本文探討了CATIA的產(chǎn)品工程優(yōu)化功能在轉(zhuǎn)向管柱滾動軸承設計中的應用。滾動軸承產(chǎn)品設計的正確與否對其性能、壽命和可靠性有著根本的影響,從而對整個轉(zhuǎn)向管柱的工作質(zhì)量和經(jīng)濟性產(chǎn)生影響。這就要求設計工程師力圖從所有可能的侯選方案中選取最優(yōu)的設計。 在轉(zhuǎn)向管柱上軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)不確定的情況下,利用優(yōu)化理論,制定了此滾動軸承的設計目標函數(shù)、約束條件。結(jié)合工程軟件的優(yōu)化功能,得出了此滾動軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)。 確定采用的深溝球滾動軸承優(yōu)化的最大額定動載荷為3800N。 通過7個物理實驗: 1.轉(zhuǎn)向管柱轉(zhuǎn)動力矩測試-上軸承疲勞實驗之前 2.轉(zhuǎn)向管柱軸向間隙測試-上軸承疲勞實驗之前 3.轉(zhuǎn)向管柱徑向間隙測試-上軸承疲勞實驗之前 4.轉(zhuǎn)向管柱上軸承疲勞壽命測試 5.轉(zhuǎn)向管柱轉(zhuǎn)動力矩測試-上軸承疲勞實驗之后 6.轉(zhuǎn)向管柱軸向間隙測試-上軸承疲勞實驗之后 7.轉(zhuǎn)向管柱徑向間隙測試-上軸承疲勞實驗之后 對所取得的優(yōu)化結(jié)果進行了驗證。構(gòu)成了較為完整的工程設計流程,為公司項目的順利推進盡了一份力。
【學位單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2008
【中圖分類】：TH133.33
【部分圖文】：

5如圖 1 為典型的可調(diào)式轉(zhuǎn)向管柱爆炸圖，1. 上滾動軸承(Upper Bearing Asm);圖 1 典型的可調(diào)式轉(zhuǎn)向管柱爆炸圖fig1 explode view of typical adjustable steering column

2. 轉(zhuǎn)向柱(Steering Shaft Asm);3. 調(diào)節(jié)鎖止機構(gòu)(Rake Lock Mechanism);4. 上支架(Upper Bracket Asm);5. 調(diào)節(jié)彈簧(Tilt Spring);6. 轉(zhuǎn)向套管(Jacket Strg. Column);7. 下調(diào)節(jié)支架(Lower Pivot Bracket);8. 下滾動軸承(Lower Bearing Asm)。汽車轉(zhuǎn)向管柱是駕駛員對汽車操控的重要界面，通過轉(zhuǎn)向管柱，將方向盤遞給轉(zhuǎn)向機，控制汽車的行駛方向。 汽車轉(zhuǎn)向管柱深溝球軸承典型結(jié)構(gòu)在此過程中，轉(zhuǎn)向管柱的滾動軸承起著十分關鍵的作用。為此，規(guī)定必須度深溝球軸承，為此滿足高速、低噪聲要求的場合，常規(guī)深溝球軸承與高球軸承軸承的比較，如圖 2：

軸承在安裝后發(fā)熱狀態(tài)下工作，為了達到良好的運轉(zhuǎn)效果，一般徑向游隙應該很小。由于汽車轉(zhuǎn)向管柱滾動軸承需要壓入安裝在外護管中，所以在設計時需要考慮間隙補償。此外，工作過程中因兩套圈熱膨脹不同也會減小徑向游隙。一般情況下，由于內(nèi)圈冷卻條件差，所以其溫度高于外圈溫度。常規(guī)深溝球軸承的徑向游隙最大可以為 0.127mm，而高精度深溝球軸承的徑向游隙一般為 0.0254mm。此外為更加有效降低運轉(zhuǎn)噪音，通常在下軸承處使用增加橡膠護套的措施，如圖 3 所示：
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本文編號：2890778