汽车底盘构造与维修 第7章

1、机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ (汽车运用与维修专业) 汽车汽车底盘底盘构造构造 与与维修维修 孔令来 主编 机机 械械 工工 业业 出出 版版 社社 CHINA MACHINE PRESS 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 1 概述 2 传动系概述 3 离合器 4 手动变速器 5 自动变速器 6 万向驱动装置 7 驱动桥 8 汽车行驶系 9 悬架 10 汽车转向系 11 汽车制动系 12 汽车防滑控 制系统 目目

2、录录 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 概述 主减速器 差速器 半轴与桥壳 驱动桥的拆装与调整 驱动桥的故障与检修 1 2 3 4 5 6 第七章驱动桥第七章驱动桥 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 1）驱动桥的主要零部件的作用、类型 2）主减速器和差速器的构造及工作原理 3）驱动桥的拆装与调整 4）驱动桥的故障与检修 学习目标学习目标 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 一、组成与功用 驱动桥组成： 主减速器、差速器、半轴及驱动桥壳 功用： 将万向传动

3、装置输入的动力经降速增扭、改变动力方向后， 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 转速旋转而驱动汽车行驶。 第一第一节节概述概述 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ l 从变速器或分动器经万向传动装置输入的动力首先传到 主减速器1， l 在此增大转矩并降低转速后， l 经差速器3传给左、右两半轴4， l 最后通过半轴外端的凸缘盘传给驱动轮轮毂6。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 对于发动机前置前轮驱动的

4、轿车来说，变速器输出的动 力不经传动轴而直接输入给主减速器。 变速器、主减速器及差速器可安装在同一个三件组合的 外壳内，常称为变速器壳。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 桑塔纳2000型轿车前轮驱动纵置变速器 结构简单， 体积小。 重量轻， 传动效率高 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 根据桥壳的型式不同，驱动桥分为： 整体式驱动桥和断开式驱动桥 二、结构类型二、结构类型 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 断开式驱动桥构造 机 械 工 业 出 版 社

5、 CHINA MACHINE PRESS http:/ 1减振器2驱动轮3摆臂4摆臂轴5主减速器6半轴7弹性 元件 断开式驱动桥构造 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 整体式驱动桥： 桥壳作为一个刚性结构，即主减速器和半轴装在整体式 桥壳内，整个车桥和车轮随路面的变化一起上下跳动，驱动 桥两端通过悬架与车架连接，左右半轴始终在一条直线上， 所以左右桥壳的半轴不能在横向平面内作相对运动。 当某一侧车轮因地面升高或下降时，整个驱动桥和车身 都随之发生倾斜。 这种结构多用于轿车的后桥。 二、结构类型二、结构类型 机 械 工 业 出 版 社 CHINA

6、MACHINE PRESS http:/ 断开式驱动桥： l 主减速器固定在车架上，左、右桥壳通过铰链铰接， l 两侧车轮分别通过各自的弹性元件、减振器和摆臂组成 的弹性悬架相连， l 左右两侧的驱动桥及车轮可以彼此独立地相对摆动，左 右半轴也可相对摆动 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 概述 主减速器 差速器 半轴与桥壳 驱动桥的拆装与调整 驱动桥的故障与检修 1 2 3 4 5 6 第七章驱动桥第七章驱动桥 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 功用： 输入的转矩增大并相应降低转速，以及当发动机纵置

7、时利 用锥齿轮传动改变转矩的旋转方向。 第二节主第二节主 减减 速速 器器 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ l 轮边减速器：在双级式主减速器中，若第二级减速器齿 轮有两副，并分置于两侧车轮附近，实际上就成为独立 部件 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ l 单速式主减速器：传动比是固定的， l 双速式主减速器：有两个传动比供驾驶员选择，以适应 不同行驶条件的需要。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 参加减速传动的 齿轮副数目 单级式 双级式 主减速器传

8、动比 档数 单速式 双速式 齿轮副结构形式 圆柱齿轮式 轴线固定式 轴线旋转式(行星齿轮式) 圆锥齿轮式 准双曲面齿轮式 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 7-1主减速器 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 目前轿车和一般轻、中型货车均采用单级主减速器，就 可以满足汽车动力性要求。 优点：结构简单、体积小、质量轻和传动效率高 一、单级主一、单级主减速器减速器 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 东风EQ1090E型汽车单级主减速器 1差速器轴承盖2轴 承调

9、整螺母3、13、 17圆锥滚子轴承4 主减速器壳5差速器 壳 6支承螺栓7从动锥 齿轮8进油道9、 14调整垫片10防尘 罩11叉形凸缘 12油封15轴承座 16回油道18主动锥 齿轮19圆柱滚子轴 承20行星齿轮垫片 21行星齿轮22半轴 齿轮推力垫片23半 轴齿轮24行星齿轮 轴(十字轴)25螺栓 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 主减速器主要由一对准双曲面齿轮组成。 直径较小的主动锥齿轮18只有6个齿，而直径较大的从 动锥齿轮7有38个齿，故传动比i0=38/6=6.33。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS

10、 http:/ 为了使主动和从动齿轮之间啮合传动时冲击轻、噪声低， 而且轮齿沿其长度方向磨损均匀，必须有正确的相对位置。 为此，在结构上： 一方面要使主动和从动齿轮有足够的支承刚度，使其在 传动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间隙。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 为保证主动齿轮有足够的支承刚度，主动锥齿轮18与轴 制成一体，前端支承在两个小端相向且靠近的圆锥滚子轴承 13和17上，后端支承在圆柱滚子轴承19上，形成跨置式支承。 环状的从动锥齿轮铆接在差速器壳5上，而差速器壳用两 个圆锥滚子轴承3支承在主减速器

11、壳体4的座孔中。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 为保证从动齿轮有足够的支承刚度在其背面有支承螺栓6， 以限制从动锥齿轮的过度变形而影响齿轮的正常工作。 装配时支承螺栓要与从动锥齿轮留有0.30.5mm的间隙。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 在装配主减速器时，圆锥滚子轴承应有一定的装配预紧 度，即装配时在消除轴承间隙的基础上再给予一定的压紧力。 目的是为了减小在锥齿轮传动过程中产生的轴向力所引 起的齿轮轴的轴向位移，以提高轴的支承刚度，保证圆锥齿 轮副的正常啮合。 机 械 工 业 出 版 社

12、CHINA MACHINE PRESS http:/ 但预紧度也不能过大，若过紧将使传动效率下降，且加 速轴承的磨损。为了调整圆锥滚子轴承13和17的预紧度，在 两轴承内座垫圈之间的隔套一端装有一组厚度不同的调整垫 片14。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 如果发现过紧则增加垫片14的总厚度，反之，减少垫片 的总厚度。通常用预紧力矩来表示预紧度的大小，对于 EQ1090E型汽车主减速器的主动轴来说，调整到能以 1.01.5Nm的力矩转动叉形凸缘11，预紧度即为合适。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:

13、/ 支承差速器壳的圆锥滚子轴承3的预紧度靠拧紧两端的轴 承调整螺母2调整。 调整时用手转动从动锥齿轮，使滚子轴承处于适宜的预 紧度，调好后应能以1.52.5Nm的力矩转动差速器的组件。 注意：圆锥滚子轴承预紧度的调整必须在齿轮啮合调整 之前进行。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 锥齿轮啮合调整是指齿面啮合印迹和齿侧间隙的调整。 先在主动锥齿轮轮齿上涂以红色颜料(红丹粉与机油的混 合物)，然后用手使主动锥齿轮往复转动，于是从动锥齿轮的 轮齿两侧的工作面上便出现红色印迹。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http

14、:/ 若从动齿轮轮齿正转和反转工作面上的印迹均位于齿高 的中间偏于小端，并占齿面宽度的60%以上为正确啮合 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 正确啮合的印迹位置可通过增减主减速器壳与主动锥齿 轮轴承座15之间的调整垫片9的总厚度(即移动主动锥齿轮的 位置)而获得。 为了保持已经调好的圆锥滚子轴承3的预紧度不变。调整 垫片的总片数不变，从一边拿下多少垫片要全部装到另一边。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 啮合间隙的调整方法是旋转轴承调整螺母2以改变从动锥 齿轮的位置获得。轮齿的啮合间隙应在0.150

15、.40mm范围内。 若间隙大于规定值应使从动锥齿轮靠近主动锥齿轮，反 之则远离。 为了保持已经调好的圆锥滚子轴承3的预紧度不变，一端 螺母拧进的圈数应等于另一端螺母拧出的圈数。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 当齿面啮合状况和齿侧间隙不符合要求时，应进行调整。 口诀:大进从、小出从;顶进主、根出主。 调整时注意齿侧间隙不得小于最小值。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 为了减轻主减速器中齿轮之间和轴与轴承之间的摩擦和 磨损，以提高传动效率和延长零件使用寿命，在主减速器壳 中储有齿轮润滑油，主要靠从

16、动齿轮转动时使油飞溅到各齿 轮、轴和轴承进行润滑。 为了保证主动齿轮前端的圆锥滚子轴承13和17得到可靠 的润滑，在主减速器壳体中铸有进油道8和回油道16。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 齿轮转动时，飞溅起来的润滑油从进油道8通过轴承座15 的孔进入两圆锥滚子轴承小端之间，在离心力的作用下，润 滑油从小端流向大端。 流出圆锥滚子轴承13大端的润滑油经回油道16流回主减 速器壳内。 在主减速器壳体上装有通气塞，防止壳内的气压过高而 使润滑油渗漏。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 为了减小驱动桥的

17、外形尺寸，目前主减速器中基本不用 直齿圆柱齿轮，而采用螺旋圆锥齿轮。这是为了减小驱动桥 的外廓尺寸。当选定车轮规格后，驱动桥中间部分在高度方 向的尺寸H，对上影响车身底板高度，对下决定了汽车最小 离地间隙h。 离地间隙太小，将使驱动桥易与路面凸起的障碍物碰撞， 因而降低了汽车在坏路上的通过能力。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 驱动桥离地间隙 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 而驱动桥中间部分在高度方向的尺寸主要决定于主减速 器从动锥齿轮直径的大小。 在同样传动比的情况下，主动螺旋齿轮的齿数可以做

18、得少 些，实践和理论分析证明，螺旋齿轮不发生根切的最小齿数 比直齿的最小齿数要少。 螺旋锥齿轮主减速器的结构比较紧凑，而且运动平稳， 噪声小，因而在汽车上得到广泛应用。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 近年来，准双曲面齿轮广泛应用于轿车及中、重型汽车 上。 与螺旋齿轮相比，优点： 齿轮的工作平稳性好， 弯曲强度和接触强度更高， 主动齿轮的轴线相对从动锥齿轮的可以偏移。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 主动齿轮和从动齿轮的轴线位置 a)螺旋锥齿轮传动，轴线相交 b)准双曲面齿轮传动，轴线偏移 机

19、械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 在保证一定离地间隙的情况下，主动齿轮轴线向下偏移 可降低主动锥齿轮和传动轴的位置，使车身和整个汽车的重 心降低，提高了汽车的行驶稳定性。 东风EQ1090E型汽车主减速器即采用了这种下偏移的准 双曲面齿轮，偏移距离为38mm。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 准双曲面齿轮工作时，由于齿面间的相对滑移量大，而 且齿面间的压力也大，齿面油膜易被破坏。 为了减少摩擦、提高效率，必须使用专门级别的齿轮油 (含防刮伤添加剂的双曲面齿轮油)，决不允许用普通齿轮油 代替，否则会使齿

20、面迅速擦伤磨损，大大降低主减速器寿命。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 上海桑塔纳轿车单级主减速器 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 轿车上使用的都是单级主减速器。 因发动机纵向前置、前轮驱动，整个传动系都集中在汽车 前部，主减速器装在变速器壳体内，没有专门的主减速器壳 体。 变速器的输出轴即为主减速器的输入轴，动力由变速器直 接传递给主减速器，省去了万向传动装置。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 主减速器由一对双曲面锥齿轮和差速器2等组成。 主动

21、锥齿轮4与变速器输出轴制成一体，用双列圆锥滚子 轴承6和圆柱滚子轴承8支承在变速器壳体内。 环状的从动锥齿轮9靠凸缘定位，并用螺钉和差速器壳连 接，差速器壳由一对圆锥滚子轴承12支承在变速器壳体上。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 7-2单级主减速器 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 当汽车主减速器需要较大的传动比时，若仍采用单级主 减速器，由于主动锥齿轮受强度及最小齿数的限制，其尺寸 不能太小，相应的从动锥齿轮尺寸将增大，这不仅使从动锥 齿轮刚度降低，而且会使主减速器壳及驱动桥外形轮廓尺寸 增大

22、，难以保证足够的离地间隙，因此需要采用双级主减速 器。 二二、双级主减速器、双级主减速器 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 解放CA1092型汽车双级主减速器 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 该主减速器由一对螺旋锥齿轮和一对斜齿圆柱齿轮组成。 主减速器的传动比等于两级齿轮传动比的乘积。 第一级主动锥齿轮的齿数有12和13两种，因此有两个传 动比可供选择。 i0=25/1245/15=6.25 i0=25/1345/15=5.77 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS

23、http:/ 在有些多轴驱动的汽车上，各驱动桥不是各自用传动轴 直接与分动器相连，而是前面(或后面)两驱动桥的传动轴是 中联的，传动轴必须从离分动器较近的驱动桥中穿过。 三、贯通式双级主减速器三、贯通式双级主减速器 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 贯通式驱动桥的主减速器 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 第一级是斜齿圆柱齿轮副，主动斜齿轮用花键套装在贯 通轴12上。 贯通轴穿过桥壳通向后一驱动桥。 第二级是准双曲面齿轮副。 差速器壳与从动准双曲面齿轮铆接。 由于准双曲面齿轮副啮合时轴线可以相对偏移

24、的特点，使 从动齿轮相对上移一段距离，既保证了足够的离地间隙，又 使结构紧凑。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 延安SX250型66越野汽车贯通式双级主减速器 1从动圆柱齿轮2主减速器盖3轴承盖4凸缘盘5油封6调整 垫片7、10、16圆锥滚子轴承 8主动圆柱齿轮9隔套11主减速器壳 12贯通轴13从动准双曲面齿轮 14圆柱滚子轴承15主动准双曲面齿轮 17定位销 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 有些使用条件复杂的汽车，为了充分提高其动力性与经 济性，装有两个可变传动比的主减速器。 四、双速主减速

25、器四、双速主减速器 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 行星齿轮式双速主减速器 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 行星齿轮式双速主减速器传动简图 1接合套2半轴3拨叉4行星齿轮5主动锥齿轮6差速器 7从动锥齿轮8齿圈9行星架 A接合套接合齿圈B主减速器接合齿圈C行星架接合齿圈D太阳齿轮 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ l 主减速器由一对锥齿轮和一排行星齿轮机构组成。 l 从动锥齿轮7用螺栓连接着齿圈8，并通过两个圆锥滚子 轴承支承在主减速器壳上。 l

26、几个行星齿轮4的轴都固定在行星架9上。 l 行星架9连接着差速器壳，太阳齿轮D的长度较长，与接 合套1制成一体，可通过拨叉3操纵并在半轴2上滑动。 l 接合套1、主减速器壳与行星架9上有接合齿圈A、B和C。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ l 当拨叉3将接合套1及太阳 齿轮D向左拨动一定距离 时，可使接合齿圈A与B 分开，长齿的太阳齿轮D 既与行星齿轮4啮合，又 与接合齿圈C相啮合(图a)。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ l 此时由于太阳齿轮D与行星架9的转速相同，行星齿轮4 便不可能产生自转

27、，因而整个行星排被锁死而做整体转 动。 l 主减速器只有锥齿轮减速，是双速主减速器的高速档工 作状态。 l 这时，主减速器是单级主减速器。 l 传动比i0=i01=从动锥齿轮齿数/主动锥齿轮齿数。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ l 当拨叉3将接合套1及太阳 齿轮D向右推动时，可使太 阳齿轮D与接合齿圈C分开， 而使接合齿圈A与B相啮合。 这是主减速器的低速档工作 状态(图b)。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ l 由于太阳齿轮D通过接合齿圈A与B被固定在主减速器壳 上而不转动，当齿圈8带动行星

28、齿轮4转动时，行星齿轮 4将在太阳轮D上滚动，从而使行星齿轮轴即行星架9做 减速运动。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ l 由行星排运动关系式可得出，此时行星排的传动比 i02=1+1/。 l =齿圈齿数/太阳轮齿数。 l 由于是大于1的数，因而i02是大于1而小于2的。这时 主减速器传动比i0=i01i02。 l 主减速器是双级主减速器。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 圆柱齿轮式双速主减速器 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ l 第一级是一对锥

29、齿轮传动减速， l 第二级减速可由齿轮对1、9或5、8来实现， l 接合套2用来改变高、低速传动齿轮的传动。 双速主减速器在一般行驶条件下均用高速档工作，只 有当行驶条件恶劣，要求有更大牵引力时，才通过气动或 电动操纵机构将主减速器换入低速档。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 在有些重型载货汽车或大型公共汽车要求有较大的传动 比，而且驱动桥的输入转矩也比较大的情况下，往往将双级 主减速器的第二级减速齿轮机构制成同样的两套，分别安装 在两侧驱动车轮的近旁。 这两套减速机构称为轮边减速器。 五、轮边减速器五、轮边减速器 机 械 工 业 出 版 社

30、CHINA MACHINE PRESS http:/ l 使驱动桥中的主减速器尺寸减小， l 保证了足够的离地间隙， l 较大的传动比。 l 因半轴在轮边减速器之前，所承受的转矩减小很多， l 所以差速器、半轴等零件尺寸可以减小。 l 但是需要两套轮边减速器，其结构较为复杂，制造成本 也较高。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 上海SH3540A型汽车轮边减速器及其传动简图 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ l 装载32t的上海SH3540A型自卸车的发动机转矩最大可 达1618.11667.13N

31、m。 l 驱动桥减速机构分为两级。 l 第一级是一对螺旋锥齿轮传动，装在驱动桥中部的主减 速器壳中，其传动比i01=41/11=3.727。 l 被增大的转矩由从动锥齿轮经差速器、半轴2输入到两侧 的第二级减速机构行星齿轮式轮边减速器，i02=5。 l 总的主传动比为18.64 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 在有些越野汽车和大型客车上还经常采用由一对外啮合 圆柱齿轮组成的轮边减速器。 主动小齿轮与半轴相连，从动大齿轮与轮毂相连。 当主动齿轮位于上方时，可增大驱动桥的离地间隙以适 应提高越野车通过性的需要。 当主动齿轮位于下方时，能降低驱动桥壳

32、的离地高度， 以利于降低客车地板的高度。 缺点：轴向和径向空间有限，轮边减速器的传动比有限。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 概述 主减速器 差速器 半轴与桥壳 驱动桥的拆装与调整 驱动桥的故障与检修 1 2 3 4 5 6 第七章驱动桥第七章驱动桥 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 汽车行驶过程中，车轮与地面存在着两种相对运动状态: 车轮沿地面的滚动和滑动。 滑动将加速轮胎的磨损，增加转向阻力，增加汽车的动 力消耗。 第三第三节差速器节差速器 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHIN

33、E PRESS http:/ 汽车转弯时，内外两侧车轮在同一时间内转动的距离显 然不相等，外侧车轮移动的距离要大于内侧车轮移动的距离。 若两侧车轮用一根刚性轴连接，两侧车轮只能以相同的 速度转动，转向时内侧车轮会边滚边滑转，外侧车轮会边滚 边滑移，导致车轮不能与地面之间作纯滚动。 即使是汽车直线行驶时，由于路面不平或其他原因造成 车轮半径不相等，仍然会有上述的滑移和滑转现象使轮胎磨 损。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 为了消除以上的不良现象，保证车轮与路面作纯滚动， 必须将车轮的驱动轴分成两段，即左右各设一根半轴，并在 其间装差速器。 差速器

34、的功用：将主减速器的动力传给左、右两半轴， 并在必要时允许两半轴以不同转速旋转，满足车轮差速要求。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 在多轴驱动的越野汽车上，各驱动桥间也同样存在上述 驱动轮与地面的之间的滑磨，为此有些汽车在驱动桥间也装 有差速器轴间差速器。 无论是轮间差速器还是轴间差速器，按工作特性均分为： 普通差速器和防滑差速器。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 齿轮式差速器：锥齿轮式和圆柱式。 锥齿轮差速器结构简单、紧凑，工作平稳，目前应用最 广泛。 一、普通齿轮式一、普通齿轮式差速器差速器

35、 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 按两侧输出转矩是否相等，齿轮差速器又分为： 对称式和不对称式。 对称式：用作轮间差速器，或由平衡悬架联系的两驱动桥 之间的轴间差速器。应用广泛。 不对称式：用作前、后驱动桥之间，或前驱动桥与中、后 驱动桥之间的轴间差速器。 一、普通齿轮式一、普通齿轮式差速器差速器 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 对称式锥齿轮轮间差速器组成： 圆锥行星齿轮、行星齿轮轴、圆锥半轴齿轮和差速器壳等组 成。 1、5差速器壳2半轴齿轮推力垫片3半轴齿轮4行星锥齿轮 6螺栓7行星齿轮球面垫

36、片8行星齿轮轴(十字轴) 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ l 差速器壳由1、5两部分组成，用螺栓6联接固定。 l 主减速器从动齿轮用铆钉或螺栓固定在差速器左半部的 凸缘上。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 装配时： l 十字形行星齿轮轴8的四个轴颈嵌在差速器壳两半端面相 应的凹槽所形成的孔内， l 行星锥齿轮4分别松套在四个轴颈上， l 两个半轴锥齿轮分别与行星锥齿轮啮合， l 半轴齿轮的轴颈分别支承在差速器壳相应的左右座孔中， 并借花键与半轴相连。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MA

37、CHINE PRESS http:/ 行星锥齿轮的背面和差速器壳的内表面均制成球面，以 保证行星齿轮的对中性，使其与两个半轴锥齿轮能正确啮合。 行星齿轮和半轴齿轮的背面与差速器壳之间装有推力垫片， 可减轻磨损以提高差速器的使用寿命，同时还可调整齿轮的 啮合间隙。当汽车行驶一定里程后，垫片需要更换。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 动力传递：由主减速器从动齿轮依次经差速器壳、十字 轴、半轴齿轮、半轴输给驱动轮。 当两侧车轮以相同转速转动时，行星齿轮会绕半轴轴线 转动公转。 若两侧车轮阻力不同时，则行星齿轮在作公转运动的同 时，还绕自身轴线转动自转

38、，因而两半轴齿轮带动两侧 车轮以不同转速转动。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 差速器靠主减速器壳内的润滑油来润滑，因此差速器上 开有供润滑油进出的窗孔。 为保证行星齿轮和十字轴轴颈之间的润滑： 在十字轴轴颈上铣有平面， 并在行星齿轮的齿间钻有油孔与其中心孔相通。 在半轴齿轮上也钻有油孔与其背面相通，以加强背面与差 速器壳之间的润滑。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 中型以下货车或轿车因传递的转矩较小，多采用两个行 星齿轮，相应的行星齿轮轴就是一根直轴。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA

39、MACHINE PRESS http:/ 上海桑塔纳轿车差速器 1复合式推力垫片2半轴齿轮3螺纹套4行星齿轮5行星齿轮轴 6止动销 7圆锥滚子轴承8主减速器从动齿轮9差速器壳10螺栓 11车速表齿轮12车速表齿轮锁紧套筒 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ l 差速器壳为一整体框架结构， l 行星齿轮轴5装入差速器壳后用止动销6定位。 l 半轴齿轮2的背面也为球形， l 其背部的推力垫片与行星齿轮背面的推力垫片制成一整 体，称为复合式推力垫片。 l 螺纹套3用来紧固半轴齿轮。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS ht

40、tp:/ 1、2半轴齿轮3行星齿轮轴4差速器壳5主减速器从动齿轮6行 星齿轮 差速器运动原理 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ l 对称式锥齿轮差速器是一种行星齿轮机构， l 差速器壳4与行星齿轮轴3连成一体，形成行星架， l 又因为它与主减速器的从动齿轮固定连接，因此是主动 件。设其角速度是0， l 半轴齿轮1、2是从动件，其角速度为1和2。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ l A、B两点分别为行星齿轮6与两半轴齿轮啮合点。 l 行星齿轮的中心点为C，A、B、C到差速器旋转轴线距 离相等，均为r

41、。 l 差速器行星齿轮有三种运动状态:公转、自转和公转加自 转。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 当汽车直线行驶时， l 行星齿轮相当于一个等臂杠杆保持平 衡， l 即行星齿轮不自转，只随行星架绕差 速器旋转轴线公转， l 处于同一半径r上的A、B、C三点圆 周速度相等，其值为0r。由于1、 2、0相等，即差速器不起差速作 用，两半轴转速相等， l 即n1=n2且n1+n2=2n0。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 当汽车转弯行驶时， l 行星齿轮6除了随差速器壳体一起作 公转外还绕行星齿轮轴自

42、转， l 设其自转的角速度为6，则半轴齿 轮1的圆周速度加快为 1r=0r+6r6， l 半轴齿轮2的圆周速度减慢为 2r=0r-6r6， l 这时差速器起到差速器作用， l 但仍然有n1+n2=2n0。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ n1+n2=2n0 行星锥齿轮差速器的运动特性方程式。 它表明了差速器无论是否差速，两半轴齿轮的转速之和总 是等于差速器壳体转速的两倍，与行星齿轮自转转速无关。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 从差速器运动特性方程式可知: 当任何一侧半轴齿轮的转速为零，另一侧半

43、轴齿轮的转速 为差速器壳体转速的两倍。 当差速器壳体转速为零时，若一侧半轴齿轮受其他力矩而 转动时，另一侧半轴齿轮以相同的转速旋转。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 差速器起差速作用的同时，还将转矩分配给左右两侧的 车轮。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 当行星齿轮没有自转时，行星齿轮相当于一个等臂杠杆， 而两个半轴齿轮半径也是相等的，因此由主减速器传来的转 矩M0， 经差速器壳、行星齿轮轴和行星齿轮传给半轴齿轮是平 均分配的，即M1=M2=M0/2。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA M

44、ACHINE PRESS http:/ 当两半轴齿轮以不同转速 朝相同方向转动时，设左半 轴转速n1大于右半轴转速n2， 则行星齿轮将按n4方向绕行 星齿轮轴自转。 因行星齿轮孔与行星齿轮 轴轴颈之间以及齿轮背部与 差速器壳之间会产生摩擦力 矩MT， 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ MT与自转方向相反， 此摩擦力矩使行星齿轮分别 对左、右半轴齿轮附加作用了 两个大小相等方向相反的圆周 力F1和F2， F1使转得快的半轴齿轮1的 转矩减小，F2使转的慢的半轴 齿轮2的转矩增大，而且M1的 减小值等于M2的增大值。 机 械 工 业 出 版 社 CH

45、INA MACHINE PRESS http:/ 所以当两侧驱动轮存在转速差时(n1n2)， M1=(M0-MT)/2，M2=(M0+MT)/2 即转得慢的车轮分配到的转矩大于转的快的车轮分配到 的转矩，左右车轮的转矩之差等于差速器内摩擦力矩MT。 实际上，由于MT很小，可以忽略不计， 则M1=M2=M0/2。 可见无论左右轮毂转速是否相等，行星锥齿轮差速器都具 有转矩等量分配的特性。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 普通锥齿轮差速器转矩等量分配的特性对于汽车在好路 面上行驶是有利的，但汽车在坏路面上行驶却会严重影响其 通过能力。 机 械 工

46、业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 当汽车的一个驱动轮处于泥泞或冰雪路面因附着力小而 打滑时，既使另一个车轮处于附着力大的路面未打滑，汽车 仍不能前进。 这是因为，附着力小的路面只能对车轮作用一个很小的 反作用力，虽然另一车轮与路面间附着力较大，但因对称式 锥齿轮差速器具有转矩平均分配的特性，附着力大的驱动轮 也只能得到同样小的转矩，以致总的驱动力不足以克服行驶 阻力，汽车便不能行驶。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 7-3后桥差速器工作原理 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS

47、http:/ 为了提高汽车在坏路面上的通过能力，一些越野汽车、 高速小客车和载货汽车装用了防滑差速器。 目的：一个驱动轮滑转时，设法使大部分甚至全部转矩 传给不滑转的驱动轮，并充分利用这一驱动轮的附着力而产 生足够的牵引力使汽车继续行驶。 二、防滑差速器二、防滑差速器 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 分类：人工强制锁止式和自锁式。 人工强制锁止式：驾驶员操纵差速器，人为地将差速器 暂时锁住，使差速器不起差速作用。 自锁式：在汽车行驶过程中，根据路面情况自动改变驱 动轮间的转矩分配。 自锁式差速器：摩擦片式、滑块凸轮式和托森式 二、防滑差速器二、

48、防滑差速器 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 7-4限滑差速器的原理 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 1.强制锁止式差速器 在普通行星锥齿轮差速器上设有差速锁。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 奔驰2020A型汽车强制锁止式差速器 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 1传动凸缘2油封3、6、16轴承4调整隔圈5主减速器主动齿轮 7调整垫片 8主减速器壳9挡油盘10桥壳11、29半轴12带挡 油盘的调整螺

49、母13轴承盖 14定位销15集油槽17、24差速器壳 18、44推力垫片19半轴齿轮 20主减速器从动齿轮21锁板22衬 套23、42螺栓25调整螺母 26固定接合套27弹性挡圈28滑动接 合套30进气管接头 31带密封圈的活塞32差速锁指示灯开关33调 整螺钉及其锁紧螺母34缸盖35缸体36拨叉轴37拨叉 38复位弹 簧39导向轴40行星齿轮41密封圈 43十字轴45轴承座46螺母 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ l 差速锁由牙嵌式接合器及操纵机构两大部分组成。 l 牙嵌式接合器的固定接合套26用花键与差速器壳24左端 连接，并用弹性挡圈27

50、轴向限位。 l 滑动接合套28用花键与半轴29连接，并可轴向滑动， l 操纵机构的拨叉37装在拨叉轴36上并可沿导向轴39轴向 滑动， l 其叉形部分插入滑动接合套28的环槽中。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 当汽车在好路面上行驶： 不需要锁止差速器，牙嵌式接合器的固定接合套26与滑 动接合套28不嵌合，即处于分离状态，此时为普通行星锥齿 轮差速器。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 当汽车通过坏路面需要锁止时， 通过驾驶员的操作，压缩空气由进气管接头30进入气动 活塞缸的左腔，推动活塞31向右

51、移，并经调整螺钉33和拨叉 轴36推动拨叉37压缩复位弹簧38右移，从而使滑动接合套 28右移与固定接合套26接合，这时左半轴29与差速器壳24 连成整体，左右两半轴被锁成一体转动，即差速器被锁止， 不起差速作用。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 当汽车通过坏路面需要锁止时， 这样发动机转矩可全部分配到好路面的车轮。 与此同时，差速锁指示灯开关32接通，驾驶室内指示灯 亮，提醒驾驶员差速器正处于锁止状态，汽车驶出坏路面后 应及时摘下差速锁。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 在需要解除差速器锁止时

52、， 通过操纵机构放掉气缸内的压缩空气，作用在活塞左端 的气压消失，拨叉37及滑动接合套28在复位弹簧38作用下左 移回位，牙嵌接合器分离，差速器恢复差速作用，同时差速 器指示灯熄灭。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 强制锁止式差速器特点： 结构简单，制造容易， 但操纵不便(一般要在停车时进行)。如果过早接上或过晚 摘下差速锁，在好路段上左右车轮被刚性连在一起，将产生 无差速器情况下出现的一系列问题。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 2.摩擦式自锁差速器 在对称式锥齿轮差速器的基础上发展而成的。

53、机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 摩擦片式自锁差速器 1差速器壳2主、从动摩擦片组3推力压盘4十字轴5行星齿轮 6V型斜面7薄钢片8主动摩擦片9从动摩擦片 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ l 在两半轴齿轮的背面与差速器壳1之间各安装有一套摩擦 片式离合器，用以增大差速器内部的摩擦阻力矩。 l 摩擦离合器由推力压盘3，主、从动摩擦片组2组成。 l 推力压盘的内花键与半轴相连，外花键与从动摩擦片9的 内花键连接。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ l 主

54、动摩擦片8的外花键与差速器壳1相连。主、从动摩擦 片及推力压盘均可做微小的轴向移动。 l 差速器十字轴4由两根互相垂直的行星齿轮轴组成，其轴 颈的端部均切有凸V型斜面6，相应地差速器壳孔内也有 凹V型斜面。 l 两根行星齿轮轴的V型斜面是反向安装的。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 当汽车直线行驶时， l 两半轴无转速差，转矩平均分配给两半轴。 l 由于差速器壳通过斜面对行星齿轮轴压紧，在传递转矩 时，斜面上产生的轴向力迫使两行星齿轮轴分别向左、 右两方向略微移动，通过行星齿轮推动推力压盘压紧摩 擦片。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA

55、MACHINE PRESS http:/ 此时转矩传递的路径有两条: l 一路经行星齿轮轴、行星齿轮和半轴齿轮将大部分转矩 传给半轴; l 另一路则由差速器壳经主、从动摩擦片、推力压盘传给 半轴。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 当一侧车轮在坏路面上滑转或转弯时， l 差速器起差速作用，使两半轴转速不相等， l 即一侧车轮转速高于差速器壳的转速，另一侧车轮的转 速低于差速器壳转速。 l 由于轴向力和转速差的存在，主、从动摩擦片之间将产 生摩擦力矩， 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ l 且经从动摩

56、擦片及推力压盘传给两半轴的摩擦力矩的方 向相反：与转速快的半轴转向相反，而与转速慢的半轴 的转向相同。 l 因此使得转速慢的半轴分配到的转矩大于转速快半轴分 配到的转矩。 l 摩擦作用越强，两半轴的转矩差越大，最大可达57倍。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 3.滑块凸轮式自锁差速器 利用滑块与凸轮之间产生较大数值的内摩擦力矩以提高 锁紧系数的一种高摩擦自锁式差速器， 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 交通SH3281型自卸汽车 滑块凸轮式轴间差速器 1凸缘盘2防尘罩 3密封垫4、22油封 5油封

57、壳6主动套 7短滑块8长滑块 9接中桥内凸轮花键套 10螺母11垫圈 12滚子轴承13中桥 花键套护罩 14、17圆锥滚子轴承 15挡圈16调整垫圈 18中桥主动螺旋齿轮 19轴承座 20球轴承21轴承盖 23防尘毡24轴间差 速器盖25接后桥外凸 轮花键套 26后桥传动轴27轴 间差速器壳28主减速 器壳 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ l 转矩是由凸缘盘1和轴间差速器分配给中桥主动螺旋齿轮 18和后桥传动轴26的。 l 轴间差速器由主动套6、8个短滑块7、8个长滑块8、接 中桥内凸轮花键套9、接后桥外凸轮花键套25、轴间差 速器盖24、轴间

58、差速器壳27组成。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ l 接中桥内凸轮花键套9用花键与中桥主动螺旋齿轮18相 连，其左端内表面有13圆弧凹面。 l 接后桥外凸轮花键套25与后桥传动轴26相连，其外表面 有11个圆弧凹面。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ l 主动套6的前端与凸缘盘1用花键连接， l 右端空心套筒部分即装在内、外凸轮之间， l 空心套筒铣出8条穿通槽， l 每条槽内装长、短滑块各一个。 l 所有滑块均可在槽内沿径向自由滑动。 l 为了使滑块及内、外凸轮磨损均匀，相邻两槽的滑块装 法不

59、同，其中一个槽内长滑块在前，短滑块在后，而另 一槽内滑块装法则相反。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 当汽车在平直路面上直线行驶， l 中、后驱动桥无转速差时， l 中桥主动螺旋齿轮18和后桥传动轴26的转速相同，即轴 间差速器不起差速作用。 l 此时转矩由凸缘盘1输入，经主动套6、滑块7和8、内、 外凸轮花键套9和25分别传给中桥和后桥，内、外凸轮 花键套和主动套三者转速相同。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ 当汽车转弯或在不平路面上行驶， l 由于中、后桥驱动轮半径不相等等原因，中、后桥需要

60、 有转速差时， l 主动套6槽内的滑块，一方面随主动套旋转并带动内、外 凸轮花键套旋转， l 同时在内、外凸轮间沿槽孔径向滑动， l 从而允许内、外凸轮花键套以不同转速旋转，满足差速 的需要。 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ l 由于内、外凸轮花键套有转速差，滑块与内、外凸轮之 间将产生摩擦力， l 内凸轮花键套转速n9大于主动套转速n6，外凸轮花键套 转速n25小于主动套转速n6，即n9n6n25， 机 械 工 业 出 版 社 CHINA MACHINE PRESS http:/ l 则滑块作用于转速快的内凸轮花键套9上的摩擦力F9与 其旋转