文档介绍：汽车轮毂轴承疲劳失效分析及预防研究中文摘要

汽车轮毂轴承疲劳失效分析及预防研究
中文摘要
汽车轮毂轴承是汽车底盘及传动机构中非常重要的零部件之一,作用主要是承
受汽车的重量及为轮毂的传动提供精确的向导。轮毂轴承既承受径向载荷又承受轴
向载荷,当汽车在斜面上转弯时还受到轴向力产生的弯矩作用,是一个非常重要的
安全件,同时也是易损坏的零部件。
轴承的失效模式按照 ISO 15243:2004(E)中的定义主要有疲劳、磨损、腐蚀、电
腐蚀、塑性变形和破裂。在正常使用条件下,轴承主要的失效模式是疲劳。
随着国内汽车产量不断攀升,2009 年已经突破 1000 万台,轮毂轴承的产能也
急剧增长,随之而来的汽车使用与保养尤其是属于安全件的轮毂轴承的使用及保养
注意事项也需要有专门的人员参与研究。
通过对国外第一和第二代轮毂轴承(FAG)失效模式的统计和分析发现,在保修
期内,最常见的失效模式是疲劳损伤,包括局部浅层疲劳和表层疲劳两种失效形
式,具体表现为内外圈滚道和滚动体表面有疲劳裂纹或材质剥落。结合轮毂轴承工
作特点及对失效轴承的组织、硬度、材料和润滑状况分析,提出造成轴承疲劳失效
的原因大多与轴承设计、轴承体材质、工艺关系甚小,而润滑不良致使润滑油膜形
成不理想或游隙过大致使接触面滑动时,除在接触表面存在赫兹应力,还会在接触
表面下方产生交变剪切应力,这种剪切应力会导致表面的材质疲劳而产生疲劳裂
纹,然后扩展到表面形成材质剥落。
本文通过对汽车轮毂轴承零组件设计及润滑系统的客观分析以及对轮毂轴承疲
劳失效成因的详细阐述,目的希望汽车使用者能更好的去预防疲劳失效,避免造成
更多的,不必要的损失。

关键词:轮毂轴承;FAG;疲劳失效;滚道;滚动体;游隙;赫兹应力

作者:陈雪峰
指导教师:卫瑞元
I
Abstract Failure Analysis & Prevention of Wheel bearing of Automobile due to Fatigue

Failure Analysis & Prevention of Wheel bearing of
Automobile due to Fatigue

Abstract

Wheel bearing is one of the most important part in chassis and transmission of the
Vehicle, which stands the weight and guides. On wheel bearing there are different force
and torque, it’s a part related with safety.
About deformation is described as ISO 15243:2004(E), there are fatigue failure, wear
limit, corrosion wear, plastic deformation and broken, mostly is fatigue failure.
With the development of the automotive industry, the demand of wheel wearing raises
rapidly. So more and more people concern with the bearing.
Analyzing the data of FAG, within the warranty there are deformations, partial
shallow fatigue and surface, which can be found at wrinkle and material peeling from inner
and outer trail and rolling surface. According to a series of FAG about metallographic
structure, hardness and lubrication, This thesis concludes the result proposes that such
failures are independent of material choice and manufacturing technology, the main cause
are due insufficien