如何调整汽车变速器差速器轴承预紧力

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汽车半轴变速箱差速器轴承预紧力几何参数和机械参数的调整

[俄语]AVasiliev等人。

一、简介

在装配汽车和其他车辆的传动轴变速箱时，最后阶段，例如差速器轴承预紧力的应用和调整，是最复杂和最负责的任务之一，它决定了驱动齿轮的装配质量和质量。运行可靠性。该装配步骤获得变速器驱动齿轮所需的啮合参数和差速器轴承的预紧力。

组装步骤很难自动化，需要高技能的组装人员。装配阶段的错误直接影响齿轮箱的整体运行性能和可靠性。差分结构如图1所示。箱体内装有轴承和从动锥齿轮的差速器结构如图2所示。还显示了轴承预紧调整所需的基本要素、机械要素和几何参数。

图1箱体内装有轴承和从动锥齿轮的差速器结构

轴承内圈压装到差速器壳的枢轴上。从动齿轮固定在差速器壳的左侧。与轴承外圈和螺纹调节环组装在一起的从动齿轮通过钻孔的装配压盖安装在齿轮箱中。

在大多数变速箱配置中，当差速器与驱动齿轮组装时，在变速箱上标记其位置后将压盖拆下。

图2带从动齿轮和轴承的齿轮差速器结构

主齿轮的基本联动参数横向间隙和接触面积通过螺钉调节环实现，并对差速器轴承的预紧力进行施加和调节。拧紧调节环，如图3所示。

图3汽车传动轴变速箱差速器轴承联动参数及预紧力的调整

各种车辆变速器差速器轴承预紧调整参数分析如表1所示。

如表1所示，预紧力调整是根据装配要求设定的，根据四个参数L进行调整，如图2所示。

1如图4所示，根据开槽螺钉调节环的旋转角度，从“0”轴位置开始有两条线。

2基于螺钉调节环的拧紧扭矩M3（例如50至150Nm）。

3基于拆卸驱动齿轮时差速器轴承的旋转扭矩Mpr或调整驱动齿轮轴承时驱动齿轮的扭矩增量（例如1至4Nm）。

4根据轴承安装部分的变形量L01~03mm调整差速器轴承的预紧力。

表1各类车辆变速器差速器轴承预紧力调整技术条件

图4带沟槽螺纹调节环和挡块的差速器轴承座

应该注意的是，通过L调节预紧力是施加和控制轴承轴向压力的最常见方法。另外，所有提出的调节方法的一个具体特征是，在完全拧紧带凹槽的调节环之后，压板被固定在最近的螺纹上。

列出的所有差动轴承预紧调整参数均为间接调整。无法控制预紧力的关键参数，例如轴承的轴向压力，它决定了制造设备所需的刚度。这些参数的不同之处在于车间条件下控制的间接性和可用性。

莫斯科理工大学工程技术与设备系开发了一种方法，用于确定变速箱驱动齿轮轴承所需的预紧力以及轴承预紧力的间接参数互连，并建立变速箱的设计特性和应力。运行过程中发生的机械因素。为了实现这一目标，基于图5中的配置方案，开发了一种用于施加和调整差动轴承预紧力的简化方案。圆锥滚子轴承以锥形弹簧为代表，螺纹调节环以在弹簧上产生轴向压力的成对螺钉为代表。图中还显示了运行过程中作用在驱动齿轮承载轴承上的轴承预紧力和总轴向力。

图5差速器轴承预紧施加和调整的简化图。其中L=L1+L2，为差速器轴承安装部分在预紧力作用下的总变形量，0=01+02，为轴承在预紧力作用下的总变形量。

2实验部分

差速器轴承预紧轴向压力F0的大小应根据空载轴承的非分离联轴器状态来考虑，其大小决定可调轴承的轴向灵活性、齿轮组沟槽的配合以及对载荷的影响以及施加到轴承上的总轴向力。这些参数之间的关系如图5所示。

采用图解分析方法和图5，根据上述差速器轴承的几何参数和轴承的轴向刚度，给出相应的解析方程，确定差速器轴承装置所需的预紧力。所得数据表明，轴承受载荷时的轴向柔量C1和轴承安装位置的轴向柔量K1越大，所需的预紧力越大。

F0=

由式可知F0为差速器轴承所需的预紧力。

是负载轴承的总轴向载荷，C1和C2是轴承的恒定轴向柔量系数，根据经验确定并取决于滚子的数量、长度和直径。C12=

K1和K2是轴承安装部分的恒定轴向柔量系数，并根据外壳的设计而变化，m是表示轴承的轴向柔量曲线的非线性m=06~08或线性m=1的单位轴承安装部分。轴承及轴承安装部分，1和2分别为加载和卸载轴承外圈的锥角，Z为滚子数量，lp为滚子长度，dp为滚子直径。

影响圆锥滚子轴承符合性的主要因素是1和2。分析结果用图形表示如图6所示的轴向弹性变形与轴向力的关系，并通过实验确定了C1和C2、K1和K2。

在内连接产生的轴向力作用下，预载轴承装置的一组差速器轴承卸载，第二组差速器轴承加载。如果这些设备未施加轴承预紧力，则卸载的轴承中将产生不可接受的间隙，从而导致噪音和振动，并最终降低轴承的耐用性和变速器的整体性能。预紧差速器轴承的目的是消除这些间隙的可能性。

图6差速器装配时轴承安装的整体轴向柔量与轴承轴向变形之间的关系。其中1为承载轴承1，2为卸载轴承2，F为齿轮箱运行时主齿轮作用在承载轴承上的轴向力之和，0为差速器轴向柔量之和轴承。L是齿轮箱轴承安装的轴向柔量。

从各种车辆变速箱的设计分析可以得出差速器轴承外圈锥角1,2=11~30。根据对齿轮装置使用的分析研究和技术要求，确定了作用在负载轴承上的总轴向力，同时考虑了汽车和卡车齿轮装置的周向力和径向力轴承力的反作用力。

根据上述分析计算的结果如表2所示。该目标基于1和2、所使用的轴承以及作用在轴承上的总轴向力。

设置预载。

这是汽车变速箱中差速器轴承的预紧力。

这是典型卡车变速箱轴承的预紧力。

这是重型卡车变速箱轴承的预紧力。另外，通过表2可以看出，随着1增大，所需预紧力减小，随着2增大，所需预紧力增大。

表2差动轴承预紧力测量

注F0取决于齿轮箱锥齿轮内联时的外部轴向力Famax、轴承外圈的锥角1和2以及可调轴承的轴向刚度。

具有相同角度1=2=15的轴承最常用于差速器中。对于汽车，施加的预紧力F0约为2,000至5,000N；对于卡车，施加的预紧力F0约为5,000至7,000N。

表2分析结果表明，轴承1在负载下的刚度越大，轴承2在空载下的轴向柔量越大，相应齿轮箱允许的最小预紧力F0越小。

进行了相关试验和分析研究，建立了差动轴承预紧调整参数表1的关系，结果如图7所示。

从图7a中可以看出，预紧力随着调节环节距的增大而减小。如图7b所示，调整不同直径的螺纹，当直径较小时，预紧力增大。图7c还表明，预紧力随着轴承外圈锥角的增大而增大。随着刚度的增加，预紧力调节轴承安装部的变形，反复增大预紧力，如图7d所示。

不同变速箱差速器轴承安装沟槽变形与预紧力的关系如图7d所示。这些依赖关系具有线性性质，并且对于一种类型的shell而言变化最小。施加4,000至6,000N的预紧力需要提供并记录02毫米的线性变形，这需要在制造条件下借助通用测量设备。

通过这种方式调整可以消除“预紧力不正确”的可能性。特殊的测量和工艺设备可以让您在调整预紧力时控制轴承安装部分的变形，精度为001毫米。

3结论

基于这一模式，莫斯科理工大学技术与设备工程系开发了特种工业设备。这是用于调整传动轴齿轮差速器轴承预紧力的控制装置，如图8所示。该设备由专用偏心夹具用测量工具固定在轴承安装部位，支架另一侧安装有刻度为001mm的百分表。指示器杆通过平衡杆接触第二轴承安装位置的平坦表面。转动螺纹调节环会在轴承安装位置产生轴承压力和卡爪变形，由指示器记录。

轴承调整过程需要左右旋转轴承。

轴承预紧调整的装配技术条件和分析各种因素的相互关系是齿轮箱定性装配中最重要的参数。这说明设计文件中的轴承预紧力差异是标称的和参考的。没有依据。用于分析或实验。对变速箱装配过程中各个具体情况下的协调要素之间的关系的研究并不全面和不足。这一过程缺乏合适的设备，轴承预紧力的调整需要装配人员的经验和直觉。

图7不同调节方式下齿轮箱差速轴承预紧力与控制参数的关系

图8实际生产中调整传动轴变速箱差速器轴承预紧力的技术装备

如何测量差动圆锥轴承的游隙？差动圆锥轴承游隙可通过以下方式测量

首先，必须将轴承安装在轴或轴承座上，并确保轴承放置在轴上并拧紧。

然后用量规或千分尺测量不含轴承的轴承座内径，然后将轴承座放回安装位置，安装轴承盖，用扭矩扳手将螺栓拧紧到规定位置。扭矩值；最后再次测量轴承座内径，然后计算两个内径之差，即可计算出轴承游隙。

因此，测量轴承游隙要求工作准确、细致，严格遵守工作程序，并注意测量工具精度的选择和测量时出现测量误差的可能性。

更换差速器轴承时需要调整间隙吗？

轴承间隙不可调整

差速器是通过主动齿轮和从动齿轮的前后运动来调节的。曲轴的轴向间隙可通过刮磨推力合金表面或更换不同角度的推力轴瓦来实现。如果间隙太小，推力合金表面可能会被划伤和抛光。若间隙过大，可更换推力轴瓦，调整较厚的推力轴瓦。将一层轴瓦或板合金推入推力轴瓦。曲轴轴承噪声主要是由间隙引起的。正常情况下，发动机平稳运转时不会有声音，如果发动机运转速度突然变化，就会振动并发出沉闷、沉闷的敲击声。随着发动机负载的变化，声音变得清晰。速度越高，声音越大。扩展资料汽车差速器使用时的注意事项1、注意拆装和拆装的装配顺序。差速器螺杆扭矩为774NM。组装时，对角拧紧螺钉。2、清理各部件，装配差速器，安装从动双曲线齿轮，安装从动齿轮轴承盖，调整从动齿轮轴承预紧力。3.将主动超曲面齿轮和油封座安装在锥齿轮轴承上。