汽车传动轴支持轴承的选型及应用

《汽车传动轴支持轴承的选型及应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车传动轴支持轴承的选型及应用（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、有螺旋弹簧的传感器在结构上 因有测杆导向移动摩擦 的存在,故该 质量一弹性振动系统在工作时,实际上就成了阻 尼受迫振动系统,显然 它的工作截止频率是 较低的,所以一、,二。_,_ ,二_,、,。一,_ 尸、_在测量时尽管加大 了测量压力,使镇i奋之值增大,但系统的 固有频率并不能因此而有明显 的增大,这便是 图5中诸直线 段略有 向上升起的原 因,从而就形成了一个直线段的假心产止尹心奋弓知吞心心卜轴承应用勺嘴、宁宁宁宁宁宁像稳定区。另外,由于制造精度上 的原 因,其测杆摩擦程度对 不 同的传感 器来说是不能一致的,亦即振动中的阻尼 系数是 不相等的,再加上弹簧本身刚度的差 异和装配质量的不稳定

2、等原 因,最终必然迫使每个传感器的 频响特性有着一定的相差,从而 导致仪器测量结果的较大差 异和不稳定。(未 完待 续)汽车传动轴支持轴承的选型及应用洛阳轴承研究所刘仲祺一、传动轴支持物承传动轴的作用是将汽车的动力由变速箱(或分动箱)传递给驱动桥。在传动轴比较长的地方,为保证轴的平稳运转,通常设计有传动轴支持轴承(图1)。图1传动轴简图1一变速箱;2一中间传动 轴:3一支 持 轴承;4一轴承支座;5一主传动 轴:6一驱动桥;7一钢板弹簧;8一车梁众所周知,汽车在行驶 中,由于路面高低不平,车子总是在颠簸,因之 钢板弹簧7就发生不 同程度的变形,这样变速箱1和驱动桥6之间 的相对位置就 随着变化

3、。为了能够正常传递扭矩,避免机件损坏,要求传动轴5能够随着板簧7的变形伸长 或缩短。为此,主传动轴通常设计有花键(如解放牌CA1 0B载重 汽车)和滚动花键(如上海 牌SH7 6。小客车)。由于花键付的摩擦,主传动轴在传递扭矩中就产生摩擦力,该力的方向随车箱的上下运动发 生变化,中间传动袖2由安装在轴承支座4中的支持轴承3支承,轴承支座4用 不 同的方式固定在车梁8上。很显然,支持轴承不但支持着传动轴的重 量,而且承受着由于花键付摩擦所产生 的方 向变化的往复轴向力。二、支持轴承的选型除三轴驱动越野汽车一般选两套单列圆锥滚子轴承作传动轴支持轴承外(如解放牌CA3 oA型越野汽车选两套7 30

4、8轴承,东风牌EQ2 4 0型越野车选两套72 08轴承),普通载重 汽 车多选用向心球轴承(单列或双列),也有选择球面球轴承或球面滚子轴承作为传动轴支持轴承 的。3一1 2吨载重 汽车绝 大多数选用单列 向心球轴承,如 东 风 牌EQ14 0载重汽车选3 0 0 0 2 1 0,北京牌BJ13 0A载重汽车选30 7轴承。国外也是多选用单列向心球轴承作 传动轴支持轴承,现将国外2 4 种车型的传动轴支持轴承列于表一。从表中可以明显看出,绝大多数车型采表一国外3 1 2吨载重汽车传动轴支持轴承 汇总表支持轴承 型号车型I 生产 国(厂)一一一- , - - - - 一- - 了二石二 吞11

5、牛.11月 1 1二日!11到夕r闷, , !11卜rl理写吉尔13 0却贝尔D一4 5 0苏联匈 牙利喀尔巴歼SR13 1布切奇S刀11 3菲 亚 特6 50E贝 利埃G IRBM3伏尔伏NB6罗 马 尼亚意大 利R l厂gB810510瑞典吉斯一1 50布拉格男 儿苏联捷克前63 07 后62 1 0;斯可达7 06R7 06Rs2 23 1 0却贝尔D一3 5 0依 发H3A匈牙利东 德,H6 、T一1 1OL且可甲,八r 1一11,刁美美国国6 20 8 8 8载载重汽车Tg g g日本本6 2 09Cs s s3G2 Q9 9 9 I I I I ISU ZU U U U U U U

6、T T Tr、丁切切”柴柴油车要 f . .孺乳乳”63 10C3 3 33G31载载重车 KL L L日本本620 5 +e尸c3 H H H H HINO O O O O O O ( ( ( ( (日野) ) ) ) ) ) )T T T E E E”6210 +e尸e3 始接触 角为5019,51 ,1 205 7,5“;当采用第兰辅助组大游隙 轴 承时,径向 游 隙为0.02 4 一。.04 2毫米,那么计算原始接触角为11“4640“一150365“,从 上述数据可 以看出采用大游隙轴承使接触角有较大增加,从而提高了轴向承载能力。该轴承位于底盘下部,通常在尘土弥漫、泥水飞溅的环境中工

7、作,因此对密封要、求很高。从表 一中可 以看出,一些轴承本身结构就设计有密封元件或带有较完善的密封装置。三、支持轴承的选型计算传动轴支持轴承所受的径向 力是 很小的,而轴向力却可能相当大。在驱动桥与变速箱有相对运动时,传动轴花键摩擦阻力给轴承以轴向力。在有些设计中,变速箱第二轴轴承 以及 中央传动小螺旋伞齿轮轴承,均受到这个力的作用。在其扭矩为发动机最大扭矩M最大(公斤米)时,作用于支持轴承的轴向力Fa为F。一兰竺壑x10: (1)F U SO柴 油载重 车 T410、48 26 2 10C33G310柴 油载 重车DC8 0CTOY O T月 (丰田)汽汕载重车F Ano重 载重车;李乱缨竺

8、霆阵 】”310乙LUC3】日本 NISSAN (日产)轴承中心带有机械密 封 和盖;两面橡胶 密 封双 唇。用了单列向心球轴承。值得 注意 的是某些车型采用了大游隙向心球轴承,以提高轴承承受轴向负荷的能力。以31 0轴 承 为例,正常径 向游隙为0.0 12,/0.02 9毫米,计算原式中,拼花键的摩 擦系数;r花键节圆的平均半径,毫米。汽车在行驶中,扭矩M是一个变量,要根据变化 的扭矩M来计算当量轴向负荷Fa。是比较繁琐的,往往因发动机和变速箱的一些技 术参数不 够而 不能进行计算。现介绍牵引力法来计算当量轴向负荷。汽车所需的当量牵引力KD为:KD=KQ(2)式中,K比牵引力,公斤/ 吨,

9、不 同运输条件下的 K值如下:短途 运输:K=6 0长途运输:在公路干线上4 5在丘陵 区、非铺面道路6 5建筑工地 的轻便工作:在坏 路面 和碎石 区行驶8 0建筑工地的繁重 工作:在乡野行驶,并频繁倒车1 00(对于三轮货车和带拖车货车:K可减少2 0肠。)Q汽车和拖车的重量,吨;K刀当量牵引力,公斤根据当量牵引力KD可得传动轴扭 矩M二为入汽车行驶某规定路程传动轴的转数1 0“此处规定值为2 5 万公里_25 0 00 0xU。2汀R万2 5 0 0 0 0X7.6 3=6 3 2.48M,; :_K刀R万x10一3刀B UB公斤米式中,刀。一车轮和传动轴之 间的效率;U,一车轮 和传动

10、轴之 间的传速比;RH一车轮半径,毫米轴向负荷的当量值Fa。为:2兀4 8 0: C=P万N=1.4 8火217x刁6 32.4 8=2 7 5 7公斤大 于21 0轴承动负荷容量(2 7 5 0公斤),说明要求寿命2 5 万公里,若不采取减少轴向力或增加吸收轴向力的装置的措 施,选取21 0轴承是不能满足寿命要求的。若选 取3 1 0轴 承,查样本C=32 0 0,C。=2 670二_,.丝更星兰刀B.L JB.rF。_C。21 72 6 7 0=0.0 8 2查 出e= 0.28 (3)以解放牌CA10B汽车为例,计算传动轴支承轴承轴向负荷。已知拼=0.2,K=4 5,R万=4 8 0,刀

11、:0.9 0,U,=7.63,r=2 5.25,Q=8.02 5吨当量牵引力可按式(2 )求得:K。=KQ二4 5x8.025=361公斤当量轴向负荷可按 式(3 )求得鬓”一56Fa,=0.。3 61X480 乙 0.9X7.6 3X23.25一21 7公斤目前解放牌汽车选用的支持轴承为21 0,现作检验计算如下:查样本知:轴承额定动负 荷 容 量C2 75 0公斤;轴承额定静负荷容量C。=2 0 2 0公斤Fa_2 1 7C。202 0二0.1 0 7得e二0.29 7F。、. 右二奋eg一14匕1lr:.尸=gFa=1.4 8X217所需轴承动负荷容量C=尸刁N: C=1.56x2 17

12、刁6 32.4 8=2 9 0 5公斤3 2 0 0公斤没有超过31 0轴承的动负荷容量,说明选取该轴承是合理的。实际上式(l )中的摩擦系数是一个变化值,一般情况 下拼=0.2,当 润 滑充足时“0.1,但当花键锈蚀,或 因偶然 大负荷花键拉毛后,此 时拼0.2,那么作用在支持轴承上的轴向力将增加很大,加速轴承的损坏。若改用滚动花键,“(0.0 05,轴向力将大大减低,这将大大延长轴承寿命和减少摩擦力所吸起的能源消耗。由此可以明显看出花键的结构型 式是一个相当重要的因素。为了节约能源,力求将传动付的摩擦降低到最小。我 国上海牌S H76 0型小客车采用了圆. 柱滚子 滚动花键,其结构见 图2

13、。滚动花键还有一些其它 形式,如非循环球式滚动花 键,(图3),非循环球式滚动花键等速万向节(图4)。日本根据传动功率的大小对传动轴的截面形状作了规定,如图5所示。礁礁礁翰麟薪豁叫叫! ! ! ! !黝黝黝黝黝 l l l l l l l l l l l甲尹尹尹尹l l l l l陈一斋韶韶韶韶尸尸尸尸 图2上海S H76 0 型 小客车半轴滚 动花键1一花 键 轴套;2一半 轴万向节外叉;3一外 半轴;4.5一卡环;6一垫圈;7一导块;8一滚 柱图3非循环 球滚动 花键(带有复位 弹簧口口口口酬酬- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

14、- - - - - - - - - - - - - - -活活活活下二一一: - - -比比比比门门l l l l l l l 暮蓬蠢蠢蠢蠢蠢蠢蠢 . . .- - - - -隘慈豪豪豪 一一 车车车车藏吕矗菇菇菇菇菇菇图4滚 动花键等速万向节剖而 形状 适用 拖拉机的马力 范 围A40一75马力B6一40马力图5C1 0一6 0马力D40一3 0马力E4 0一10 0马力传动轴剖 面图四、支特轴承支座的结构型式要提高支持轴承寿命,一个措施是将滑动花键改为滚动花键,在运行 中注 意花键 的密封和润滑,其目的是将作用在轴承 上的轴向力减到尽可能小的程度;另 一个办法是使支持轴承在轴向有一定的随动

15、性或 吸收轴向力的装置。为了改善轴承 的随 动性,在设计轴承支座时,有一些车辆不是直接将支座 用螺钉 刚性地与底盘相连,而是有一个悬挂装置,这样就使支持轴承有比较好的随动性。图6为北京牌BJ13oA汽车传动轴支持轴承装置。钱塘江牌汽车设计有类似结构。据用户反映这种支座结构的支持轴承寿命 长,保养维修也很方便。国外在研究提高传动轴支持轴承寿命时,非常重视支 座的结构,如瑞典SKF资料介绍,当轴承座与底盘 刚性连接时,就必须采用调心轴承(图7)。目前在 轴承 座与底盘之间常采用橡胶装置以吸收振动和响声,在这种情况下可采用图8和图9所示的向心球轴承支承 装置。l l l灿之口、钊、 认J J J 陈

16、陈又涵际人钾甲甲 “”;- - - 澎澎澎二父丈丈式骥父狱狱 口口口口口翰翰次粉粉二释夕汉汉图6北京牌BIS OA汽车支持轴承装里茬茬茬茬茬茬茬笋笋 卜卜卜厂厂厂厂厂厂厂厂厂厂厂曰曰曰曰曰知麟数双双 卜卜卜卜卜一一一-州州 蠕蠕蠕蠕蠕蠕谁谁主三三三主主卜卜一一一一一一 一州州 匡匡) ) ) 夔蓦叠叠日日奎奎奎奎奎攀聋聋聋作作孟弓粼粼卜一乃乃 l l l l l- - - - -巨二二 占占尹 户 二 竺竺_ 骊骊l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l 阵阵三三三软乌乌一目- - -图9带密封元件向心球轴承支承装置英国哈狄斯皮赛(Ha