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第5讲 轴承的用途(上篇)~轴承在汽车中的使用部位~

来源: 发布日期:2019-06-28 17:33

 

轴承的种类繁多,不同种类有不同的特点。大家知道什么样的机器应该使用什么样的轴承吗?
本次专栏作为轴承用途的前篇,将为大家介绍“汽车”中使用的轴承。

 

1.  汽车用轴承是如何使用的?

     为了减少造成全球变暖的CO2(二氧化碳)的排放量,减少故障数量,提高汽车性能,轴承的性能越来越重要。

     在第1讲中我们已经讲过,现在使用主流发动机的汽车中,约有100~150个轴承在发挥着作用。
第1讲 “什么是轴承?~必须了解的基础知识及轴承的作用~”

     在本次专栏中,我们将以汽车中将发动机动力传递给车轴的变速器和差动齿轮为例,来解说轴承是如何使用的。


 


 

图1 将发动机动力传递给车轴的装置

     2.  变速器中使用的轴承

          汽车所需的驱动力取决于行驶状况,比如快速运行时、或在坡道上需要较大驱动力时等等。

          变速器是将发动机的动力转换为适合行驶的驱动力并传递给车轴的装置。在变速器内部,不同种类的轴承发挥着各自的特点,在汽      车零件中,也使用了很多的轴承。

          变速器大致可以分为手动变速器和自动变速器两种类型。在使用手动变速器的汽车中,操作杆设置在驾驶席的位置。



 

图2 手动变速器用操作杆    


操作人员手动操作变速杆,将发动机的动力转变为适合行驶状况的驱动力。
手动变速器由轴和齿轮构成,下面就对支持这些零件的轴承进行介绍。
 


 

图3 手动变速器的结构
 

图4 手动变速器的原理 

支持轴的轴承
根据发动机的动力大小使用种类合适的轴承,对轴的旋转和齿轮产生的力进行支撑。


表1 支持轴的轴承

 


径向负荷、轴向负荷在第4讲中进行了介绍,请参阅相关内容。
第4讲“各类轴承有什么区别?

 

图5 支持轴的深沟球轴承
 

支持齿轮的轴承

在手动变速器中,齿轮始终相互啮合着旋转。
要将适合行驶的驱动力传递给车轴,就要通过操作杆选择适合该驱动力的齿轮(A)。所选齿轮(A)与轴连接,以与轴相同的速度旋转。
当行驶状况发生变化,需要将不同的驱动力传递给车轴时,则通过操作杆使与轴连接的齿轮(A)离开轴,并选择适合不同驱动力的齿轮(B)。所选齿轮(B)与轴连接,以与轴相同的速度旋转。
此时,离开轴的齿轮(A)和轴的旋转速度不同。
为了使齿轮和轴以不同的转速旋转,在齿轮和轴之间装入了滚针轴承(针形滚子和保持架的组件),在齿轮内径面(内侧面)和轴的外径面(外侧面)之间滚动。

 

图6 变速齿轮和轴的转速

 

图7 支持齿轮的轴承(针形滚子和保持架的组件)
 

 

     3.  差动齿轮中使用的轴承
     汽车左右转弯时,会降低内侧车轴的转速,提高外侧车轴的转速。
     差动齿轮是将来自变速器的驱动力转换为更大的驱动力,并传递给左右车轴实现不同转速的装置。
 

8 汽车转弯时车轮的旋转


差动齿轮安装在小齿轮轴(变速器侧的轴)和车轴侧轴上的齿轮垂直啮合。轴承对轴的旋转和齿轮产生的力进行支撑。
 

图9 差动齿轮的原理

 


图10 差动齿轮的结构
 

支持轴的圆锥滚子轴承

组合安装的圆锥滚子轴承同时支持径向负荷和双方向的轴向负荷,确保齿轮的正确啮合,将大驱动力传递给左右车轴。
JTEKT提供的低扭矩圆锥滚子轴承达到了世界顶级水准,旋转时的驱动力损失极小。有助于实现轴承的小型化,可为减少汽车CO2排放量做出巨大贡献。
 


图11 低扭矩圆锥滚子轴承
 


 ※“LFT”是Low Friction Torque 的缩写,是JTEKT的注册商标。

总结
     本次专栏介绍了将发动机动力传递给车轴的装置中使用的轴承,但在汽车中,还有很多其他部位也使用大量轴承。每个轴承发挥各自的特点,提高了汽车的行驶性能和安全性。
为了进一步提高汽车的安全性和舒适性,今后对轴承在性能和可靠性方面的要求将不断提高。
对本次专栏中没有介绍的汽车用轴承感兴趣的学员,可以参阅以下内容。
 

 



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