第九章____轮胎式工程机械驱动桥

1、l思考与重点思考与重点1. 轮式驱动桥的功用及组成，主传动器的功用、轮式驱动桥的功用及组成，主传动器的功用、 基本结构。基本结构。2. 差速器的作用及分类，差速器运动学及动力学差速器的作用及分类，差速器运动学及动力学 分析。分析。3. 防滑式差速器的分类、结构及工作原理。防滑式差速器的分类、结构及工作原理。4. 轮式驱动桥半轴、桥壳、轮边减速器的结构、轮式驱动桥半轴、桥壳、轮边减速器的结构、分类及工作原理，半轴浮式连接。分类及工作原理，半轴浮式连接。 变速箱变速箱变矩器变矩器轮边减速轮边减速转向器转向器转转向向油油缸缸前桥前桥 轮式驱动桥轮式驱动桥变速箱或传动轴之后，驱动变速箱或传动轴之后，驱

2、动轮之前的传动机构。轮之前的传动机构。 组成组成主传动主传动、差速器差速器、半轴半轴、轮边减速轮边减速器器和和桥壳桥壳。 功用功用降速增扭降速增扭，传动并改，传动并改变变传力方传力方向向； 差速差速（差扭）；承重承重。轮边减速器轮边减速器差速器差速器桥壳桥壳差速器差速器盘式制动器盘式制动器轮边减速器轮边减速器车架支撑座车架支撑座差速器差速器桥壳桥壳主制动主制动左左半半轴轴轮边减速器轮边减速器桥壳桥壳右半轴右半轴差速器差速器轮毂轮毂行行星星架架 驱动桥分类驱动桥分类单轴单轴驱动；驱动；全轮全轮驱动（驱动驱动（驱动桥，转向驱动桥）。桥，转向驱动桥）。第一节第一节 差速器（差速器（P164图图91）

3、 1 主传动主传动 作用作用纵向转动纵向转动变变为横为横向向转动；转动；降降速增扭速增扭。大螺旋锥齿轮大螺旋锥齿轮跨置式支撑跨置式支撑悬臂式支撑悬臂式支撑一级减速一级减速二级二级减速减速 要求：要求：在传动比足够时，径向尺寸量小在传动比足够时，径向尺寸量小提高离地间隙，提高通过性能。提高离地间隙，提高通过性能。结构紧凑，工作结构紧凑，工作平稳，噪声小。平稳，噪声小。 螺旋锥齿轮，准双曲面齿轮，直齿锥齿轮，加螺旋锥齿轮，准双曲面齿轮，直齿锥齿轮，加 双曲线抗磨齿轮油。双曲线抗磨齿轮油。 单级主传动（单级主传动（i=67.6），双级主传动（），双级主传动（i11）间隙调整：先调小锥齿轮，后对称调大

4、锥齿轮。间隙调整：先调小锥齿轮，后对称调大锥齿轮。 2 差速器差速器 作用作用驱动两侧半轴以驱动两侧半轴以不同转速不同转速旋转，使两旋转，使两边车轮接近边车轮接近纯滚动纯滚动（车轮转弯或阻力不等，轮胎气（车轮转弯或阻力不等，轮胎气压不等或磨损程度不同）。压不等或磨损程度不同）。 分类分类普通型普通型：内摩擦扭矩小：内摩擦扭矩小传给两传给两半轴扭矩相等。半轴扭矩相等。防滑型防滑型：传给两边扭矩可以相差：传给两边扭矩可以相差很大很大适应不良道路条件，提高车辆通过性。适应不良道路条件，提高车辆通过性。差速器壳体差速器壳体小锥齿轮小锥齿轮行星齿轮行星齿轮行星齿轮垫片行星齿轮垫片十字轴十字轴半轴齿轮半轴

5、齿轮大锥齿轮大锥齿轮半轴齿轮垫片半轴齿轮垫片差差速速器器壳壳体体行星轮行星轮大锥齿轮大锥齿轮左半轴齿轮左半轴齿轮左半轴齿轮左半轴齿轮半轴齿轮半轴齿轮行星轮行星轮半轴齿轮半轴齿轮差速器壳差速器壳行星轮行星轮 普通园锥齿轮差速器：普通园锥齿轮差速器： 1. 特点特点结构简单、紧凑、传动效率高，结构简单、紧凑、传动效率高，差速不差力差速不差力。 2. 差速原理（差速原理（164图图91） 1 r =r+xrx 2 r =r-xrx （+）/r 1+2=2 （-）/r 1-2=2 直线行驶：左右轮阻力相等，行星轮受力直线行驶：左右轮阻力相等，行星轮受力平衡，无自转，左右半轴转速等于差速器壳体转平衡，无

6、自转，左右半轴转速等于差速器壳体转速，左右半轴所受的扭矩及力相等。速，左右半轴所受的扭矩及力相等。 车辆转弯：车辆转弯：内侧车轮滑转（太快），路内侧车轮滑转（太快），路rrxx 面面阻转；阻转； 外侧车轮滑动，路面助转外侧车轮滑动，路面助转外侧外侧车轮增加的转速等于内侧车轮减少的转速，两轴车轮增加的转速等于内侧车轮减少的转速，两轴转速之和等于差速器壳体转速的两倍转速之和等于差速器壳体转速的两倍差速差速。外侧助转外侧助转内侧阻转内侧阻转行星轮行星轮十字轴十字轴半轴齿轮半轴齿轮 一轮以差速器壳体两倍转速空转（打滑），一轮以差速器壳体两倍转速空转（打滑），另一轮转速为零，转矩之差仅为差速器内摩擦阻另

7、一轮转速为零，转矩之差仅为差速器内摩擦阻力矩，直线行驶时行星轮无自转。力矩，直线行驶时行星轮无自转。 转弯或打滑时：以行星轮为隔离体，十字转弯或打滑时：以行星轮为隔离体，十字轴对行星轮的作用力为轴对行星轮的作用力为P，左右半轴对行星轮的，左右半轴对行星轮的反作用力为反作用力为P/2，转弯或打滑时路面产生的转，转弯或打滑时路面产生的转动力矩动力矩2Pr ，行星轮所受摩擦力矩为，行星轮所受摩擦力矩为MT。 MT=2Pr 而摩擦力矩而摩擦力矩MT很小，左右半轴所受扭矩基很小，左右半轴所受扭矩基本平均分配，为本平均分配，为P/2r；故当一侧车轮打滑时，；故当一侧车轮打滑时，另一侧车轮也只能分配到与打滑

8、车轮相等的、很另一侧车轮也只能分配到与打滑车轮相等的、很小的扭矩，以至于停止前进小的扭矩，以至于停止前进 差速不差扭差速不差扭。2022oTPMrMrPrP P= = ( () )- -( (+ + ） = = 补偿方式补偿方式： 双桥驱动双桥驱动 带差速锁带差速锁左接合器左接合器左接合器左接合器活塞活塞小锥齿轮小锥齿轮大锥齿轮大锥齿轮十字轴十字轴左半轴左半轴半轴齿轮半轴齿轮差速器壳体差速器壳体 3 防滑式差速器防滑式差速器 1气控气控差速锁（差速锁（P165图图2） 气缸气缸1进气进气活塞活塞10右移右移左接合器左接合器9与与 右接合器右接合器8接合接合半轴与差速器壳体一半轴与差速器壳体一起

9、旋转起旋转解除差速；解除差速； 解锁靠弹簧复位。解锁靠弹簧复位。 2限滑限滑差速器：差速器： 一侧阻力增大，一侧阻力增大，压迫小行星沿斜面外压迫小行星沿斜面外滑，使部分力矩经离滑，使部分力矩经离合器、半轴齿轮传递，合器、半轴齿轮传递，实现差力。实现差力。推压盘推压盘离合器离合器大大锥锥齿齿轮轮差速器壳体差速器壳体牙嵌式差速器牙嵌式差速器 3牙嵌式牙嵌式差速器：差速器： 工作原理工作原理 直线行驶时；弹簧直线行驶时；弹簧7、10使从动环使从动环6、11端端面平齿与十自轴面平齿与十自轴17传力齿啮合，分离环传力齿啮合，分离环8、9内侧内侧梯形齿与中心轮梯形齿与中心轮15梯形齿啮合，花键毂梯形齿啮合

10、，花键毂5、12内内外花键分别与左右半轴、从动环外花键分别与左右半轴、从动环6、11啮合。啮合。 动力传递路线：小锥齿轮轴动力传递路线：小锥齿轮轴1大锥齿轮大锥齿轮4十字轴十字轴17传力齿传力齿从动环从动环6、11端面平端面平齿齿花键毂花键毂5、12左右半轴。（等速差矩）左右半轴。（等速差矩） 转弯时：由于外侧转弯时：由于外侧5（左侧）车轮阻力小（左侧）车轮阻力小,转速快，分离环转速快，分离环8梯形齿沿中心轮梯形齿沿中心轮15梯形齿滑动，梯形齿滑动，推动从动轮推动从动轮6左移，克服弹簧左移，克服弹簧7压力，从动轮压力，从动轮6与与十字轴十字轴17传力齿分离，切断外侧（左侧）动力；传力齿分离，切

11、断外侧（左侧）动力；同时分同时分从动环从动环侧齿轮侧齿轮从动环齿从动环齿十字十字轴齿轴齿十字轴十字轴十字轴十字轴从动环从动环中心轮中心轮分离环分离环花键毂花键毂十字轴十字轴中心凸中心凸轮凹槽轮凹槽十字轴伸长齿十字轴伸长齿中心凸轮中心凸轮从动环从动环分离环上开口分离环上开口分离环分离环端面的凸齿端面的凸齿 离环离环8靠从动轮靠从动轮6摩擦力带动，直到分离环摩擦力带动，直到分离环8开口开口20靠在十字轴长齿靠在十字轴长齿19上，从而外侧（左侧）从动上，从而外侧（左侧）从动环环6、花键毂、花键毂5、半轴、左侧车轮自由转动，实现、半轴、左侧车轮自由转动，实现 自动差速差扭；自动差速差扭； 随着转弯结束

12、，当外侧（左侧）车轮转速降随着转弯结束，当外侧（左侧）车轮转速降低到接近于十字轴转速时，分离环低到接近于十字轴转速时，分离环8靠摩擦力、靠摩擦力、从动环从动环6靠弹簧力复位。靠弹簧力复位。 特点特点： 可自动差力差速；可自动差力差速； 结构复杂、材料、制造、热处理要求高；结构复杂、材料、制造、热处理要求高； 使用中易磨损、磨损后锁紧系数发生变化。使用中易磨损、磨损后锁紧系数发生变化。第二节第二节 铰接式装载机的驱动桥铰接式装载机的驱动桥 1半轴半轴一根两端带有花键的实心轴，一根两端带有花键的实心轴，将差速器的动力传给驱动轮。将差速器的动力传给驱动轮。 工程车辆采用工程车辆采用全浮式全浮式连接。

13、（连接。（P171图图96）全浮式支承：轮毂全浮式支承：轮毂11由两列外八字滚子轴承由两列外八字滚子轴承9支支承在桥壳上，半轴承在桥壳上，半轴4外端及太阳轮外端及太阳轮21完全浮于经完全浮于经向分布的行星轮向分布的行星轮20上。上。 特点特点： 半轴仅承受扭矩，其它力和弯矩由桥壳承半轴仅承受扭矩，其它力和弯矩由桥壳承受；受； 可承受较大扭矩，易于拆装；可承受较大扭矩，易于拆装； 半轴折断时，车轮不飞脱。半轴折断时，车轮不飞脱。 2桥壳：一根空心梁。桥壳：一根空心梁。 作用作用： 支承并保护主传动器、差速器、半轴；支承并保护主传动器、差速器、半轴； 两端对车轮进行轴向定位；两端对车轮进行轴向定位

14、；与悬架和与悬架和机架连接，支承整车大部分重量。机架连接，支承整车大部分重量。 要求：要求： 足够的强度、刚度；足够的强度、刚度； 重量轻；重量轻； 拆装、调整、维护方便；拆装、调整、维护方便； 制造工艺性制造工艺性好。好。 分类：铸造式、冲压式、扩张成型式。分类：铸造式、冲压式、扩张成型式。 差速器的调整：差速器的调整： 增减调整垫片增减调整垫片23调整小锥齿轮轴承隙调整小锥齿轮轴承隙 ；制动器总成制动器总成轮毂轮毂桥壳桥壳轮胎轮胎行星架行星架行星轮行星轮太阳轮太阳轮半轴半轴轮辋轮辋小螺旋小螺旋锥齿轮锥齿轮大螺旋大螺旋锥齿轮锥齿轮差速器壳体差速器壳体齿痕对中齿痕对中调整垫片调整垫片小锥齿轮轴

15、小锥齿轮轴承间隙调整承间隙调整止推螺栓止推螺栓跨置式支承跨置式支承锥齿啮合副锥齿啮合副间隙调整螺栓间隙调整螺栓十十字字轴轴半轴齿轮半轴齿轮行星轮行星轮 拧进或拧出左右调整螺母拧进或拧出左右调整螺母13，调整从动伞齿轮，调整从动伞齿轮22轴承间隙，使轴承间隙为轴承间隙，使轴承间隙为0.050.1mm； 主传动啮合齿痕是否对中靠垫片主传动啮合齿痕是否对中靠垫片4调整；调整； 对称等量调整螺母对称等量调整螺母13，使主传动轮齿啮合，使主传动轮齿啮合间隙为间隙为0.20.35mm； 调整止推螺柱调整止推螺柱8使大锥齿轮背部间隙为使大锥齿轮背部间隙为0.250.4mm。试转是否灵活无卡滞。试转是否灵活无

16、卡滞。 轮边减速器轮边减速器传动系中传动系中最后最后一级一级减速增扭减速增扭机构。机构。 铲土运输机械多采用行星齿轮减速。铲土运输机械多采用行星齿轮减速。 特点特点： 尺寸小、减速比大；尺寸小、减速比大； 可方便地布置在轮毂内；可方便地布置在轮毂内； 载荷量大，零件受力均匀。载荷量大，零件受力均匀。 布置方案：布置方案： 太阳轮主动、行星架从动，齿圈不动（传动太阳轮主动、行星架从动，齿圈不动（传动比高、效率高、常采用）；比高、效率高、常采用）； 轮边减速也可采用定轴轮系。轮边减速也可采用定轴轮系。 ZL50装载机驱动桥特点：装载机驱动桥特点： 半轴全浮式支承，行星轮边减速；半轴全浮式支承，行星

17、轮边减速； 主传动小锥齿轮跨置式支承，大锥齿轮可主传动小锥齿轮跨置式支承，大锥齿轮可拆，并带止推螺栓，普通行星差速器；拆，并带止推螺栓，普通行星差速器； 钳盘式轮边制动（蹄式制动）。钳盘式轮边制动（蹄式制动）。 ZL30装载机前驱动桥特点：装载机前驱动桥特点： 动力先经行星传动，再经主传动，故传动动力先经行星传动，再经主传动，故传动轴倾斜；轴倾斜； 装有牙嵌式差速锁；自锁时主动轴一方装有牙嵌式差速锁；自锁时主动轴一方面经十字轴输出动力，同时经牙嵌式离合器、从面经十字轴输出动力，同时经牙嵌式离合器、从动轴套输出动力；由于行星轮无自转，两前轮同动轴套输出动力；由于行星轮无自转，两前轮同速旋转。速旋转。 采用两级轮边行星减速（采用两级轮边行星减速（i=7.14)，可减小，可减小传动系尺寸，提高车辆通过能力。传动系尺寸，提高车辆通过能力。 采用半轴全浮式支承，钳盘式制动。采用半轴全浮式支承，钳盘式制动。行星架行星架锥齿轮锥齿轮主传动主传动小锥齿轮小锥齿轮主动轴主动轴主传动主传动大锥齿轮大锥齿轮行星轮行星轮从动轴套从动轴套右接合器右接合器差速锁活塞差速锁活塞半轴半轴太阳轮太阳轮行星架行星架轮毂轮毂双联行星轮双联行星轮活塞活塞齿