1.4轮式驱动桥构造与维修.ppt

工程机械底盘构造与维修,任务四轮式驱动桥构造与维修,知识目标：1、会描述轮式驱动桥功用、类型、组成。2、会描述轮式装载机驱动桥结构、原理。3、会描述轮式装载机驱动桥调整项目及方法。4、会分析轮式驱动桥常见故障原因。能力目标：1、能正确拆装、检修、调整轮式驱动桥。2、能对轮式装载机简单故障进行正确诊断和排除。3、能正确诊断排除轮式驱动桥常见故障。,轮式驱动桥作用组成,差速器构造原理,半轴及桥壳构造原理,终传动构造原理,主传动器构造原理,任务四轮式驱动桥构造与维修,拆装调整检修,转向桥构造原理,轮式驱动桥故障诊断,任务四轮式驱动桥构造与维修,其它驱动桥构造原理,转向驱动桥构造原理,驱动桥的安装位置,驱动桥与车架的连接：通常用8支联接螺栓，将“桥壳座板”与“车架”刚性的固定在一起驱动桥输入端的连接：通过传动轴，与变速箱的输出端联接驱动桥输出端的连接：通过一组螺栓与轮辋轮胎联接,驱动桥的安装位置,轮式驱动桥功用、组成,功用：驱动桥的功用是通过主传动器改变转矩旋转轴线的方向，把轴线纵置的发动机的转矩传到轴线横置的驱动桥两边的驱动轮。通过主传动器和终传动将变速箱输出轴的转速降低、转矩增大。通过差速器解决两侧车轮的差速问题，减小轮胎磨损和转向阻力，从而协助转向。另外驱动桥壳还起支承和传力作用。,轮式驱动桥功用、组成,组成：由主传动器、差速器、半轴、最终传动（轮边减速器）和桥壳等零部件组成。动力传递路线：主传动器差速器半轴终传动轮毂驱动轮,轮式驱动桥的功用、组成,轮式驱动桥的功用、组成,一、功用（1）降速增扭。（2）改变动力方向90主传动器的类型二、类型（1）按主传动器的齿轮副数：单级减速主传动器、两级减速主传动器（2）按锥齿轮的齿形：直齿锥齿轮；零度圆弧锥齿轮；螺旋锥齿轮；延伸外摆线锥齿轮；双曲线齿轮。（3）按主传动锥齿轮的相互位置：两轴垂直相交；两轴相交但不垂直；两轴垂直但不相交,主传动器构造与原理,轮式驱动桥功用、类型,按齿轮副分类：单级主减速器双级主减速器,轮式驱动桥功用、类型,主传动器构造与原理,主传动器构造与原理,主传动器构造与原理,主传动器构造与原理,差速器构造原理,由于车辆转弯、左右滚动半径及路况的不同使得车轮转速不同，差速器主要用于内外侧车轮能以不同的转速旋转，从而避免车轮产生滑磨现象。,差速器构造原理,差速器构造原理,差速器构造原理,差速器组成及力的传递：主传动器差速器壳十字轴行星齿轮半轴齿轮半轴,差速器构造原理,差速器构造原理,差速器构造原理,差速器构造原理,普通差速器的运动特性方程式：若角速度以每分钟转数n表示，n1+n2=2n0它表明左右两侧半轴齿轮的转速之和n1+n2等于差速器壳转速n0的两倍，而与行星齿轮速无关。机械直线行驶时，n左n右n，这时行星齿轮只有公转，没有自转。,机械转弯时，向左转则n左减小而n右增大，向右转则相反，但都符合n1+n2=2n0，这时行星齿轮既有公转，也有自转。当差速器壳转速为零，若一侧半轴齿轮受其它外来力矩而转动，则另一侧半轴齿轮即以相同转速反向转动。这时，行星齿轮没有公转，只有自转。,差速器构造原理,差速器中的扭矩分配,主传动装置行星齿轮相当于一个等臂杠杆。因此，当行星齿轮没有自转时，差速器壳总是将扭矩平均分配给左右半轴齿轮。,当机械转弯时，两半轴齿轮转速不同，行星齿轮发生自转，行星齿轮与十字轴轴颈间发生摩擦，因而对两半轴产生了附加的作用力。但因摩擦力很小，对半轴齿轮的受力情况影响不大，故可略去不计。所以实际上可以认为即使在行星齿轮有自转的情况下，扭矩仍然是平均分配给两半轴齿轮的。这就是差速器“差速不差力”的传动特性。,差速器构造原理,差速器构造原理,普通行星锥齿轮差速器传力特性：行星齿轮不自转时M1=M2=M0/2行星齿轮自转时M1M2,差速器构造原理,差速器起作用：车辆在转弯时；车辆行驶在路况高代不平的路面时；车辆轮胎气压不一致时；当车辆驱动桥的左右轮转速不一致时，差速器就会起作用。,差速器构造原理,无论左右驱动轮转速是否相等，其转矩基本上是左右轮平均分配的。这样的分配比例对于汽车在好路面上直线或转弯行驶时，都是满意的。但当机械在坏路面上行驶时，却严重影响了通过能力。为了提高机械在坏路上的通过能力，在某些机械上装用防滑差速器。其工作原理是在一个驱动轮滑转时，设法大部分转矩甚至全部转矩传给不滑转的驱动轮。常用的防滑差速器可分为强制锁止式和高摩擦自锁式两大类。,一般差速锁的结构如左图所示,在半轴1上通过花键安装着带牙嵌的滑动套2,在差速器壳上有固定压嵌3,带牙嵌的滑套可通过机械式或气力电力液力式等进行操纵.,1-半轴2-带牙嵌的滑动套3-差速器壳上的固定牙嵌.,差速器构造原理,强制锁止式差速锁原理,差速器构造原理,摩擦片式自锁差速器,半轴构造原理,半轴在驱动桥工作中轴向浮动，只承受扭矩,主减速器与轮边减速器的连接零件，左右各一个,1.半轴作用半轴是在差速器与驱动轮之间传递动力的实心轴，其内端与差速器的半轴齿轮连接，而外端则与驱动轮的轮毂相连。2.半轴支承形式分类：半浮式：承受弯矩和扭矩全浮式：只承受扭矩,半轴构造原理,半轴的全浮式支承,半轴只承受转矩，不承受任何反力和弯矩，拆装方便。轴向力由轮毂内的两个圆锥滚子轴承承受。,半轴构造原理,半浮式半轴支承受力示意图,半轴除传递扭矩外，其外端还承受垂直反力Z所形成的弯矩，只有内端是浮动的。,半轴构造原理,半浮式半轴支承形式,半轴内端不承受受任何反力和弯矩，半轴外端承受各向反力和弯矩。结构紧凑、简单，但拆装不方便。,半轴构造原理,桥壳构造原理,桥壳构造原理,桥壳构造原理,功用支承并保护主减速器、差速器和半轴等，使左右驱动车轮的轴向相对位置固定；支撑车架及其上的各总成质量。分类整体式桥壳：强度刚度大，便于装配、调整和维修。分段式桥壳：便于制造，维修方便。,桥壳构造原理,桥壳构造原理,74式III挖掘机后桥壳：桥壳的两边各用螺栓与车架支承座固定。桥壳上的凸缘盘用于固定制动器底板；两端花键用来安装轮边减速器齿圈支架。主传动装置和差速器装在桥壳内，并用螺钉将主传动壳体固定在桥壳上。桥壳上设有加检油孔，平时用螺塞封闭。上面有通气孔，底部装有放油螺塞。,整体式桥壳,桥壳构造原理,分段式桥壳,桥壳构造原理,前后桥轮边支承轴均为整体锻件结构，具有较高的强度通过一组螺栓（10.9级）与桥壳两端法兰面联接，共同构成了整个驱动桥的骨架轮边支承轴与桥壳是驱动桥其它所有零件的支撑母体，并承受整机重量。,轮边支撑轴构造原理,轮式驱动桥终传动装置,轮边减速器内的齿轮和受力零件均采用优质合金钢制造，主要齿轮经渗碳、淬火、磨齿、并进行裂纹检查,轮式驱动桥终传动装置,轮毂：也称轮壳，是轮边减速器的支撑母体，通过两只轴承支承并绕轮边支承轴转动。太阳轮：与半轴通过花键联接，为轮边减速器的主动轮。内齿圈：通过花键与轮边支承轴固定联接，固定不动行星齿轮：单个轮边减速器有三只，均布于太阳轮和内齿圈之间，行星齿轮内孔是光孔，通过行星齿轮轴及滚针轴承固定在行星轮架上。行星轮架：与轮毂通过螺栓联接，在行星齿轮轴的带动下旋转从而输出动力。,轮式驱动桥终传动装置（轮边减速器）,1、14-密封圈2-制动鼓3-浮动油封4-花键套5-齿轮架6-螺钉7-挡圈8-齿圈9-太阳轮10-端盖11-螺塞12-挡销13-行星齿轮轴15-行星架16-行星齿轮17-轮毂18-卡环,轮式驱动桥终传动装置,轮式驱动桥终传动装置,轮边减速器的传动比为：,1+,内齿圈齿数,太阳轮齿数,其中行星轮属“惰轮”，即：不改变轮边减速器的传动比,轮式驱动桥终传动装置（轮边减速器）,轮式驱动桥终传动装置,1定环；2密封圈；3箱体；4油封；5O形橡胶圈；6轮毂；7旋转轴；8动环,浮动油封,轮式驱动桥终传动装置,行星齿轮式终传动装置,转向桥原理,转向桥构造原理,转向驱动桥工作原理,与一般驱动桥不同处是由于车轮在转向时需要绕主销偏转一个角度，故半轴必须分成内外两段4和8，并用万向节6连接，同时主销12也因而分制成上下两段，转向节轴颈部分做成中空的，以便外半轴（驱动轴）8穿过其中。,1-主传动器2-主传动器壳3-差速器4-内半轴5-半轴套管6-万向节7-转向节轴颈8-外半轴9-轮毂10-轮毂轴承11-转向节壳体12-主销13-主销轴承14-球形支座,转向驱动桥工作原理,转向驱动桥构造,1内半轴；2等角速万向节；3调整垫片；4主销；5轴承盖；6转向节外壳；7转向节轴颈；8外半轴（驱动轴）；9凸缘盘；10调整螺母；11锁止垫圈；12紧螺母；13毂；14油封；15转向节球形支座；16转向节臂；17轴套管；18、19推垫圈；20青铜衬套,1-驱动轮；2-定位销；3-油封垫圈；4-自紧式断面油封；5-轮毂螺母；6-轴承壳；7-油封；8-半轴轴外轴承；9、13-调整垫片；10-固定螺母；11-锁圈；12-止推片；14-半圆键；15-外轴承衬套；16-外轴承座；17、34-圆锥轴承；18-挡泥板；19-调整螺母；20-双联齿轮外盖；21-衬垫；22、25-圆柱轴承；23-双联中间齿轮；24主动齿轮；26-油封；27-接盘；28、29-圆柱轴承座；30-半轴锁母；31-锁母箍；32-半轴；33-轮毂；35-油封垫；36-螺栓；37-从动齿轮；38-外壳盖垫；39-放油塞；40-外壳盖,典型驱动桥构造,Z130装载机的前驱动桥,ZL30装载机的前驱动桥与单级主传动器及强制锁住式差速器的工作原理相似，但在结构上有较大不同。主传动器由两对锥齿轮13和16啮合传动，实现减速增扭，最后通过两半轴将动力传出。差速器的行星架1与传动轴9花键连接，在行星架上安装三个行星齿轮14，与行星齿传输线啮合的传动锥齿轮15也分别通过花键装在两个从动轴套8上，实现差速功能。,典型驱动桥构造,动力由变速箱传来，经连接盘17传给传动轴9，再经行星架1、行星齿轮14、传动锥齿轮15、从动轴套8及主动锥齿轮16，最后传给左右两边从动锥齿轮13和半轴，直至最终传动和驱动轮上。这种主传动与差速器上还装有气压操纵式差速锁。,典型驱动桥构造,稳定土拌和机的驱动桥,采用液压传动，变速箱与后桥装成一体，变速箱输出轴圆锥齿轮即为后桥主传动器的主动齿轮。国内外的拌和机变速箱一般都设计成这种定轴式的两档结构，采用啮合套换档。啮合套用气压操纵。,后桥由主传动和差速器组成，其功用、结构原理与普通轮式车辆的驱动桥相同。考虑到结构的紧凑性，通常采用行星齿轮式轮边减速器。,典型驱动桥构造,平地机的后桥平衡串联传动,平地机越障工作高度变化示意图a）左右两轮同时踏上障碍物b）左中轮踏上障碍物,由于平衡箱结构有较好的摆动性，因而保证了每侧的中、后轮同时着地，有效地保证了平地机的附着牵引性能。此外，平衡箱可大大提高平地机刮刀作业的平整性。,典型驱动桥构造,平地机的后桥平衡串联传动结构,典型驱动桥构造,驱动桥中的主传动器、差速器、半轴轴承和油封等长期承受冲击载荷，使各配合副磨损，导致驱动桥产生异响、漏油、发热等故障。1.驱动桥异响：严重磨损、间隙过大，螺栓松动。2.发热：装配过紧、间隙过小、选油不当、油太少。3.漏油：油封损坏，轴径磨损、螺栓松动、衬垫损坏、油过多、通气塞堵塞。,轮式驱动桥典型故障诊断,轮式驱动桥典型故障诊断,轮式驱动桥典型故障诊断,1、润滑油的添加与更换添加或更换润滑油时根据季节和主传动器的齿轮形式正确选用齿轮油。更换新油时，趁机械走热时放净旧油，然后加入黏度较小的机油或柴油，顶起后桥，挂挡运转数分钟，以冲洗内部，再放出清洗油，加入新润滑油。整体式驱动桥也可拆下桥壳盖清洗。车轮轴承应定期更换润滑脂。目前车轮轴承多用锂基或钙基润滑脂。后桥的维护除进行润滑作业外，还应检查油封、轴承盖、螺塞及各总成密封垫是否漏油，并按规定进行必要的清洗、调整和紧固等。,轮式驱动桥维护,2、轮毂轴承的润滑调整润滑将轴承清洗干净，除去轮毂内腔脏的和变质的润滑脂。后加注润滑脂，润滑脂应充满轴承内圈和保持架之间的空隙，但也不可注满，应留有1/4的空隙。,轮式驱动桥维护,轮式驱动桥维护,轴承预紧度调整,(1)顶起后轮，取下半轴。（2）顶起后轮，取下半轴。拧下锁紧螺母5(如图1-4-27所示)，取下锁紧垫圈4，然后取出轮毂外油封3和油封外壳2。(3)按规定力矩拧紧轮毂轴承调整螺母，在拧紧调整螺母的同时，就向前、向后转动轮毂，使轮毂轴承滚子处于正确位置。例：EQl092的轴承调整螺母拧紧力矩为：200250Nm。,轮式驱动桥维护,(4)松开调整螺母，再用手拧紧，此时轴承的轴向间隙接近为零，再将调整螺母松退2个锁紧垫圈孔位(如东风EQl092汽车)。(5)按顺序装上油封外壳2、外壳油封3，锁紧垫圈4，旋上锁紧螺母5，按规定力矩拧紧锁紧螺母。(6)此时，轮毂应能自由转动而感觉不出有轴向间隙。最后装回半轴。,轮式驱动桥维护,轮式驱动桥主传动机构调整,主动和从动齿轮之间必须有正确的相对位置，方能使两齿轮啮合传动时冲击噪声较小，而且轮齿沿其长度方向磨损较均匀。为此，在结构上一方面要使主动和从动锥齿轮有足够的支承刚度，使其在传动过程中不至于发生较大变形而影响正常啮合；另一方面应有必要的啮合调整装置。,一般的装配与调整顺序：单级主减速器，应先进行差速器的装配和调整，然后调整主、从动锥齿轮的轴承预紧度，最后调整主、从动锥齿轮的接触印痕和啮合间隙。双级主减速器，应先调整主、从动锥齿轮的装配和轴承预紧度，然后调整齿轮接触印痕和啮合间隙。差速器的装配调整可在最后进行。,轮式驱动桥主传动机构调整,所谓正确啮合就是要求两个锥齿轮的节锥母线重合，节锥顶点交于一点。常用齿侧间隙和啮合印痕不小于齿长之半，且在高度方向位于齿高的中部，在齿长方向的中间稍靠近小端。中央传动有轴向力的作用，通常都采用能承受较大轴向力的滚锥轴承支承,轮式驱动桥主传动机构调整,1、主传动器锥齿轮啮合印痕的调整中央传动的使用寿命与传动效率在很大程度上决定于锥齿轮啮合的正确性。啮合印痕的检验方法是：在一个圆锥齿轮齿面上涂以红铅油，转动齿轮1-2圈，在另一个圆锥齿轮的齿面上即留下了啮合印痕。检查啮合印痕应以前进档啮合面为主，适当照顾后退档位。正确的啮合印痕应在齿面中部偏向小端。,轮式驱动桥主传动机构调整,2、主动锥齿轮轴承预紧度的调整主动锥齿轮轴承预紧度多用调整垫片调整，若两锥轴承外圈距离一定，就可通过增减两轴承内圈之间的距离来调整。有的两锥轴承内圈距离已定，可调整两轴承外圈之间的距离，即调整轴承预紧度。,轮式驱动桥主传动机构调整,主、从动锥齿轮啮合印痕和啮合间隙都是利用改变两齿轮装配中心距A和B来实现的，即通过两齿轮作轴向移动来调整，当改变啮合印痕，啮合间隙也随之变化，而改变啮合间隙，啮合印痕又随之变化。由此可见，它们在调整中，往往难以使二者同时达到理想状态。应尽量保证啮合印痕，啮合间隙可适当大一点。但最大不能超过啮合间隙的极限值，否则重新选配齿轮。,锥齿轮装配中心距示意图A-主动锥齿轮装配中心距B-从动锥齿轮装配中心距,轮式驱动桥主传动机构调整,(1)啮合印痕的检查：在从动锥齿轮相隔120的三处,每处取23个轮齿，用在轮齿的正反面薄而均匀地涂上红丹油或氧化铅与机油的混合液，然后对从动锥齿轮略施压力转动数圈，观察齿面上所压的红色印痕是否正确。,圆弧螺旋齿轮啮合印痕准双曲面齿轮啮合印痕,轮式驱动桥主传动机构调整,(2)啮合间隙的检查：把百分表抵在从动锥齿轮轮齿大端的凸面，对圆周均匀分布的不少于4个齿进行测量。或将一细保险丝(铅丝)放在从动锥齿轮齿面上，转动齿轮挤压保险丝，保险丝的厚度值即为啮合间隙值。(3)啮合印痕和啮合间隙的调整应同时进行。,轮式驱动桥主传动机构调整,(4)主、从动锥齿轮啮合间隙的调整通过移动从动齿轮的位置可以调整啮合间隙，当啮合间隙过大时，应使从动齿轮靠近主动齿轮，反之则相反移动。如1090，移动差速器轴承调整螺母可调整从动齿轮的位置，为保持差速器轴承的预紧度不变，一端调整螺母拧松(或拧紧)多少，另一端调整螺母则相应拧紧(或拧松)多少。齿隙的数值可用百分表在从动齿轮轮齿大端上测量，并应测量沿圆周均布的三个以上的齿。,轮式驱动桥主传动机构调整,轮式驱动桥主传动机构检测,啮合间隙的检查：将百分表固定在减速器盖上，用百分表量头，抵在主动齿轮凸缘的边上，左右转动凸缘，测出其自由摆动量即为其齿隙。也可用厚薄规片插入啮合齿轮之间测量，或以直径为O510mm的软铅丝夹在齿间，经齿轮转动挤出后，测出软铅丝的厚度，即为齿隙。主从动锥齿轮的啮合间隙应符合规定。,轮式驱动桥主传动机构检测,啮合间隙的检查：将百分表用磁性底座吸附在减速器壳上，用百分表量头垂直抵在从动齿轮齿的大端凸出面上，测出其自由跳动量即为其齿隙。,轮式驱动桥主传动机构检测,轮式驱动桥差速器检测,当接触印痕在从动齿轮轮齿大端时，应将从动齿轮向主动齿轮靠拢，假如因此而使齿隙过小，可将主动齿轮向外移开。,轮式驱动桥主传动机构调整,当接触印痕在从动齿轮轮齿小端时，应将从动齿轮移离主动齿轮，假如因此而使齿隙过大，可将主动齿轮向内移拢。,轮式驱动桥主传动机构调整,当接触印痕在从动齿轮轮齿顶端时，应将主动齿轮向从动齿轮靠拢，假如因此而使齿隙过小，可将从动齿轮向外移开。,轮式驱动桥主传动机构调整,当接触印痕在从动齿轮轮齿根部时，应将主动齿轮移离从动齿轮，假如因此而使齿隙过大，可将从动齿轮向内移,轮式驱动桥主传动机构调整,2.差速器的调整差速器的调整包括行星齿轮与半轴齿轮啮合间隙的调整和差速器轴承预紧度的调整。(1)行星齿轮与半轴齿轮啮合间隙的调整行星齿轮与半轴齿轮啮合间隙的调整通过增加或减少行星齿轮背面球形垫片与半轴齿轮止推垫片的厚度来进行。齿隙一般为0.20.3mm,当间隙大小合适时，半轴齿轮轮齿大端面的弧面与四个行星齿轮的背面的弧面相吻合，并在同一球面上。当间隙不合适时，调整行星齿轮背面的球形垫片，改变其厚度即可。调整后，还要重新检查半轴齿轮转动是否灵活及啮合间隙值是否符合标准。,轮式驱动桥差速器调整,(2)差速器轴承预紧度的调整是利用差速器左右轴承环形调整螺母来进行的。如图5-3东风EQl090型汽车所示，其差速器轴承预紧度的调整是在未装入主动锥齿轮之前并在差速器轴承盖紧固螺栓(用200240Nm的力矩)拧紧后进行。调整时利用拧紧或拧松左右两端的调整螺母来进行，边调整边用手转动从动锥齿轮，使轴承滚子处于正确位置。调好后用150250Nm的力矩应能转动差速器总成，用弹簧秤测量时拉力应为113186N。,轮式驱动桥差速器调整,轮式驱动桥拆装调整,轮式驱动桥拆卸,轮式驱动桥拆装调整,1拆主传动器（1）放尽后桥壳内的润滑油，将后桥放在支架上。（2）拆下行星轮盖板，撬出半轴。（3）拆除主传动总成与后桥壳的连接螺栓，用行等设备将主传动总成取出。（4）开主传动与托架的连接螺栓，松开托架两边的圆螺母，将差速器总成从托架内抬出，轻轻敲击取出主传动总成。,2.拆主螺伞（1）将主螺伞组件放在工作台上，拆下螺母，取出垫圈、法兰盘、压盖等。（2）将主螺伞连轴承搁在支架上，用铜棒敲击，使主螺伞与轴承座分离。（3）将主螺伞的齿轮朝上，夹在钳台上，用工具将轴承27313拆下。,轮式驱动桥拆装调整,3.拆差速器（1）将差速器总成平放在工作台上。（2）拆下螺栓、。（3）拆除大螺伞分开壳体、。（4）取出十字轴，锥齿轮及垫，半轴齿轮及垫。,轮式驱动桥拆装调整,4.行星轮总成拆卸（1）将驱动桥置于支架上，拆除盖板、半轴后，再拆除行星轮架与壳体的连接螺栓，取下行星轮架总成。（2）将行星轮架平放在工作台面上，用铜棒轻击行星齿轮、销轴，然后拆下行星齿轮、钢球，行星轮垫片。,轮式驱动桥拆装调整,轮式驱动桥拆装调整,1、主传动的安装,轮式驱动桥安装,2、差速器的安装：注意啮合间隙和拧紧力矩,轮式驱动桥拆装调整,3、将主螺伞组件装入托架,4、将差速器总成装入托架内,轮式驱动桥拆装调整,5、调整间隙,6、拧紧大螺栓,轮式驱动桥拆装调整,7、行星轮总成安装,8、轮壳总成安装,保证清洁度，轴承外圈必须装配到位，螺栓拧紧力矩,轮式驱动桥拆装调整,9、安装轮边支承轴,注意轮边支承轴与桥壳的连接螺栓的拧紧力矩。,10、安装轮壳组件及轴承,轮式驱动桥拆装调整,11、安装内齿圈,12、安装锁紧螺母及垫板,拧紧螺母直至轮壳只能勉强转动后，再将螺母倒转1/10圈，旋上止动螺