng)過預(yù)先調(diào)節(jié)并一次性終身潤(rùn)滑。在主動(dòng)車輪應(yīng)用中，扭矩通過一個(gè)漸開線花鍵傳遞到內(nèi)圈。在這種應(yīng)用配置中，外圈用螺釘固定到懸掛系統(tǒng)架上，而內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)。其外圈含有一個(gè) 整 體式凸緣，以取代分離輪轂的功能。 a 第一代輪轂軸承 b 第二代輪轂軸承 c 第三代輪轂軸承 圖 11 輪轂軸承單元示意圖 第一代 輪轂軸承組件 （如圖 ） 是由 SKF 在 1938 開始生產(chǎn)，這是用于轎車車輪的雙列角接觸球軸承 。 focus on the overall programme of analysis and design and machine tool bed Based on the design of the assembly, hydraulic ponents in this equipment is very important, Circuit design analysis, design and calculation of the hydraulic ponents. Key words: automobile； Hub Bearing Unit； spinning； Hydraulic system。 design 目錄 一 緒 論 ??????????????????????? ???? （ 5） 課題的來源與意義 ??????????????????? ???? （ 5） 汽車輪轂軸承單元的發(fā)展概況及性能比較 ???????? ???? （ 5） 當(dāng)前汽車輪轂軸承單元的裝配形式 ? ?????????? ???? （ 7） 輪轂軸承單元旋壓鉚合技術(shù)的優(yōu)越性 ?????????? ???? (8) 本課題的研究意義與主要任務(wù) ????????????? ???? （ 10） 軸承鉚合技術(shù)和設(shè)備在國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況 ????????? ????? (10） 汽車輪轂軸承的形狀和工藝分 析????????? ??? ???? ? (11） 轎車輪轂軸承的形狀??????????????? ? ???? ? (11） 3 工藝分析 ?????? ???? ??????????? ??? ? ? (11） 汽車輪轂軸承單元的 3D 建模與分析?????? ?? ??? ??? ? (11） 軸承單元軸鉚合裝配的認(rèn)識(shí) ????????????? ? ???? ? (12） 軸承單元軸鉚合裝配的過程???????? ??? ?????? ? (12） 輪轂軸承單元軸鉚合裝配旋壓過程的分析 ??????? ????? （ 13） 二 擺動(dòng)輾壓基本原理及工藝特點(diǎn) ????????? ?? ??? (14) 擺動(dòng)輾壓的工作原理 ??????????? ?? ???????? ? （ 14） 擺動(dòng)輾壓的特點(diǎn) ??????????????? ? ?????? ?? （ 16） 擺輾的力能參數(shù)計(jì)算???????????????????? ?? （ 16） 接觸面輪廓曲線方程 ??????? ? ?????? ??? ??? ?（ 16） 擺輾的接觸面投影面積 ???????????????? ?? ??（ 17） 三 輪 轂軸承鉚合裝配專用設(shè)備總體方案 ?? ??????? （ 20） 鉚合機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo) ?????????????? ? ?????? （ 20） 總體方案的論證設(shè)計(jì) ???????????????? ? ????? （ 20） 運(yùn)動(dòng)功能分析 ??????????????????? ? ???? （ 21） 機(jī)床總體結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì) ???????????????? ? ??? （ 22） 機(jī)床整機(jī)裝配示意圖 ??????????????????? ?? ? （ 23） 四 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 ????????????? ????? ? （ 24） 設(shè)計(jì)要求 ?????????????????????????? ?（ 24） 工況分析確定主要參數(shù) ???????? ? ???????????? （ 24） 載荷的組成和計(jì)算 ?????????? ? ??????????? （ 24） 初選系統(tǒng)工作壓力 ??????????? ? ?????????? （ 25） 計(jì)算液壓油缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 ???????? ? ????????? （ 25） 主油缸主要結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) ?????????? ? ???????? （ 25） 送料油缸主要結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) ?????????? ? ??????? （ 29） 計(jì)算各液壓缸所需要的流量 ???????????? ? ?????? （ 29） 主油缸流量計(jì)算 ????????????????? ? ????? （ 29） 送料油缸流量計(jì)算 ????????????????? ? ???? （ 30） 基本方案確定，液壓系統(tǒng)圖 ??????????????? ? ??? （ 30） 液壓元件的選擇與專用元件設(shè)計(jì) ?????????????? ? ?? （ 31） 4 液壓泵的選擇 ?? ???????????????????? ? ? （ 31） 油管尺寸的確定 ?????????????????????? ?（ 32） 液壓油箱的容量設(shè)計(jì) ??????????? ? ?? ??????? （ 33） 五 液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算 ??????????????????? （ 33） 系統(tǒng)壓力損失計(jì)算 ???????????????? ? ?????? （ 33） 系統(tǒng)發(fā)熱溫升計(jì)算 ????????????????? ? ????? （ 34） 發(fā)熱功率計(jì)算 ??????????????????? ? ???? （ 34） 散熱功率計(jì)算 ???????????????????? ? ??? （ 35） 六 液壓油站設(shè)計(jì) ??????????????????????? （ 35） 機(jī)床液壓站的結(jié)構(gòu)型式 ?????????????????? ? ?? （ 35） 液壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ???????????????????? ? ? （ 36） 集成油路的選擇 ??????????????????????? ?（ 39） 液壓站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ???????????????? ? ?????? （ 40） 液壓泵的 安裝方式 ???????????????? ? ????? （ 40） 泵組聯(lián)接 ????????????????????? ? ???? （ 40） 七 總結(jié) ????????????????? ????? ?? ?? ? ?（ 41） 八 致謝 ????????????????? ????? ?? ?? ? ?（ 42） 九 參考文獻(xiàn) ????????????? ?????? ? ?? ? ??（ 42） 一 緒 論 課題的來源及意義 汽車輪轂軸承的發(fā)展概況 及性能比較 汽車輪轂軸承 單元是汽車的重要安全零件，其 作用主要是承受汽 車的重量并為輪轂的傳動(dòng)提供精確的向?qū)А?第一代輪轂軸承單元以雙列角接觸球軸承為基礎(chǔ)。帶凸緣的外圈設(shè)計(jì)成輕質(zhì)結(jié)構(gòu)部件。 第三代輪轂軸承組件 （如圖 ） 由 SKF 在 1979 年 開始生產(chǎn)，這是專為轎車生產(chǎn)的輕型車輪軸承組件，在兩個(gè)環(huán)上均配有法蘭 。凸緣、插孔和花