雙列圓錐滾子軸承在汽車(chē)驅(qū)動(dòng)后橋減速器的應(yīng)用

李鳳軍

（方盛車(chē)橋（柳州）有限公司，廣西 柳州 545006）

雙列圓錐滾子軸承，是一組圓錐滾子軸承背靠背的組合單元。使用這種軸承單元時(shí)，無(wú)需調(diào)整軸承游隙，因此在運(yùn)用雙列圓錐滾子軸承的時(shí)候，既繼承了使用成組圓錐滾子軸承的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又解決了使用成組圓錐滾子軸承存在的問(wèn)題。

目前，雙列圓錐滾子軸承在汽車(chē)上運(yùn)用越來(lái)越廣泛，國(guó)內(nèi)雙列圓錐滾子軸承的生產(chǎn)水平和使用經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)成熟。本文探討的主題，是中型汽車(chē)驅(qū)動(dòng)后橋減速器上運(yùn)用圓錐滾子軸承存在的不足，以及改用雙列圓錐滾子軸承的優(yōu)點(diǎn)。

1 運(yùn)用圓錐滾子軸承的現(xiàn)狀及不足

汽車(chē)驅(qū)動(dòng)后橋單級(jí)減速主減速器齒輪的支承型式，大部分采用騎馬式。騎馬式支承剛度好，有利于提高齒輪的承載能力。同時(shí)在應(yīng)用這種結(jié)構(gòu)時(shí)，小齒輪一般采用一對(duì)圓錐滾子軸承支承，使兩軸承的圓錐滾子大端朝外，以使兩軸承中心間的距離拉長(zhǎng)并使懸臂縮短，增強(qiáng)支承剛度，同時(shí)也便于結(jié)構(gòu)布置及軸承潤(rùn)滑，結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 雙曲面齒輪單級(jí)主減速器

這種結(jié)構(gòu)布置的減速器小齒輪，是由兩個(gè)分體式圓錐軸承背對(duì)背支承，兩個(gè)圓錐軸承外圈利用軸承座7凸臺(tái)隔開(kāi)，防止小齒輪上下竄動(dòng)，導(dǎo)致傳動(dòng)失效。通過(guò)調(diào)整墊片1調(diào)整兩軸承芯的距離來(lái)調(diào)整軸承配合游隙。這種布置結(jié)構(gòu)型式，在國(guó)內(nèi)外沿用了數(shù)十年，但還是存在怎樣準(zhǔn)確調(diào)整小齒輪兩圓錐滾子軸承最佳游隙的問(wèn)題。

圓錐滾子軸承的游隙大小，直接影響到軸承的壽命，還會(huì)影響到小齒輪的定位不好，容易改變齒輪副的嚙合斑點(diǎn)，影響齒輪副的壽命。因此，軸承游隙的合理調(diào)整非常重要。

這個(gè)問(wèn)題一直困擾著汽車(chē)驅(qū)動(dòng)車(chē)橋生產(chǎn)企業(yè)。目前行業(yè)內(nèi)調(diào)整小齒輪兩圓錐滾子軸承游隙的辦法，基本上是通過(guò)測(cè)量軸承座的啟動(dòng)力矩，來(lái)判斷軸承的游隙是否合理，方法如圖2。

圖2 圓錐軸承游隙調(diào)整辦法

以一定壓力F1壓緊兩圓錐滾子軸承，通過(guò)調(diào)整墊片1調(diào)整軸承的游隙，然后根據(jù)測(cè)軸承座的啟動(dòng)力F2判斷軸承游隙是否合理。

由于每一對(duì)不同規(guī)格的圓錐滾子軸承的合理游隙與壓力F1、拉力F2有對(duì)應(yīng)關(guān)系，這種對(duì)應(yīng)關(guān)系需要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與研究，恰恰國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)企業(yè)在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)研究方面，做得相對(duì)不足。因此，在正確合理調(diào)整圓錐滾子軸承的游隙數(shù)據(jù)支持，就存在不足。

另外一個(gè)原因是，就算這組對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)研究好了，在國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)方式很少做到100%測(cè)量這個(gè)啟動(dòng)力矩，基本是靠裝配工的手感。每個(gè)裝配工的手感會(huì)存在差異，同一個(gè)裝配工，不同時(shí)候的精神狀態(tài)，手感都會(huì)有差異。在實(shí)際裝配過(guò)程中，為了保證軸承游隙盡可能在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，就需要裝配工反復(fù)拆裝，通過(guò)加減調(diào)整墊片1，調(diào)整到比較理想的軸承游隙。這樣執(zhí)行起來(lái)，效率不高，產(chǎn)能受影響。

這種小齒輪采用兩個(gè)圓錐滾子軸承支承的減速器，給整車(chē)布置緩速器帶來(lái)空間的局限性。隨著人們生活節(jié)奏的加快，城市客車(chē)車(chē)速也相應(yīng)提高，汽車(chē)制動(dòng)頻繁，制動(dòng)鼓制動(dòng)發(fā)熱問(wèn)題突出。

因此，現(xiàn)在的城市客車(chē)大部分都要求加裝緩速器分擔(dān)部分制動(dòng)力。如果采用后置式發(fā)動(dòng)機(jī)，那么發(fā)動(dòng)機(jī)輸出端到驅(qū)動(dòng)后橋的輸入端法蘭距離就短，傳動(dòng)軸長(zhǎng)度不夠，容易造成傳動(dòng)角過(guò)大，不利于傳動(dòng)。

在這個(gè)基礎(chǔ)上，再裝配一個(gè)緩速器，那空間就非常小，甚至布置不下。因此現(xiàn)在的汽車(chē)底盤(pán)布置，要求盡可能地縮短驅(qū)動(dòng)后橋輸入法蘭到橋殼中心的距離A。

整車(chē)在配裝緩速器后，驅(qū)動(dòng)橋減速器的小齒輪受的軸向力增大，要求提高軸承的軸向承載能力，同時(shí)又要求不能降低軸承的徑向承載能力和軸承中心距B 不能減小，因此就要求采用雙列圓錐滾子軸承，設(shè)計(jì)雙列軸承寬度加大，圓錐滾子軸承的錐角增大。

汽車(chē)驅(qū)動(dòng)后橋品質(zhì)的好壞與壽命的長(zhǎng)短，主要取決于齒輪副、軸承的壽命。軸承壽命跟軸承的材料，制造精度、熱處理、裝配調(diào)整等關(guān)系密切。

圓錐滾子軸承的游隙調(diào)整，是由使用單位進(jìn)行裝配調(diào)整的，因此不利于軸承的壽命控制。如果采用雙列圓錐滾子軸承，可以把影響軸承壽命的大部分因素，控制在生產(chǎn)企業(yè)，由生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)配合軸，配合孔的過(guò)盈情況，實(shí)際使用溫升對(duì)軸承游隙的影響，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)研究，最后確定最佳的軸承游隙，然后成套提供給使用單位直接裝配，不需調(diào)整。

2 雙列圓錐滾子軸承的應(yīng)用

根據(jù)以上分析的原因，雙列圓錐滾子軸承在汽車(chē)驅(qū)動(dòng)后橋減速器上會(huì)慢慢得到廣泛應(yīng)用。

下面兩款在汽車(chē)驅(qū)動(dòng)后橋減速器應(yīng)用雙列圓錐滾子軸承的結(jié)構(gòu)示意圖，可供參考（見(jiàn)圖3、圖4）。

3 采用雙列圓錐滾子軸承的好處

采用雙列圓錐滾子軸承有以下好處：

（1）提高后橋總成的裝配效率。

（2）小齒輪軸承游隙控制合理，避免現(xiàn)階段的調(diào)整圓錐滾子軸承游隙困難的問(wèn)題，同時(shí)也避免因軸承游隙大導(dǎo)致小齒輪偏角過(guò)大，影響到齒輪副的嚙合斑點(diǎn)，減少齒輪壽命。

圖3 雙曲面齒輪單級(jí)主減速器

圖4 雙曲面齒輪單級(jí)主減速器

（3）利于維修，不需調(diào)整。

（4）取消軸承座中間隔檔，可以縮短突緣到橋殼中心距離。加大軸承寬度，增加軸承的支撐點(diǎn)，提高軸承的支撐強(qiáng)度。有利于主減配裝緩速器。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著雙列圓錐滾子軸承在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)的不斷成熟，雙列圓錐滾子軸承在汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋上應(yīng)用越來(lái)越廣泛。目前雙列圓錐滾子軸承已經(jīng)廣泛運(yùn)用于汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋輪轂軸承上。在汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋主減速器上應(yīng)用雙列圓錐滾子軸承，可以提高裝配效率，降低裝配難度，減少對(duì)裝配工人熟悉程度的依賴(lài)，保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，同時(shí)也降低維修難度。該結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)橋主減速器已申報(bào)國(guó)家專(zhuān)利，并通過(guò)審批。

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[2]劉惟信.汽車(chē)設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001.

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