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汽车传动轴自述
AUTO.SOHU.COM  2004年04月06日15:38 
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  我的中文名字叫传动轴,英文名字叫PROPELLER SHAFT。我生活在一个庞大的家族里。我们家族的历史如从诞生在Strasbourg大教堂的时钟机构里的祖先开始算起,已经有650多年了。

  我们家族所有的成员都能在不同轴心的两轴间甚至在工作过程中相对位置不断变化的两轴间传递动力,所以我们一般都在比较恶劣的环境中工作。比如,我们家族很多成员都住在汽车传动系统中,有的在汽车的转向操纵机构中,有的在越野汽车的绞盘传动系统中,还有的在其他的动力传递系统中,当然,只要人们需要我们,我们一定竭尽全力、尽我们最大的努力为人们服务。

  我们传动轴家族的成员看起来结构都比较简单,但内涵却十分丰富。稍有不慎,我们就会发生振动,发出噪音,使人们感到不舒服,甚至我们会发生断裂,导致车毁人忘的悲剧。所以人们在使用我们的过程中,一定要注意查看我们的接口处连接是否可靠;在不同的动力匹配下,一定要使我们安全、可靠,使用寿命长;在允许的使用转速下,一定要使我们本身并且与其他的伙伴们如发动机、变速箱、驱动桥、车轮等不要发生“共振”现象,并且要做到使我们的结构尽量简单,制造方便,维修容易,成本低廉等。

  我们家族的成员按照不同的生活环境,可分为开式和闭式,开式生活在裸露的环境中,闭式生活在封闭的环境中。由于开式传动轴具有安装、维修、保养方便等特点,而得以广泛应用。

  我们家族的成员按照我们的一个重要组成部分——万向节的不同,可有不同的分类。如果按万向节在扭转的方向是否有明显的弹性可分为刚性万向节传动轴和挠性万向节传动轴。前者是靠零件的铰链式联接传递动力的,后者则靠弹性零件传递动力,并具有缓冲减振作用。刚性万向节又可分为不等速万向节(如十字轴式万向节)、准等速万向节(如双联式万向节、三销轴式万向节)和等速万向节(如球笼式万向节、球叉式万向节)。等速与不等速,是指从动轴在随着主动轴转动时,在一周中的角速度是否均匀而言的,当然,主动轴和从动轴的平均转速是相等的。

  主、从动轴的角速度在两轴之间的夹角变动时仍然相等的万向节,称为等速万向节或等角速万向节。它们主要用于转向驱动桥、断开式驱动桥、de Doin式驱动桥的车轮传动装置中,主要用于轿车中的动力传递。当轿车为后轮驱动时,常采用十字轴式万向节传动轴;当轿车为前轮驱动时,则常采用等速万向节——等速万向节也是一种传动轴,只是称谓不同而已。

  目前,我们家族中十字轴式刚性万向节传动轴在汽车传动系中用得最广泛。他们的历史也最为悠久,它们是我们整个家族的骄傲。人们平时所说的传动轴一般指的是十字轴式刚性万向节传动轴。十字轴式刚性万向节主要用于传递角度的变化,一般由突缘叉、十字轴带滚针轴承总成、万向节叉或滑动叉或花键轴叉、滚针轴承的轴向固定件等组成。突缘叉一般与别的伙伴如变速箱、驱动桥或别的传动轴等连接。突缘叉是一个带法兰的叉形零件,一般采用中碳钢或中碳合金钢的锻造件,也有采用球墨铸铁的砂型铸造件,也有采用中碳钢或中碳优质合金钢的精密铸造件,目前,突缘叉一般带一个平法兰,也有带一个带花键齿的法兰的。十字轴带滚针轴承总成一般包括四个滚针轴承、一个十字轴、一个滑脂嘴。滚针轴承一般由若干个滚针、一个轴承碗、一个多刃口橡胶油封组成。在某些滚针轴承中,还有一个带油槽的圆形垫片,有尼龙的,也有采用铜片或其他材料的,主要用于减小万向节轴向间隙,提高传动轴动平衡品质。万向节叉是一个叉形零件,一般采用中碳钢或中碳合金钢的锻造件,也有采用中碳钢的精密铸造件。滚针轴承的轴向固定件一般是孔(或轴)用弹性挡圈,或轴承压板、锁片、螺栓等。

  我们另外一个重要的组成部分是滑动花键副,由内、外花键组成,用于传递长度的变化。

  传动轴的万向节摆角和滑动花键副的最大伸缩量,是根据整车布置时进行的传动轴跳动校核而确定的。

  一般情况下,我们还有一个看起来非常简单但又非常重要的零件——传动轴管。传动轴管一般由低碳钢板卷制的电焊钢管制成。轴管的外径和壁厚(或内径)是根据传动轴所传递的最大工作扭矩、最高工作转速等条件确定的。空心的轴管具有较小的质量但能传递较大的扭矩,并且比相同外径的实心轴具有更高的临界转速的特点。

  一般情况下,我们的两万向节中心距不大于1.5m。当距离较近时,我们一般由两个万向节和一个滑动花键副组成,中间无轴管。当距离较远而使传动轴的长度超过1.5m时,我们常常分成两根或三根,采用三个或四个万向节,且最后一根带滑动花键副,其余的带中间支承的结构型式。

  典型的中间支承一般由一个圆柱球轴承、一个轴承座、两个油封、一个橡胶垫、一个滑脂嘴组成。中间传动轴由中间支承支架连接到车架横梁上,要求中间传动轴轴心线与中间支承平面垂直。一般要求传动轴中间支承布置在传动轴系统的一阶临界转速节点上。

  人们在使用我们的过程中,一般需要按时保养。在万向节、滑动花键副、中间支承等有滑脂嘴的地方,要按《用户使用说明书》中的有关规定进行定期加注规定的润滑脂。也有采用免维护的传动轴,在万向节和中间支承的轴承内有预留的润滑脂,不需要定期加注润滑脂。

  人们在制造和使用我们的过程中,还有一个非常重要的要求——动平衡。我们除了要满足上述的安全可靠的要求外,还必须有舒适性的要求。人们在把我们装配完成以后,必须进行动平衡校核,以使传动轴在高速旋转时,由于离心力的作用产生的剧烈振动降低到规定的允许范围内。传动轴的一般采用轴管外园表面加焊接平衡片的方法进行动平衡。传动轴的初始不平衡量主要与各零件毛坯对称度质量、万向节和花键副的间隙、传动轴管的直线度、传动轴的刚度等因素有关。传动轴的动平衡精度等级主要与万向节和花键副的间隙、动平衡转速、剩余不平衡量、本身的重量等因素有关。

  随着汽车技术的不断进步和发展,人们对我们的认识不断深入,我们也在不断自我完善和技术更新。在不远的将来,我们将以更新的面貌展现在世人面前。(庞宗汉 雷用汀)


来源:[汽车知识]
 

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