主齿总成转动力矩不合原因分析及预防措施

主齿总成转动力矩不合原因分析及预防措施

东风柳州汽车有限公司广西柳州545005

摘要:后驱动桥主齿总成转动力矩对桥总成传动效率及噪音有较大影响,本文针对后驱动桥在生产过程中存在的主齿总成转动力矩不合问题进行分析,并提出预防措施。

关键词:驱动桥转动力矩原因预防措施

主齿总成转动力矩控制在合理的范围,能使桥总成达到能量效率与舒适性的平衡。主齿总成转动力矩越大,即轴承的负游隙越大,损耗的能量越高;主齿总成转动力矩太小,损耗的能量较低,但磨合后有产生间隙的风险,在高速运转时,会造成异响并且会影响轴承的寿命。

一、主齿总成转动力矩定义

主齿总成转动力矩T1是主齿内外轴承副克服摩擦力所需的转动力矩Tz与油封克服摩擦力所需的转动力矩Ty之和,即:T1=Tz+Ty

1、轴承副产生摩擦力的压力来源于主齿螺母拧紧产生的轴向力;

2、油封产生摩擦力的压力来源于油封的弹簧本身的抱紧力;

3、根据大量试验及售后验证,主齿总成的转动力矩T1及主齿螺母的拧紧力矩Tn规定在某个合理的区间,能达到桥总成能量效率和舒适性的平衡。

二、影响主齿总成转动力矩T1的因素

1、主齿轴承转动力矩Tz

Tz=x*(W–K*z)=x*(276.26*Tn–K*z)

式中,x为轴承副的摩擦因数;

W为主齿螺母施加的轴向力,按摩擦系数μ=0.15计算,W=276.26*Tn,其中Tn为主齿螺母的拧紧力矩;

K*z为调整垫片所承受的轴向力,其中K为刚度系数(定值),z为轴承游隙;

(276.26*Tn-K*z)为轴承副承受的轴向力。

2、油封转动力矩Ty

Ty=f*Fr*R/1000

式中,f为油封的摩擦因数,一般取值范围为0.2~0.5;

R为轴的半径(mm)

Fr为油封全周径向力(N),取值范围见下表:

3、主齿总成的转动力矩T1

T1=x*(276.26*Tn–K*z)+f*Fr*R/1000

三、各因数对T1的影响

1、轴承副的摩擦因数x大,则T1增加;x小,则T1减小。

当x过大时,T1会超出规定值,此时需适当增加z值,即增加调整垫片厚度;

当x过小时,T1会小于规定值,此时需适当减小z值,即减少调整垫片厚度;

x值可以从测量结果计算出来,设轴承的轴向压力为M,测量轴承转动力矩平均值为T2,则x=T2/(M*9.8)。

2、轴承游隙z增加,则T1减小;z减小,则T1增加。

当T1超出规定值时,则增加z;当T1小于规定值时,则减小z。

3、主齿螺母的拧紧力矩Tn增加,则T1增加;Tn减小,则T1减小。

Tn最好由系统自动调控,减小波动幅度。

4、油封转动力矩Ty大,则T1增加;Ty小,则T1减小。

四、潜在失效模式及预防措施

1、x值变大

(1)粉尘或其他杂物导致x值变大

轴承表面有润滑油,轴承表面易于粘附粉尘或其他杂物,从而导致轴承副的摩擦因数x变大。

因此,必须做好轴承防尘工作,定期清洁轴承工位器具上的粉尘。

(2)轴承磕碰伤导致x值变大

需要做好轴承防磕碰和防掉落工作。

2、z值选择不当

(1)托架轴承孔内有披锋,导致测量值不准确;

(2)主齿轴承位有披锋或磕碰伤,导致测量值不准确;

4、油封转动力矩Ty值波动过大

T1=Tz+Ty,对于同一批次的油封,若Ty波动大,则留Tz的变动范围就越小,从而导致选垫的成功率降低。

因此,需要定期检测油封的转动力矩Ty;装配时需要确保油封压正到位,并保证弹簧不脱落;同时监控突缘油封位的粗糙度是否达标,以便稳定Ty值。

五、结语

在了解了主齿总成转动力矩因素构成及失效模式后,可针对性地对上述因素进行有效监控,从而提高生产过程中主齿总成转动力矩合格率。

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