一种基于线性拟合的轮毂轴承匹配仿真方法技术

本发明专利技术提供了一种基于线性拟合的轮毂轴承匹配仿真方法。本发明专利技术主要包括以下步骤：步骤1，建立钢珠匹配模型来修正钢珠变动带来的误差；步骤2，建立变动内圈匹配模型来修正偏差，先检查库存中的内圈是否能够匹配并合格，如果合格，则该内圈能够修正偏差，否则变换内圈后，再进入钢珠匹配模型进行修正；步骤3，将仿真得出的关于钢珠尺寸的内圈游隙偏差函数与计算得出的关于钢珠尺寸的Y函数，放在同一个坐标轴上进行拟合，在同一组内圈中，若两条直线存在一个点，使其满足既定条件即匹配成功。通过上述步骤，可以在轴承装配前，明确钢球和内圈的尺寸大小以达到轴承匹配合格的目的，减少了轴承的二次装配，提高轴承的匹配合套率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于线性拟合的轮毂轴承匹配仿真方法
：本专利技术属于轮毂轴承装配
，尤其涉及一种基于线性拟合的轮毂轴承匹配仿真方法。
技术介绍
：轮毂轴承作为承载整车重力并为轮毂转动提供精确引导的关键部件，对保证汽车平稳、安全及可靠行驶至关重要。轮毂轴承主要由内圈、外圈、法兰盘和钢珠构成，轴向游隙是汽车轮毂轴承的重要指标之一，为了保证轮毂轴承的性能，在装配过程中需要控制其轴向游隙满足公差要求。目前，大多数轮毂轴承厂家采用试装配法，此方法原理简单，但是轴承的合套率得不到保证，需要反复试装，部分零件重新返厂，大大增加了生产成本和周期。为了避免这一问题，先对零件尺寸仿真处理，得到仿真数据，再利用线性拟合方法对数据进行仿真分析，得出轮毂轴承匹配的理论合套率，为轮毂轴承的实际装配提供有效参考。
技术实现思路
：本专利技术的主要目的在于提供一种基于线性拟合的轮毂轴承匹配仿真方法，应用于轮毂轴承的选择装配。首先，介绍第三代轮毂轴承的各尺寸参数之间的关系。对于第三代轮毂轴承，其轴向游隙Ga与各零件主要功能尺寸间的关系为式中：R内为内圈沟曲率半径；R外为外圈沟曲率半径；Dw为标准钢珠直径；D外为外圈沟道直径；D内为内圈沟道直径；P内为内圈沟心距；P法为法兰盘沟心距；P外为外圈沟心距。沟道参量变化引起的轴向综合位置变化量就是轮毂轴承轴向游隙变化量或称轴向游隙贡献量。其中内圈、法兰盘和外圈的沟道轴向综合位置值的计算公式分别为式中：P外0为标准外圈的沟心距；R外0为标准外圈的沟曲率半径；D外0为标准外圈的沟道直径；Pi1为标准内圈尺寸与沟道位置尺寸的差值；Pi2为标准法兰盘尺寸与沟道位置尺寸的差值；R内0为标准内圈的沟曲率半径；D内0为标准内圈的沟道直径。标准内圈的沟道轴向综合位置值为M内0，待装内圈的沟道轴向综合位置值为M内，则测量得到的待装内圈与标准内圈的轴向游隙偏差为△M内＝M内-M内0(5)式中：△M内是待装内圈的沟道各参量相对于标准内圈的沟道各参量偏差综合产生的轴向游隙偏差；同理可得，法兰盘和外圈的轴向游隙偏差△M法和△M外。被测轮毂轴承的轴向游隙为其内圈、法兰盘和外圈的轴向游隙偏差与标准轮毂轴承的轴向游隙之和，即Ga＝Ga0+△M内+△M法+△M外(6)式中：Ga0为标准轮毂轴承的轴向游隙，其中轴向游隙的公差要求Ga＝(0.015±0.010)mm。通过以往对基于轴向游隙偏差的轮毂轴承匹配的研究，轮毂轴承的游隙偏差变量可以简化为三个△变量，可以由Ga公式得出该轮毂轴承是否合格。但每次测量得出的△变量只能在固定的钢珠条件下，若是变换钢珠以减小游隙偏差，则测量的△变量将会出现误差。此时若要变动钢珠以减少轴向游隙偏差以达到合格，则要修正出现的偏差。因此提出一种基于线性拟合的轮毂轴承匹配仿真方法，其主要步骤为：步骤1：建立钢珠匹配模型来修正钢珠变动带来的误差；现已知钢珠等级由低级到高级有3μm的偏差范围，通过变换不同等级的钢珠能够在一定程度上弥补游隙偏差，得到轴向游隙合格的轮毂轴承。但每次测量得出的△变量只能在固定的钢珠条件下，变动钢珠来减小的误差不是线性增减的，所以建立钢珠匹配模型来修正钢珠变动带来的误差；基本策略是先通过线性增减钢珠尺寸，可以得出三个零件的游隙偏差，然后建立轴向游隙偏差数据网络，与通过测量得出的3个△变量数据和钢珠尺寸对比，进而修正偏差；步骤2：建立变动内圈匹配模型来修正偏差；轮毂轴承企业内存在一定库存的内圈，在变动钢珠不能弥补游隙偏差的情况下，可以使用内圈来修正偏差，得到合格的轮毂轴承；基本策略是先检查库存中的内圈是否能够匹配并合格，如果合格，则该内圈能够修正偏差，并从库存中剔除该内圈；否则变换内圈后，再进入钢珠匹配模型进行修正；步骤3：内圈游隙偏差函数与Y函数线性拟合；在钢珠尺寸范围内，不同钢珠尺寸对应的内圈游隙偏差不同，它们呈线性关系。通过MATLAB仿真，将关于钢珠尺寸的内圈游隙偏差函数与关于钢珠尺寸的线性函数Y＝Ga0-△M外-△M法放在同一个坐标轴上进行拟合，在同一组内圈中，若两条直线存在一个点使0<Ga0-△M外-△M法-△M内<0.025，即匹配成功，满足轴向游隙的公差要求。通过上述步骤，对轴承数据进行仿真处理，运用线性拟合的方法，可以在轴承装配前，明确钢球和内圈的尺寸大小以达到轴承匹配合格的目的，减少了轴承的二次装配，提高轴承的匹配合套率。附图说明：图1是本专利技术的钢珠匹配模型流程图；图2是本专利技术的钢珠匹配模型的数据库网络图；图3是本专利技术的钢珠匹配模型的偏差修正流程图；图4是本专利技术的变动内圈匹配模型流程图；图5是本专利技术的内圈游隙偏差函数仿真图；图6是本专利技术的函数Y的仿真图；图7是本专利技术的内圈游隙偏差函数和函数Y的拟合仿真图。具体实施方式：下面结合具体附图对本专利技术做进一步说明。本专利技术是对轮毂轴承的零件尺寸进行仿真，提出一种线性拟合的方法来仿真轮毂轴承的匹配，得出理论匹配合套率，为轴承实际匹配提供有效的参考。基于线性拟合的轮毂轴承匹配仿真方法，包括钢珠匹配模型、变动内圈匹配模型和内圈游隙偏差线性拟合三个方面，下面分别对各个步骤进行详细说明。步骤1：建立钢珠匹配模型，如图1所示。首先判断游隙偏差是否符合要求，若不符合，则通过线性增减钢珠尺寸，可以得出三个零件的游隙偏差，然后建立轴向游隙偏差数据库网络，与测量得出的3个△变量数据和钢珠尺寸进行对比，进而修正偏差。根据上文中内圈、法兰盘和外圈轴向游隙偏差公式可知，公式中有相同变量P外P内R外R内D外D内，在相同尺寸钢珠条件下得出三个不同△变量，则可建立如图2所示的数据库网络图。再由提前建立的数据库网络逆向得到六个变量，将需要变换的钢珠尺寸代入内圈、法兰盘和外圈轴向游隙偏差公式，进而修正偏差。偏差修正流程如图3所示。步骤2：建立变动内圈匹配模型，如图4所示。在变动钢珠无法满足游隙偏差要求时，建立变动内圈模型来修正偏差。首先检查内圈库存中是否有能够匹配并合格的内圈，如果有，则该内圈能够修正偏差，并将该内圈从库存中剔除；否则变换内圈后，再进入钢珠匹配模型进行修正，重复步骤1；步骤3：将关于钢珠尺寸的内圈游隙偏差函数和计算出的关于钢珠尺寸的Y函数的图像放在同一个坐标轴上进行拟合，在同一组内圈中，若两条直线存在一个点使0<Ga0-△M外-△M法-△M内<0.025，即匹配成功，满足轴向游隙的公差要求。首先将轮毂轴承的12个参数的尺寸数据在MATLAB中产生仿真数据。由公式(2)、(3)和(4)可计算出内圈、法兰盘和外圈的沟道综合位置值M和三个零件的标准沟道综合位置值M0，M0为标准游隙偏差值。进而可以由公式(6)得出Ga值。在尺寸范围内产生一万组仿真数据，来仿真生产过程中所有可能出现的轮毂轴承尺寸。仿真数据得出的图形如图5所示，X轴坐标为钢珠尺寸，Y轴坐标为内圈的游隙偏差，从图中观察发现内圈游隙偏差值关于钢珠尺寸的函数基本为线性的。由式(3)，(4)得出外圈游隙偏差值和法兰盘游隙偏差值之后，计算Ga0-△M外-△M法得到的图形如图6所示。X轴坐标为钢珠的尺寸，Y轴坐标为Ga0-△M外-△M法游隙偏差，观察可以发现，游隙偏差函数Y关于钢珠尺寸的函数基本为线性的。同一组内圈，内圈游隙偏差为一组斜率为正的直线，而Ga0-△M外-△M法游隙偏差本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于线性拟合的轮毂轴承匹配仿真方法，其特征在于，包括：步骤1：建立钢珠匹配模型来修正钢珠变动带来的误差；现已知钢珠等级由低级到高级有3μm的偏差范围，通过变换不同等级的钢珠能够在一定程度上弥补游隙偏差，得到轴向游隙合格的轮毂轴承，但每次测量得出的△变量只能在固定的钢珠条件下，变动钢珠来减小的误差不是线性增减的，所以建立钢珠匹配模型来修正钢珠变动带来的误差；步骤2：建立变动内圈匹配模型来修正偏差；轮毂轴承企业内存在一定库存的内圈，在变动钢珠不能弥补游隙偏差的情况下，可以使用内圈来修正偏差，得到合格的轮毂轴承；步骤3：内圈游隙偏差函数与Y函数线性拟合；在钢珠尺寸范围内，不同钢珠尺寸对应的内圈游隙偏差不同，它们呈线性关系，通过MATLAB仿真，将关于钢珠尺寸的内圈游隙偏差函数与关于钢珠尺寸的线性函数Y，放在同一坐标轴进行线性拟合。

【技术特征摘要】
1.一种基于线性拟合的轮毂轴承匹配仿真方法，其特征在于，包括：步骤1：建立钢珠匹配模型来修正钢珠变动带来的误差；现已知钢珠等级由低级到高级有3μm的偏差范围，通过变换不同等级的钢珠能够在一定程度上弥补游隙偏差，得到轴向游隙合格的轮毂轴承，但每次测量得出的△变量只能在固定的钢珠条件下，变动钢珠来减小的误差不是线性增减的，所以建立钢珠匹配模型来修正钢珠变动带来的误差；步骤2：建立变动内圈匹配模型来修正偏差；轮毂轴承企业内存在一定库存的内圈，在变动钢珠不能弥补游隙偏差的情况下，可以使用内圈来修正偏差，得到合格的轮毂轴承；步骤3：内圈游隙偏差函数与Y函数线性拟合；在钢珠尺寸范围内，不同钢珠尺寸对应的内圈游隙偏差不同，它们呈线性关系，通过MATLAB仿真，将关于钢珠尺寸的内圈游隙偏差函数与关于钢珠尺寸的线性函数Y，放在同一坐标轴进行线性拟合。2.根据权利要求1所述的一种基于线性拟合的轮毂轴承匹配仿真方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘曦泽，谢志烈，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33