第五章 驱动桥

1、、掌握驱动桥的作用、组成 、掌握主减速器的作用、类型、结构 、掌握差速器的作用、结构、工作原理 4、了解半轴和桥壳的类型 5、掌握驱动桥常见故障的诊断 5 5、1 1 一、一、作用：作用： 将万向传动装置输入的动力经降速增扭、改变转动 传递方向后，分配到左右驱动轮，使汽车行驶，并 允许左右驱动轮以不同的转速旋转。 二二、组成：、组成： 主减速器主减速器 ：降速增扭、改变扭矩的传递方向，以适 应汽车向前行驶。 差速器差速器:必要时允许左右驱动轮以不同的转速旋转， 适应汽车转弯及在不平道路上行驶。 半轴半轴：将差速器传来的动力传给驱动轮 桥壳桥壳：安装主减速器、差速器和半轴，和从动桥一 起支承汽车

2、的部分质量，并承受驱动轮上的各种作 用力。 三、动三、动力传递路线：力传递路线： 主减速器主动齿轮主减速器主动齿轮从动齿轮从动齿轮差速器壳差速器壳 体体十字轴十字轴行星齿轮行星齿轮半轴齿轮半轴齿轮 半轴半轴驱动轮驱动轮 四、四、类型类型 1 1、整体式：采用非独立悬架整体式：采用非独立悬架 桥壳为一刚性的整体，两端通过悬架与车架连接。左 右半轴始终在一条直线。左右驱动轮不能相对独立地 跳动，当一侧车轮因地面升高或下降，驱动桥和车身 也随之发生倾斜。 整体式驱动桥整体式驱动桥 2 2、断开式：采用独立悬架断开式：采用独立悬架 主减速器固定在车架上，驱动桥壳分段并用铰链连接， 半轴采用万向节连接。

3、驱动桥两端分别用悬架与车架连 接。两侧驱动车轮及桥壳可以彼此独立地相对于车架上 下跳动。平顺性和通过性较好。结构复杂、成本高 轿车、越野车 5 5、2 2 主主 减减 速速 器器 一、一、作用：作用： 1 将万向传动装置传来的发动机转矩传给差速器。 2) 在动力的传动过程中将输入的转矩增大并相应降低 转速。 3) 对于纵置发动机，还要将转矩的旋转方向改变90 二、二、类型类型 1 1、按齿轮副数目分按齿轮副数目分： 单级式：单级式：一对锥齿轮传动 双级式：双级式：为了获得更大的离地间隙和传动比，若将双 级式主减速器的第二级齿轮传动制成结构相同的两套， 安装在驱动轮两侧，称为轮边减速器 2 2、

4、按传动比个数分：、按传动比个数分： 单速式单速式：（只有一个固定的传动比） 双速式双速式：（有两个传动比供驾驶员选择，以适应不同 行驶条件的需要） 单单 速速 主主 速速 器器 装装 配配 图图 双双 速速 主主 速速 器器 结结 构构 图图 3 3、按齿轮副结构分：、按齿轮副结构分： 圆柱齿轮式：圆柱齿轮式： 圆锥齿轮式：圆锥齿轮式： 准双曲面齿轮式：准双曲面齿轮式： 三、三、单级主减速器单级主减速器 1 1、结构、结构 由一对圆锥齿轮组成，结构简单，质量轻，制造容 易，成本低，维修方便。 广泛用于传递转矩不大的：轿车、轻、中货车。 以EQ1090E为例、由一对单级准双曲面齿轮组成。主 动锥

5、齿轮的齿数为6，从动锥齿轮的齿数为38，则传 动比=386 =6.33。 1)1)、主动锥齿轮：、主动锥齿轮：与主动轴制成一体，前端通过两 个距离较近的圆锥滚子轴承，后端通过圆柱滚子轴 承跨置式支承在主减速壳体上。圆锥滚子轴承外座 圈支承在轴承座上，内座圈装有隔套和调整垫片 主动锥齿轮支承方式 跨跨置式：置式：主动锥齿轮前后都有轴承支承，支承刚度大， 用于负荷较大汽车 悬悬臂式：臂式： 主动锥齿轮只在前方有支承，后方没有，支承刚度较 差。适用于负荷较小的轻型车、双级式主减速器 2)2)、从动锥齿轮：、从动锥齿轮：用螺栓紧固在差速器壳上，差速 器壳则用两个圆锥轴承支承在主减速器壳的轴承座 孔中，

6、用轴承调整螺母进行轴向定位。轴承盖与壳 体是装配在一起加工的，不能互换。 叉形凸缘叉形凸缘 主动锥齿轮主动锥齿轮 从动锥齿从动锥齿 轮轮 差速器壳差速器壳 半轴齿轮半轴齿轮 半轴半轴 支承螺柱支承螺柱 在主减速器壳体上靠从动锥齿轮背面，装有支承螺柱， 装配时，支承螺柱和从动锥齿轮背面留有一定间隙 （0.30.5mm）。将支承螺柱拧到底，退回1/4圈， 锁片锁住螺母 叉形凸缘叉形凸缘 主动锥齿轮主动锥齿轮 从动锥齿从动锥齿 轮轮 差速器壳差速器壳 半轴齿轮半轴齿轮 半轴半轴 支承螺柱支承螺柱 当负荷超过一定值，从动齿轮、支承轴承发生变形， 齿轮便抵在支承螺柱，即限制齿轮的变形，又减小轴 承承受的

7、负荷。为间隙能调整，制成青铜端头的螺柱 3 3）、）、锥齿轮齿形锥齿轮齿形： 螺旋锥齿轮： 主从动锥齿轮轴线是相交 双曲面锥齿轮： 主从动锥齿轮轴线不相交 主动齿轮低于从动齿轮一个距离 螺旋锥齿轮 双曲面锥齿轮 主动和从动锥齿轮轴线位置 特点：与圆锥齿轮相比，工作平稳性更好，主动齿 轮轴线向下偏移，可以降低传动轴的位置，从而有 利于降低车身及整车重心高度，提高汽车的行驶稳 定性，同时啮合的齿数多，传动平稳性好，强度大。 缺点：啮合齿面的滑动速度大，油膜易破坏，对润 滑油要求高，必须使用专门的双面齿轮油。 4)4)、润滑：、润滑：飞溅润滑 通气孔：温度升高、压力过大，冲坏油封而漏油 加油孔、放油

8、孔 叉形凸缘叉形凸缘 主动锥齿轮主动锥齿轮 从动锥齿轮从动锥齿轮 差速器壳差速器壳 半轴齿轮半轴齿轮 半轴半轴 支承螺柱支承螺柱 桑塔纳轿车的主减速器 主动锥齿轮主动锥齿轮 从动锥齿轮从动锥齿轮 差速器齿轮差速器齿轮 行星齿轮轴行星齿轮轴 行星齿轮行星齿轮 差速器壳差速器壳 圆锥轴承圆锥轴承 四、四、桑塔纳桑塔纳20002000单级主减速器单级主减速器 主减速器装在变速器壳体内，没有专门的主减速器壳 体。变速器输出轴即为主减速器主动轴,动力由变速器 直接传递给主减速器，省去了万向传动装置。 主动锥齿轮 的齿数为9， 从动锥齿轮 的齿数为40， 其传动比为 4.444。 驱驱动桥结构示意图动桥结

9、构示意图 五、双级主减速器五、双级主减速器 当汽车主减速器需要较大的传动比时，若仍采用单级式， 由于主动锥齿轮受强度、最小齿数的限制，其尺寸不能太 小，从动锥齿轮尺寸将增大，不仅使其刚度降低，而且会 使主减速器壳体及驱动桥外壳轮廓尺寸增大，难以保证足 够的离地间隙，因此需要双级主减速器。 适用：中、重型汽车 1 1、结、结构构：（解放CA1091型主减速器） 主动锥齿轮和轴制成一体，用两个圆锥滚子轴承支 承在轴承座的座孔中，为悬臂式支承； 从动锥齿轮用铆钉铆接在中间轴的凸缘上； 主动圆柱齿轮与中间轴制成一体； 从动圆柱齿轮用螺栓固定差速器壳上。 第一级：螺旋锥齿轮传动 第二级：斜齿圆柱齿轮传动

10、 第一级传动副的传动比为25131.923， 第二级传动副的传动比为45 15 3， 总传动比为i 2513 45 15 5.77。 第一级主动齿轮第一级主动齿轮 第一级从动齿轮第一级从动齿轮 第二级从动齿轮第二级从动齿轮 第二级主动齿轮第二级主动齿轮 2 2、动力传递路线、动力传递路线 传动轴叉形突缘主动锥齿轮从动锥齿轮中间 轴主动斜齿圆柱齿轮从斜齿圆柱齿轮差速器。 原则：原则：应先调整轴承的预紧度，再调整啮合印痕，最 后调整啮合间隙。 一、主动锥齿轮的轴承预紧度：一、主动锥齿轮的轴承预紧度： 1 1、目的目的：减小在锥齿轮传动过程中产生的轴向力引 起的主动轴的轴向位移，以提高轴的支承刚度，

11、保证 齿轮正确啮合。 5 5、3 3 主主 减减 速速 器器 调调 整整 预紧力过大（过紧），阻力增加，传动效率降低， 加速轴承磨损； 预紧力过小（过松），轴的支承刚度下降，破坏齿 轮副的正常啮合。 2 2、调整方法：、调整方法： 通过两轴承内座圈之间隔套一端的调整垫片调整。 增加垫片，轴承预紧度变小；反之，轴承预紧度变 大。为了避免油封摩擦力矩影响轴承预紧度的检测，为了避免油封摩擦力矩影响轴承预紧度的检测， 油封暂时不装油封暂时不装 (0.5、0.25、0.15、0.1mm) 调整步骤 （）台钳夹住主动锥齿轮。 （）装配主动锥齿轮总成。 为了排除油封摩擦力矩对检测轴承预紧力矩的影响， 轴承盖

12、和油封暂时不装。 （）用扭力扳手以196245Nm的力矩拧紧槽形 螺母。 （）检测并反复调整轴承预紧度，直至符合技术 要求。 （）调整好后，装配主动锥齿轮总成。槽形螺母 力矩:392-490Nm 、检测方法、检测方法 ）、弹簧秤测量）、弹簧秤测量 台钳上夹住主动锥齿轮轴承座，用弹簧秤钩在突 缘螺孔处沿切线方向拉动，能使以1633N的力使 其转动为合适。 2 2）、百分表测量）、百分表测量 磁性表座利用将百分表触头抵住主动锥齿轴 端，用手来回推动凸缘，表针所摆动的数值 为轴向间隙。轴向间隙为0.05mm，极限为 0.1mm 3 3）、经验法：）、经验法： 用手转动凸缘应转动灵活无阻滞，沿轴向推

13、拉凸缘，无轴向间隙感为合适。 二、从动锥齿轮轴承预紧度二、从动锥齿轮轴承预紧度 1 1、调整方法、调整方法 通过左、右侧调整螺母来调整。旋入调整螺母， 轴承预紧度变大；反之，轴承预紧度变小。 调整步骤 ： （）将一侧的调整螺母紧到底。 （）将另一侧的调整螺母紧到底，再旋回约1/4 圈左右。 （）检测并反复调整，直至符合技术要求。 2 2、检测方法、检测方法 ）、弹簧秤测量）、弹簧秤测量 用弹簧秤钩在从动锥齿轮紧固螺栓上，切向拉动 1130N为合适。 2 2）、经验法：）、经验法： 以轴承盖为支点，用杠杆顶从动齿轮，应感觉到 有微量的间隙。用起子拨动轴承滚柱，轴承滚柱 应有一定的活动量。 三、主

14、、从动锥齿轮啮合印迹调整三、主、从动锥齿轮啮合印迹调整 啮合印痕反映了主减速器齿轮的受力承载情况。为 了使齿轮传动工作正常、磨损均匀、延长使用寿命。 需要对锥齿轮的啮合进行调整。啮合的调整是指齿 面啮合印痕和啮合间隙的调整。 1 1、齿面啮合印痕、齿面啮合印痕 1 1）、检查方法：）、检查方法：在从动锥齿轮相邻120上，选择 23个齿，均匀涂上红丹油，然后用手对从动锥齿 轮稍施加阻力，转动数圈，观察从动锥齿轮上的啮 合印痕。 2 2）、啮合印痕）、啮合印痕 啮合印痕长度不小于齿长的50%，位置控制在齿轮的中 部偏向小端，离小端端部27mm。齿高方向的啮合印 痕应不小于齿高的50%，离齿顶0.8

15、1.6mm。 3 3）、调整方法：）、调整方法： 正确的啮合印痕与齿隙是通过齿轮的轴向移动改变 其相对位置来实现的。 注意：若在调整时，会出现啮合印迹与啮合间隙矛 盾时，应以啮合印迹为主，间隙可适当放大些。 （1 1）、）、准双曲面齿轮准双曲面齿轮（单级）（单级） 如啮合印痕位置不正确，移动主动锥齿轮 若偏向齿轮的大端或顶端时，减少主动锥齿轮轴承 座下的调整垫片，使主动圆锥齿轮内移；若偏向小 端或根部时，增加调整垫片，使主动锥齿轮外移； （2 2）、）、螺旋锥齿轮螺旋锥齿轮（双级（双级） 啮合印痕和啮合间隙是同时进行调整的。 先检查啮合印痕，然后按照：“大进从、小出从、大进从、小出从、 顶进主

16、、根出主顶进主、根出主”进行调整，啮合印痕合适后若间 隙不符，则通过轴向移动另一锥齿轮进行调整。 调整方法： A）将从动齿轮向主动齿轮移 近，若这时间隙过小，则 将主动齿轮向外移开。 B）将从动齿轮向主动齿轮移 开，若这时间隙过大，则 将主动齿轮移近。 C）将主动齿轮向从动齿 轮移近，若这时间隙过 小，则将从动齿轮移开。 D）将主动齿轮向从动齿 轮移开，若这时间隙过 大，则将从动齿轮移近。 四、主四、主、从动锥齿轮啮合间、从动锥齿轮啮合间隙：隙： 1 1、调整：、调整：移动差速器轴承调整螺母 一侧的调整螺母松（或紧）多少，另一侧要相应紧 （或松）多少。保证从动锥齿轮轴承预紧度不变。 2 2、检

17、查：、检查： 将百分表的触头垂直于从动锥齿轮大端的凸面，表 针对零，手握主动锥齿轮不动，另一手轻轻来回推 动从动锥齿轮，表上所指示数即为其啮合间隙。 0.150.40mm 1 1、简述驱、简述驱动桥动桥的作用、组成的作用、组成 2 2、以、以EQl090EEQl090E汽车为例，指出动汽车为例，指出动力力 从叉形凸缘到驱动车轮的从叉形凸缘到驱动车轮的传传动路线动路线？ 作作 业业 5 5、4 4 差差 速速 器器 两侧车轮用一根轴刚性连接的话，两轮只能以相同转 速转动。汽车转向时，外侧车轮驶过的距离比内侧车 轮长。外侧车轮在滚动同时，与路面产生滑移滚动同时，与路面产生滑移。内侧 车轮边滚动边滚

18、动，边滑转边滑转。 滑移、滑转现象会使轮胎磨损加剧，转向困难，消耗 发动机动力。 为消除车轮转弯行驶时的滑移现象，采用两根半轴与 驱动轮连接，并在两半轴之间设置差速器。 一、作用一、作用 将主减速器传来的动力传给左、右两半轴，并在必 要时允许左、右半轴以不同转速旋转，使左、右驱 动车轮相对地面纯滚动而不是滑动。 二、类型二、类型 按其工作特性 普通齿轮式差速器 防滑差速器 三、差速器三、差速器 1 1、组、组成成： 四个行星齿轮、一个行星齿轮轴（十字轴）、两个 半轴锥齿轮、差速器壳 差差速器壳速器壳由两半组成，用螺栓紧固在一起，主减速 器从动齿用铆钉或螺栓固定在壳体左半部的凸缘上。 十十字轴字

19、轴轴颈嵌在两半壳端面半圆槽所形成的孔中， 每个轴颈上松套着一个行星锥齿轮，两个半轴齿轮与 4个行星齿轮啮合。 半半轴齿轮轴齿轮轴颈支承在差速器壳相应孔中，其内花 鍵与半轴连接。 行行星齿轮星齿轮背面做成球面与差速器壳相应处的凹球 面配合，以保良好的对中性，使与两半轴齿轮能正 确啮合。 球球面垫片面垫片用以减轻摩擦和磨损。 差速器壳十字形孔装合后加工成型，装配时不应错 位。注意两半壳记号 桑塔纳轿车差速器 因传递扭矩较小，由两个行星齿轮、一根行星齿 轮轴、两个半轴齿轮、整体式差速器壳组成 2 2、工作原理、工作原理 1 1）、）、 汽车直线行驶汽车直线行驶 两驱动车轮以相同转速旋转，所受到的地面

20、阻力相同， 经半轴、半轴齿轮反作用于行星齿轮两啮合点A和B。 这时行星齿轮相当于等臂杠杆，不能自转，只能随差 速器壳一起公转，两半轴象一跟轴随差速器壳旋转， 不起差速作用。 n1n2n0 n1n22n0 2 2）、汽车转弯行驶）、汽车转弯行驶 两侧驱动车轮所受到的地面阻力不同。如果车辆右转， 内侧驱动车轮所受的阻力大，外侧驱动车轮所受的阻 力小。这两个阻力经半轴齿轮反作用于行星齿轮两啮 合点A和B，使行星齿轮产生自转力矩。 外侧半轴齿轮转速增加，内侧半轴齿轮转速降低， 且外侧半轴齿轮增加的转速等于内侧半轴齿轮降低 的转速。设半轴齿轮的转速变化转速变化为n，则n1n0 n，n2n0n，行星齿轮除

21、了公转外还自转，这 就是差速作用。此时n1n22n0。 公公转：转：两侧车轮以相同的转速转动时，行星齿 轮绕半轴轴线转动。 自转自转：两侧车轮由于阻力不同，行星齿轮在 公转运动的同时，还绕自身的轴线转动。 3 3、差速器运动特性差速器运动特性： 1 1）、）、n n1 1+ n+ n2 2=2n=2n0 0 差速器无论差速与否，两半轴齿 两半轴齿 轮转速之和始终等于差速器壳转速的两倍轮转速之和始终等于差速器壳转速的两倍，与行星齿 轮自转速度无关 n1 为左半轴齿轮转速 n2 为右半轴齿轮 n0 为差速器壳体 2 2）差速时，一半轴增加的转速）差速时，一半轴增加的转速= =另半轴减少的转速另半轴

22、减少的转速 n n1 1+ n+ n2 2=2n=2n0 0 n1=0，n2 =2n0 一边半轴断裂,另一个驱动轮会以 两倍的差速器壳转速滑转 n0=0， n1=-n2（如顶起汽车，传动轴制动，顺时针 转动一侧车轮，另一个车轮会以相同的转速逆时针转 动） 4 4、差速器转矩的分配、差速器转矩的分配 1 1）、汽车直线行驶）、汽车直线行驶，两驱动车轮以相同转速旋转， 所受到的地面阻力相同，行星齿轮只公转，相当一 个等臂杠杆，差速器将主减速器传递的转矩平均分 给左、右半轴。 M1= M2= M0 / 2 左、右半轴转矩=差速器转矩的一半 2 2）、汽车转弯行驶）、汽车转弯行驶 行星齿轮自转时，锥齿

23、轮传动会产生轴向力、径向 力，使行星齿轮孔与行星齿轮轴颈、齿轮背部与差 速器壳体之间都产生摩擦力。形成障碍行星齿轮自 转摩擦力矩MT，与自转方向相反。并使左右半轴又 增加了一个大小相等方向相反的圆周力F1和F2 F1使转的快的半轴的转矩减小， F2转的慢的半轴的 转矩增加。M1(M0MT)/2，M2(M0MT)/2。由于 差速器内充满齿轮油，摩擦阻力MT很小可忽略不计， 转矩仍为平均分配 M1M2M0/2 结结 论：论： 无无论差速器差速与否，普论差速器差速与否，普通差通差速器速器都进行转都进行转矩等量矩等量 分分配。配。 差速器转矩平均分配特性对于汽车在良好路面上直 线或转弯行驶时，都是满意

24、的。而当汽车在坏路面 行驶时，却严重影响了它的通过能力。 如汽车的一侧驱动轮行驶在泥泞或冰雪路面，而另 一侧驱动轮在良好路面上，由于在泥泞道路上的轮 子与地面附着力小，所产生的驱动力矩也很小。这 时根据转矩的平均分配特性，另一侧在好路面上的 驱动力矩也很小，无法产生足够的驱动力来使汽车 前进。这时车轮运动现象为，一侧车轮转速为零， n1=0，n2 =2n0另一个驱动轮会以两倍的差速器壳转 速滑转） 思考题思考题 1.1.当车轮的一侧转速为零时，则另一侧车轮的转速当车轮的一侧转速为零时，则另一侧车轮的转速 是多少？是多少？ 2 2. .当差速器壳体的转速为零时，两车轮如果运动时当差速器壳体的转速

25、为零时，两车轮如果运动时 怎样的状态。怎样的状态。 3 3. .学习了差速器的差速特性；如果汽车的一个车轮学习了差速器的差速特性；如果汽车的一个车轮 陷在陷在泥中，汽泥中，汽车会发生什么情况？车会发生什么情况？ 4 4、若已知右驱动轮转速为、若已知右驱动轮转速为180180转转分，差速器壳体分，差速器壳体 转速为转速为200200转转分，问左驱动轮转速为多少？并向哪分，问左驱动轮转速为多少？并向哪 个方向转个方向转？ 1 1、若已知右驱动轮转速为、若已知右驱动轮转速为180180转转分，差速分，差速 器壳体转速为器壳体转速为200200转转分，问左驱动轮转速分，问左驱动轮转速 为多少？并向哪个

26、方向转？为多少？并向哪个方向转？ 2 2、行星齿轮的自转行星齿轮的自转 3 3、行星齿轮的行星齿轮的公转公转 作作 业业 一、一、作用作用： 克服对称锥齿轮式差速器的弊病。可以使一侧驱动轮一侧驱动轮 打滑空转打滑空转的同时时，将大部分或全部转矩传给不打滑的将大部分或全部转矩传给不打滑的 驱动轮，以利用这一驱动轮的附着力产生较大的驱动驱动轮，以利用这一驱动轮的附着力产生较大的驱动 力矩使汽车行驶。力矩使汽车行驶。 二、分二、分类类： 1、强制锁止式：当汽车在坏路面上行驶时，驾驶员通 过差速锁将差速器暂时锁住，使差速器不起差速作用 5 5、5 5 防防 滑滑 差差 速速 器器 2、自锁式：汽车在行

27、驶过程中，根据路面情况自 动改变驱动轮间的转矩分配。 摩擦式自锁差速器 滑块凸轮式自锁差速器 托森差速器托森差速器 1差速器齿轮轴 2空心轴 3差速器外壳 4驱动轴凸缘盘 5 后轴蜗杆 6直齿圆柱齿轮 7蜗轮轴 8蜗轮 9前轴蜗杆 是一种轴间自锁差速器轴间自锁差速器，装在变速器后端，转矩由变 速器输出轴传给托森差速器，再由差速器直接分配给 前驱动桥和后驱动桥。 5 5、6 6 半半 轴轴 一、作用一、作用 将差速器传来的动力传给驱动轮。将差速器传来的动力传给驱动轮。 因传递的转矩较大-实心轴。 整体式驱动桥的半轴为一刚性整轴； 转向驱动桥和断开式驱动桥的半轴分段式，并用万 向节连接。 桑塔纳：半轴分内半轴和外半轴两段，中间用等角 速万向节相连接 二、支承形式二、支承形式 1 1、全浮式、全浮式 半轴套管与环形空心壳体压配成一体，组成驱动桥壳。 半轴外端有凸缘盘，用螺栓紧固在轮毂上，轮毂通过 一对圆锥滚子轴承支承在半轴套管上，半轴与桥壳没 有直接联系。半轴内端用花键与半轴齿轮套合，并通 过差速器壳支承在主减速器壳的座孔中