轮毂轴承作为汽车的重要零部件之一,主要作用是传递动力和减少转动副的摩擦力。轮毂轴承质量的好坏对整车的性能起到关键作用,也直接影响到汽车的运动性能、舒适性以及安全性与可靠性。本文围绕电动汽车轮毂轴承的磨损失效开展研究工作,提出以功率超声技术实现对汽车带花键传动轴的悬浮减摩,并完成该轮毂轴承单元的结构设计与理论计算,通过有限元仿真分析验证该超声悬浮轮毂轴承应用的可行性。本文首先简述了超声波悬浮特性及超声振动对摩擦系数的影响,并阐述了超声悬浮轴承的发展现状。选择某型号电动汽车的轮毂轴承单元为研究对象,进行总体结构设计方案的分析。参照轮毂轴承外法兰的结构,设计轴箱装置;结合汽车悬挂系统设计轮毂轴承单元辅助部分,包括转向节、减振器、上下叉臂、制动器、车轮和防护罩。对压电换能器的相关理论、压电材料及其性能参数、振动模态进行详细的介绍;通过一维纵振理论设计计算夹心式压电换能器,并从薄壁杆件等效质量法出发,设计复合圆锥形辐射头结构并确定相关尺寸参数。利用有限元软件对压电换能器进行模态分析、谐响应分析、瞬态动力学分析,获得具有纵向振动模态的谐振频率结果和端面输出振幅结果;在轮毂轴承载荷分析和汽车轮胎载荷计算公式的基础上,结合所选型号电动汽车的相关参数,可以得出轮毂轴承的四种计算工况。在满轴重的四种工况下,对轴箱体进行结构静强度分析;在相同的工况载荷下对装配完整的轴箱整体进行结构静强度分析,分析结果均满足力学要求。通过上述仿真分析,验证了设计方案的可靠性。