摘要
第三代轮毂轴承单元作为汽车关键零部件，在轿车领域得到广泛应用。旋压铆合工艺作为第三代轮毂轴承单元工装的关键工艺，是第三代轮毂轴承单元使结构紧凑的重要因素之一。近年来，随着第三代轮毂轴承单元的发展，其质量也得到了广泛关注。旋压铆合工艺对第三代轮毂轴承单元的影响也因此成为了提高产品合格率和产品质量的热门课题。 本文采用有限元软件进行静力学、动力学仿真，以及理论分析相结合的方法，研究旋压铆合工艺对第三代轮毂轴承单元的影响。主要研究内容有： （1）结合Hertz理论和双列角接触球轴承的结构特点，对第三代轮毂轴承单元负游隙和滚珠接触载荷进行研究。根据滚珠的接触载荷，进一步计算第三代轮毂轴承单元在负游隙下的轴向预紧力和启动力矩。建立起负游隙和接触载荷、启动力矩的关系。将理论计算所得轴向预紧力，用于ABAQUS静力学仿真，对理论计算所得负游隙和接触载荷的关系进行验证；基于静力学结果，进行动力学仿真，对理论计算的负游隙与启动力矩的关系进行对比验证。 （2）利用ABAQUS动力学仿真，模拟旋压铆合工艺中不同的铆头倾斜角度、进给速度、旋转速度组合出的工况。对不同旋压铆合工况下第三代轮毂轴承单元的应力云图、卡紧力等结果，进行对比分析。研究倾斜角度、进给速度和旋转速度对第三代轮毂轴承单元的影响。结果表明：第三代轮毂轴承单元受到倾斜角度、进给速度和旋转速度综合影响。合适的倾斜角度、进给速度和旋转速度能够保证翻边部位贴合的密实程度，提高卡紧力。 （3）利用ABAQUS动力学仿真，研究在确定倾斜角度、旋转速度和旋压铆合加工时间的前提条件下，不同进给速度进行旋压铆合加工时，第三代轮毂轴承单元的翻边外径、翻边厚度、小内圈外径膨胀量和花键大小径等结构参数和卡紧力、铆装力等力学参数的影响，并对比实际测得的结果。同时，分析理论负游隙和仿真接触载荷的关系，理论负游隙和卡紧力的关系。以及分析小内圈外径膨胀量、翻边厚度和翻边外径等结构参数与卡紧力的关系。最终确定一组合适的旋压铆合加工参数，并对该组加工参数旋压铆合仿真得到的第三代轮毂轴承单元进行疲劳寿命的计算。为后续的旋压铆合工艺优化研究提供参考。
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