傳動軸
傳動軸(DriveShaft)連接或裝配各項(xiàng)配件而可移動或轉(zhuǎn)動的圓形物體配件,一般均使用輕而抗扭性佳的合金鋼管制成。對前置引擎后輪驅(qū)動的車來說是把變速器的轉(zhuǎn)動傳到主減速器的軸,它可以是好幾節(jié)由萬向節(jié)連接。傳動軸是由軸管、伸縮套和萬向節(jié)組成。伸縮套能自動調(diào)節(jié)變速器與驅(qū)動橋之間距離的變化。萬向節(jié)是保證變速器輸出軸與[1]驅(qū)動橋輸入軸兩軸線夾角的變化,并實(shí)現(xiàn)兩軸的等角速傳動。一般萬向節(jié)十字軸、十字軸承和凸緣叉等組成。斯太爾系列重型汽車使用的傳動軸萬向節(jié)采用滾柱十字軸軸承,配合以短而粗的十字軸,可傳遞較大的轉(zhuǎn)距。在軸承端面設(shè)有蝶形彈簧,以壓緊滾柱。十字軸的端面增加了具有螺旋槽的強(qiáng)化尼龍墊片,可防止大夾角或大轉(zhuǎn)距傳遞動力時燒結(jié)。
傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的傳動軸伸縮套是將花鍵套與凸緣叉焊接在一起,將花鍵軸焊在傳動軸管上。而GWB公司的傳動軸一改傳統(tǒng)結(jié)構(gòu),將花鍵套與傳動軸管焊接成一體,將花鍵軸與凸緣叉制成一體。并將矩形齒花鍵改成大壓力角漸開線短齒花鍵,這樣既增加了強(qiáng)度又便于擠壓成形,適應(yīng)大轉(zhuǎn)矩工況的需要。在伸縮套管和花鍵軸的牙齒表面,整體涂浸了一層尼龍材料,不僅增加了耐磨性和自潤滑性,而且減少了沖擊負(fù)荷對傳動軸的損害,提高了緩沖能力。
該型傳動軸在凸緣花鍵軸外增加了一個管形密封保護(hù)套,在該保護(hù)套端部設(shè)置了兩道聚氨酯橡膠油封,使伸縮套內(nèi)形成廠一個完全密封的空間,使伸縮花鍵軸不受外界沙塵的侵蝕,不僅防塵而且防銹。因此在裝配時在花鍵軸與套內(nèi)一次性涂抹潤滑脂,就完全可以滿足使用要求,不需要裝油嘴潤滑,減少了保養(yǎng)內(nèi)容。
傳動軸是一個高轉(zhuǎn)速、少支承的旋轉(zhuǎn)體,因此它的動平衡是至關(guān)重要的。一般傳動軸在出廠前都要進(jìn)行動平衡試驗(yàn),并在平衡機(jī)上進(jìn)行了調(diào)整。因此,一組傳動軸是配套出廠的,在使用中就應(yīng)特別注意。
傳動軸分類
傳動軸按其重要部件--萬向節(jié)的不同,可有不同的分類。如果按萬向節(jié)在扭轉(zhuǎn)的方向是否有明顯的彈性可分為剛性萬向節(jié)傳動軸和撓性萬向節(jié)傳動軸。前者是靠零件的鉸鏈?zhǔn)铰?lián)接傳遞動力的,后者則靠彈性零件傳遞動力,并具有緩沖減振作用。剛性萬向節(jié)又可分為不等速萬向節(jié)(如十字軸式萬向節(jié))、準(zhǔn)等速萬向節(jié)(如雙聯(lián)式萬向節(jié)、三銷軸式萬向節(jié))和等速萬向節(jié)(如球籠式萬向節(jié)、球叉式萬向節(jié))。等速與不等速,是指從動軸在隨著主動軸轉(zhuǎn)動時,兩者的轉(zhuǎn)動角速率是否相等而言的,當(dāng)然,主動軸和從動軸的平均轉(zhuǎn)速是相等的。主、從動軸的角速度在兩軸之間的夾角變動時仍然相等的萬向節(jié),稱為等速萬向節(jié)或等角速萬向節(jié)。它們主要用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋、斷開式驅(qū)動橋等的車輪傳動裝置中,主要用于轎車中的動力傳遞。當(dāng)轎車為后輪驅(qū)動時,常采用十字軸式萬向節(jié)傳動軸,對部分高檔轎車,也有采用等速球頭的;當(dāng)轎車為前輪驅(qū)動時,則常采用等速萬向節(jié)——等速萬向節(jié)也是一種傳動軸,只是稱謂不同而已。傳動軸重要部件
萬向節(jié)是汽車傳動軸上的關(guān)鍵部件。在前置發(fā)動機(jī)后輪驅(qū)動的車輛上,萬向節(jié)傳動軸安裝在變速器輸出軸與驅(qū)動橋主減速器輸入軸之間;而前置發(fā)動機(jī)前輪驅(qū)動的車輛省略了傳動軸,萬向節(jié)安裝在既負(fù)責(zé)驅(qū)動又負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)向的前橋半軸與車輪之間。汽車是一個運(yùn)動的物體。在后驅(qū)動汽車上,發(fā)動機(jī)、離合器與變速器作為一個整體安裝在車架上,而驅(qū)動橋通過彈性懸掛與車架連接,兩者之間有一個距離,需要進(jìn)行連接。汽車運(yùn)行中路面不平產(chǎn)生跳動,負(fù)荷變化或者兩個總成安裝位置差異,都會使得變速器輸出軸與驅(qū)動橋主減速器輸入軸之間的夾角和距離發(fā)生變化,因此要用一個“以變應(yīng)變”的裝置來解決這一個問題,因此就有了萬向節(jié)。
在發(fā)動機(jī)前置后輪驅(qū)動(或全輪驅(qū)動)的汽車上,由于汽車在運(yùn)動過程中懸架變形,驅(qū)動軸主減速器輸入軸與變速器(或分動箱)輸出軸間經(jīng)常有相對運(yùn)動,此外,為有效避開某些機(jī)構(gòu)或裝置(無法實(shí)現(xiàn)直線傳遞),必須有一種裝置來實(shí)現(xiàn)動力的正常傳遞,于是就出現(xiàn)了萬向節(jié)傳動。萬向節(jié)傳動必須具備以下特點(diǎn):a 、保證所連接兩軸的相對位置在預(yù)計(jì)范圍內(nèi)變動時,能可靠地傳遞動力;b 、保證所連接兩軸能均勻運(yùn)轉(zhuǎn)。由于萬向節(jié)夾角而產(chǎn)生的附加載荷、振動和噪聲應(yīng)在允許范圍內(nèi);c 、傳動效率要高,使用壽命長,結(jié)構(gòu)簡單,制造方便,維修容易。對汽車而言,由于一個十字軸萬向節(jié)的輸出軸相對于輸入軸(有一定的夾角)是不等速旋轉(zhuǎn)的,為此必須采用雙萬向節(jié)(或多萬向節(jié))傳動,并把同傳動軸相連的兩個萬向節(jié)叉布置在同一平面,且使兩萬向節(jié)的夾角相等。這一點(diǎn)是十分重要的。在設(shè)計(jì)時應(yīng)盡量減小萬向節(jié)的夾角。常用類型
十字軸式剛性萬向節(jié)傳動軸在汽車傳動系中用得最廣泛,歷史也最悠久。平時所說的傳動軸一般指的就是十字軸式剛性萬向節(jié)傳動軸。十字軸式剛性萬向節(jié)主要用于傳遞角度的變化,一般由突緣叉、十字軸帶滾針軸承總成、萬向節(jié)叉或滑動叉、中間連接叉或花鍵軸叉、滾針軸承的軸向固定件等組成。突緣叉一般與變速箱、驅(qū)動橋或別的傳動軸等連接。突緣叉是一個帶法蘭的叉形零件,一般采用中碳鋼或中碳合金鋼的鍛造件,也有采用球墨鑄鐵的砂型鑄造件和中碳鋼或中碳優(yōu)質(zhì)合金鋼的精密鑄造件。突緣叉一般帶一個平法蘭,也有帶一個端面梯形齒法蘭的。十字軸帶滾針軸承總成一般包括四個滾針軸承、一個十字軸、一個滑脂嘴。滾針軸承一般由若干個滾針、一個軸承碗、一個多刃口橡膠油封(部分帶骨架)組成。在某些滾針軸承中,還有一個帶油槽的圓形墊片,有尼龍的,也有采用銅片或其他材料的,主要用于減小萬向節(jié)軸向間隙,提高傳動軸動平衡品質(zhì)。萬向節(jié)叉是一個叉形零件,一般采用中碳鋼或中碳合金鋼的鍛造件,也有采用中碳鋼的精密鑄造件。滾針軸承的軸向固定件一般是孔(或軸)用彈性擋圈(內(nèi)外卡式),或軸承壓板、鎖片、螺栓等。
傳動軸的另外一個重要的組成部分是滑動花鍵副,由內(nèi)、外花鍵(矩形、漸開線)組成,用于傳遞長度的變化。傳動軸的萬向節(jié)擺角和滑動花鍵副的最大伸縮量,是根據(jù)整車布置時進(jìn)行的傳動軸跳動校核而確定的。傳動軸管一般由低碳鋼板卷制的電焊鋼管制成,對大規(guī)格的軸管,也有采用冷拔無縫管的。軸管的外徑和壁厚(或內(nèi)徑)是根據(jù)傳動軸所傳遞的最大工作扭矩、最高工作轉(zhuǎn)速等條件確定的??招牡妮S管具有較小的質(zhì)量并能傳遞較大的扭矩,并且比相同外徑的實(shí)心軸具有更高的臨界轉(zhuǎn)速的特點(diǎn)。一般情況下,兩萬向節(jié)中心距不大于1.5m。當(dāng)距離較近時,一般由兩個萬向節(jié)和一個滑動花鍵副組成,中間無軸管。當(dāng)距離較遠(yuǎn)而使傳動軸的長度超過1.5m時,常常分成兩根或三根,采用三個或四個萬向節(jié),且最后一根帶滑動花鍵副,其余的帶中間支承的結(jié)構(gòu)型式。典型的中間支承一般由一個圓柱球軸承、一個軸承座、兩個油封、一個橡膠墊、一個滑脂嘴組成。中間傳動軸由中間支承支架連接到車架橫梁上,要求中間傳動軸軸心線與中間支承平面垂直。一般要求傳動軸中間支承布置在傳動軸系統(tǒng)的一階臨界轉(zhuǎn)速節(jié)點(diǎn)上。在使用過程中,一般需要按時保養(yǎng)。在萬向節(jié)、滑動花鍵副、中間支承等有滑脂嘴的地方,要按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行定期加注規(guī)定的潤滑脂。也有采用免維護(hù)的傳動軸,在萬向節(jié)和中間支承的軸承內(nèi)有預(yù)留的潤滑脂,不需要定期加注潤滑脂。傳動軸常見故障診斷與排除
傳動軸機(jī)件的損壞、磨損、變形以及失去動平衡,都會造成汽車在行駛中產(chǎn)生異響和振動,嚴(yán)重時會導(dǎo)致相關(guān)部件的損壞。汽車行駛中,在起步或急加速時發(fā)出“格登”的聲響,而且明顯表現(xiàn)出機(jī)件松曠的感覺,如果不是驅(qū)動橋傳動齒輪松曠則顯然是傳動軸機(jī)件松曠。松曠的部位不外乎是萬向節(jié)十字軸承或鋼碗與凸緣叉,伸縮套的花鍵軸與花鍵套。一般來講,十字軸軸徑與軸承曠量不應(yīng)超過0.13mm,伸縮花鍵軸與花鍵套嚙合間隙不應(yīng)大于0.3mm。超過使用極限應(yīng)當(dāng)修復(fù)或更換。
汽車行駛中若底盤發(fā)生“嗡嗡”聲,而且運(yùn)行速度越高,聲音越大。這一般是由于萬向節(jié)十字軸與軸承磨損松曠、傳動軸中間軸承磨損、中間橡膠支承損壞或吊架松動,或是由于吊架固定的位置不對所致。
6×4汽車在重負(fù)荷時,特別在行駛顛簸中偶爾發(fā)出敲擊聲,應(yīng)注意檢查中后橋平衡軸是否變位而與傳動軸發(fā)生干涉。汽車運(yùn)行中若隨著車速的增高而噪聲增大,并且伴隨有抖動,這一般是由于傳動軸失去平衡所致。這種振動在駕駛室內(nèi)感覺最為明顯。傳動軸動平衡的不平衡量應(yīng)小于100g.cm.
傳動軸動平衡失效嚴(yán)重會導(dǎo)致相關(guān)部件的損壞。最常見的是離合器殼裂紋和中間橡膠支承的疲勞損壞。
傳動軸中間吊架的安裝在維修中十分重要。如果吊架安裝位置不當(dāng),會增加傳動軸運(yùn)轉(zhuǎn)阻力和噪聲,導(dǎo)致軸承的早期損壞。在重新安裝吊架時,首先將吊架固定螺栓不要擰緊,將汽車驅(qū)動輪用千斤頂支離地面,掛低速檔,慢慢旋轉(zhuǎn)傳動軸使傳動軸和吊架自動找正,然后再將吊架固定螺栓擰緊。傳動軸的使用與保養(yǎng)
為了確保傳動軸的正常工作,延長其使用壽命,在使用中應(yīng)注意:
1.嚴(yán)禁汽車用高速檔起步。
2.嚴(yán)禁猛抬離合器踏板。
3.嚴(yán)禁汽車超載、超速行駛。
4.應(yīng)經(jīng)常檢查傳動軸工作狀況。
5.應(yīng)經(jīng)常檢查傳動軸吊架緊固情況,支承橡膠是否損壞,傳動軸各連接部位是否松曠,傳動軸是否變形。
6.為了保證傳動軸的動平衡,應(yīng)經(jīng)常注意平衡焊片是否脫焊。新傳動軸組件是配套提供的,在新傳動軸裝車時應(yīng)注意伸縮套的裝配標(biāo)記,應(yīng)保證凸緣叉在一個平面內(nèi)。在維修拆卸傳動軸時,應(yīng)在伸縮套與凸緣軸上打印裝配標(biāo)記,以備重新裝配時保持原裝配關(guān)系不變。
7.應(yīng)經(jīng)常為萬向節(jié)十字軸承加注潤滑脂,夏季應(yīng)注入3號鋰基潤滑脂,冬季注入2號鋰基潤滑脂。
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