貫通驅動橋主傳動軸承的改進

宗巖 徐耘

摘要：首先闡述了軸承在傳動中的作用，根據當前產品存在的問題，對現有貫通橋主傳動軸承進行校核計算，確定目前使用的主傳動軸承存在問題，重新選取軸承的型號并對新軸承進行校核，選用新軸承不僅提高了軸承的壽命同時還降低成本，實踐證明改進后的軸承滿足使用要求

關鍵詞：貫通驅動橋 主傳動軸承 當量載荷

1.總述

對于任何行駛的車輛，傳動系統是不可缺少的，一旦傳動系統出現了問題，車輛將無法行駛，作為傳動系統的支承件軸承起著關鍵的作用，正確的選擇軸承是車輛設計的關鍵。

驅動貫通橋主傳動軸承在使用的過程中經常發生損壞，造成車輛無法運行，同時軸承損壞后其支承的齒輪將失去原來的正確位置，造成齒輪的損壞，驅動橋傳動箱中許多零件均被損壞。

2.問題的分析

對此問題進行分析，因損壞零件數量品種多并不容易分清是那種零件損壞造成其余零件的損壞，對損壞的齒輪、軸承進行熱處理方面的晶相分析和材料分析，結果沒有發現問題，我們又對新進貨的零件進行尺寸和熱處理方面的檢驗，結果均符合圖紙的要求，最后確定一定是設計出現了問題，重新對軸承和齒輪進行校核計算，結果發現軸承的選型有誤。

3.分析問題需要的技術參數見表一

.齒輪的受力分析及計算

4.1.主、從動圓柱斜齒輪節圓上的圓周力：

4.2.主、從動圓柱斜齒輪節圓上的徑向力：

4.3.主、從動圓柱斜齒輪節圓上的軸向力：

4.4.主被動錐齒輪節圓上的圓周力：

4.5.主動錐齒輪節圓上的徑向力：

4.6.主動錐齒輪節圓上的軸向力：

齒輪軸向力和徑向力的符號取值見表（二），當車輛前進時，圓柱斜齒輪順時針旋轉，錐齒輪逆時針旋轉，此時徑向力的方向指向軸心，軸向力的方向由輪齒小端指向輪齒大端，軸向力使主被動齒輪的輪齒分離。

5.C軸承和D軸承受力分析及計算（參見圖一）

5.1.主動錐齒輪軸向和徑向力的平面內各力扭矩和

5.2.主動錐齒輪圓周力平面內各力扭矩和

5.3.作用在兩軸承間的徑向力

兩軸承型號相同且面對面安裝，其徑向載荷：

5.4.使用舊軸承時兩軸承的作用力

外加軸向力：

單個圓錐滾子軸承由徑向力引起的附加軸向力：

軸承C所受的軸向力：

軸承D所受的軸向力：

軸承C的當量載荷：

軸承D的當量載：

5.5.使用新軸承時兩軸承的作用力

單個圓錐滾子軸承由徑向力引起的附加軸向力：

軸承C所受的軸向力：

軸承D所受的軸向力：

軸承C的當量載荷：

軸承D的當量載荷：

6.車輛倒車時錐齒輪的受力分析及計算（參見圖二）

車輛倒車時，圓柱斜齒輪逆時針旋轉，錐齒輪順時針旋轉，此時徑向力的方向指向軸心，軸向力的方向由輪齒大端指向輪齒小端，軸向力使主被動齒輪的輪齒嚙合更緊

理計算出采用新老軸承的時軸承的當量載荷，計算結果匯總如下表：

圖（一） 圖（二）

正車及倒車軸承當量載荷的匯總見表三

7.結論

通過對改進前后軸承的校核計算，得知原來采用的軸承的軸向系數太大，從而增加了更大的額外軸向載荷，使軸承的總動負荷增加，軸承壽命減少，使軸承在沒有達到壽命的時間損壞.通過重新選型，軸承損壞的問題得以解決，同時更改后的軸承比原來軸承的額定動負荷減少，但軸承的壽命卻增加4倍多。

在沒有更改之前，軸承的平均壽命在3～6個月即被損壞，更改后的軸承目前已使用一年還沒有損壞，此設計更改在沒有其它結構更改的情況下直接更換軸承，即解決了質量問題又降低了成本。

參考文獻：

[1]劉澤九 滾動.軸承應用手冊 機械工業出版社，2006

[2]劉惟信.汽車車橋設計.清華大學出版社，2003

[3]格利森錐齒輪技術資料.機械工業出版社，1984.北京齒輪廠翻譯

[4]張展 實用齒輪設計計算手冊 機械工業出版社，2011