汽车构造第十八章

1、第十八章第十八章 驱动桥驱动桥 第一节第一节 概述概述1 1、功用：、功用： . . 将万向传动装置输入的动力降速增扭。将万向传动装置输入的动力降速增扭。 . . 改变传动方向，然后分配给左右驱动轮。改变传动方向，然后分配给左右驱动轮。 . . 使左右驱动轮以不同转速旋转，实现转向和适使左右驱动轮以不同转速旋转，实现转向和适应在不平路面行驶。应在不平路面行驶。2 2、组成：、组成：桥壳桥壳是主减速器、差速器等传动装置的安装基础。是主减速器、差速器等传动装置的安装基础。主减速器主减速器降低转速、增加扭矩、改变扭矩的传递方向。降低转速、增加扭矩、改变扭矩的传递方向。差速器差速器使两侧车轮不等速旋转

2、，适应转向和不平路面。使两侧车轮不等速旋转，适应转向和不平路面。半轴半轴将扭矩从差速器传给车轮。将扭矩从差速器传给车轮。3 3、结构类型、结构类型1 1）整体式驱动桥：）整体式驱动桥：( (非断开式非断开式) )两侧的驱动轮与半轴不能相对运动两侧的驱动轮与半轴不能相对运动 2 2）断开式驱动桥）断开式驱动桥：结构特点：结构特点：n车轮和车架相对车轮和车架相对独立独立n采用铰链连接采用铰链连接n主减速器固定在主减速器固定在车架上车架上第二节第二节 主减速器主减速器功用：功用： 将输入的转矩增大并相应降低转速，以及当发将输入的转矩增大并相应降低转速，以及当发动机纵置时还具有改变转矩旋转方向的作用。

3、动机纵置时还具有改变转矩旋转方向的作用。分类：分类：1.1.按照传动齿轮副的数目分类：按照传动齿轮副的数目分类： 单级主减速器单级主减速器 双级主减速器：两对齿轮副和单级双级主减速器：两对齿轮副和单级+ +轮边轮边 2.2.按主减速器传动比档数分类：按主减速器传动比档数分类： 单速式和双速式单速式和双速式3.3.按主减速器传动副结构分类：按主减速器传动副结构分类： 直齿圆锥齿、螺旋齿和准双曲面齿直齿圆锥齿、螺旋齿和准双曲面齿 一、单级主减速器一、单级主减速器1、构造：构造：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

4、的主减速器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半轴齿轮半轴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2.2.一般用于轿车、轻、中型货车一般用于轿车、轻、中型货车 优优: :结构简单，体积小，重量轻，传动效率高。结构简单，体积小，重量轻，传动效率高。3.3.采取何措施使传动副处于正确的相对位置采取何措施使传动副处于正确的相对位置 提高传动副的支承刚度提高传动副的支承刚度 能进行啮合位置调整能进行啮合位置调整4.4.圆锥滚子轴承预紧度调整须在齿轮啮合调整之前进行。（圆锥滚子轴承预紧度调整须在齿轮啮合调整之前进行。（圆锥滚圆锥滚子轴承预紧度调整目

5、的子轴承预紧度调整目的P118）5.5.锥齿轮啮合的调整主要指：锥齿轮啮合的调整主要指： 齿面啮合印迹调整齿面啮合印迹调整( (正确啮合印迹应位于齿高中间偏小端正确啮合印迹应位于齿高中间偏小端, ,并占并占齿面宽齿面宽60%60%以上以上) ) 齿侧间隙的调整齿侧间隙的调整6.6.调整啮合间隙时调整啮合间隙时, ,通过调整螺母通过调整螺母2 2以改变从动锥齿位置以改变从动锥齿位置, ,其间如何其间如何保持已调好的差速器圆锥滚子轴承预紧度。保持已调好的差速器圆锥滚子轴承预紧度。 ( (左端螺母拧入圈数应等于右端螺母拧出的圈数左端螺母拧入圈数应等于右端螺母拧出的圈数) )7.7.螺旋锥齿螺旋锥齿,

6、 ,直齿锥齿和准双曲面齿比较直齿锥齿和准双曲面齿比较 螺旋锥齿不产生根切的最小齿数比直齿小螺旋锥齿不产生根切的最小齿数比直齿小, ,所以相同传动所以相同传动比下比下, ,采用螺旋锥齿结构紧凑采用螺旋锥齿结构紧凑, ,且其运转平稳且其运转平稳, ,噪声小。噪声小。 准双曲面齿工作平稳性更好准双曲面齿工作平稳性更好, ,轮齿的弯曲、接触强度较高轮齿的弯曲、接触强度较高, ,而且具有主动齿轴线可相对从动齿轴线偏移的特点。而且具有主动齿轴线可相对从动齿轴线偏移的特点。 主动锥齿轮的支承型式主动锥齿轮的支承型式跨置式：跨置式：主动锥齿轮前主动锥齿轮前后方均有轴承支后方均有轴承支承，支承刚度较承，支承刚度

7、较大。适用于负荷大。适用于负荷较大的单级主减较大的单级主减速器速器主动锥齿轮的支承型式主动锥齿轮的支承型式悬臂式：悬臂式：主动锥齿轮只主动锥齿轮只在前方有支承，在前方有支承，后方没有，支承后方没有，支承刚度较差。适用刚度较差。适用于负荷较小的轻于负荷较小的轻型车。型车。从动锥齿轮的从动锥齿轮的支承型式支承型式 为提高支承为提高支承刚度，防止负刚度，防止负荷过大时从动荷过大时从动齿轮变形过大齿轮变形过大而破坏啮合，而破坏啮合，采用支承螺柱。采用支承螺柱。支撑螺栓准双曲面齿轮准双曲面齿轮特点：特点：主、从动锥齿轮轴线不相交，主动锥齿轮主、从动锥齿轮轴线不相交，主动锥齿轮轴线低于或高于从动锥齿轮轴线

8、。轴线低于或高于从动锥齿轮轴线。优点：优点：同时啮合齿数多，传动平稳，强度大。同时啮合齿数多，传动平稳，强度大。缺点：缺点：啮合齿面的相对滑动速度大，啮合齿面的相对滑动速度大， 齿面压力齿面压力大，齿面油膜易被破坏。应采用专用含防大，齿面油膜易被破坏。应采用专用含防刮伤添加剂的双曲面齿轮油。刮伤添加剂的双曲面齿轮油。二、双级主减速器二、双级主减速器功用：功用： 为了获得较大的减速为了获得较大的减速比，且保证汽车的最小比，且保证汽车的最小离地间隙足够大，以提离地间隙足够大，以提高汽车通过性。高汽车通过性。传动方式：传动方式：第一级：锥齿轮传动第一级：锥齿轮传动第二级：圆柱斜齿轮传动第二级：圆柱斜

9、齿轮传动从动锥齿轮从动锥齿轮主动锥齿轮轴主动锥齿轮轴主动锥齿轮主动锥齿轮半轴半轴中间轴中间轴第二级主动齿轮第二级主动齿轮第二级从动齿轮第二级从动齿轮三、贯通式主减速器三、贯通式主减速器贯通式驱动桥即传动轴从驱动桥中穿过贯通式驱动桥即传动轴从驱动桥中穿过 常用于多轴越野车常用于多轴越野车, ,可使结构简化可使结构简化, ,部件通用性好，部件通用性好，以形成系列。以形成系列。 四、双速主减速器（四、双速主减速器（P130图图18-18）目的：为提高汽车的动力性和经济性目的：为提高汽车的动力性和经济性 高档高档:中心轮中心轮+行星支架接合（主传动比为从动锥齿数行星支架接合（主传动比为从动锥齿数与主动

10、锥齿数之比与主动锥齿数之比i01） 低档低档:中心轮中心轮+桥壳接合固定（行星齿轮传动比桥壳接合固定（行星齿轮传动比i02=1+Z中心齿轮中心齿轮/Z齿圈齿圈8，主传动比为圆锥齿传动比与行星齿传动主传动比为圆锥齿传动比与行星齿传动比乘积比乘积，即为即为i0= i01 X i02）五、轮边减速器五、轮边减速器 用于重型货车用于重型货车、越野车和大型客车越野车和大型客车 目的：获得更大的传动比和离地间隙，将第二级减速目的：获得更大的传动比和离地间隙，将第二级减速齿轮机构制成两套相同的，安装在靠近两侧驱动轮位置。齿轮机构制成两套相同的，安装在靠近两侧驱动轮位置。 优：减小主减速尺寸优：减小主减速尺寸

11、，保证足够离地间隙，可得到较保证足够离地间隙，可得到较大大i0，且可减少半轴所承受扭矩且可减少半轴所承受扭矩，从而减小半轴与差速从而减小半轴与差速器尺寸。器尺寸。 缺：结构复杂，制造成本高。缺：结构复杂，制造成本高。轮边减速器轮边减速器1.结构：结构：2.传动比：传动比：i=（外齿圈齿（外齿圈齿数数/半轴齿轮半轴齿轮齿数）齿数）+1半轴管套半轴管套半轴（主动）半轴（主动）圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承行星架行星架外齿圈外齿圈(固定固定)行星齿轮行星齿轮中心齿轮（半轴齿轮）中心齿轮（半轴齿轮）第三节第三节 差速器差速器功用：功用：1、使左右车轮可以以不同的车速进行纯滚、使左右车轮可以以不同的车速进行纯

12、滚动或直线行驶。保证驱动轮在各工况下的动力传动或直线行驶。保证驱动轮在各工况下的动力传递，避免轮胎与地面间打滑。递，避免轮胎与地面间打滑。 2、将主减速器传来的扭矩平均分给两半轴，、将主减速器传来的扭矩平均分给两半轴，使两侧车轮的驱动力相等。使两侧车轮的驱动力相等。分类：分类：1、轮间差速器、轴间差速器、轮间差速器、轴间差速器2、普通差速器、普通差速器 、防滑差速器、防滑差速器 滚动滚动车轮与地面车轮与地面 滑动滑动 滑移滑移 滑转滑转 V 车轮中心速度车轮中心速度 若若V=WRr 滚动滚动 W 车轮旋转角速度车轮旋转角速度 W0,V=0 滑转滑转 Rr 车轮滚动半径车轮滚动半径 W=0,V0

13、 滑移滑移一、原因（前提：各轮一、原因（前提：各轮W相等）相等） 1. 转弯情况转弯情况 S外外(滚动滚动+滑移滑移)S内内(滚动滚动+滑转滑转) 2. 不平路面直线行驶不平路面直线行驶 S侧侧(波形显著波形显著) S另一侧另一侧(滚动滚动+滑转滑转) 3. 制造误差及磨损、使用条件制造误差及磨损、使用条件 滚动半径不一样滚动半径不一样 r左左r右右 wr1wr2 S左左S右右 差速器差速器 轮间差速器：保证两侧驱动轮以不同轮间差速器：保证两侧驱动轮以不同w旋转旋转 轴间差速器：保证各驱动桥有可能具有不同的输入轴间差速器：保证各驱动桥有可能具有不同的输入w 一般差速传动机构皆采用行星齿轮机构：

14、一般差速传动机构皆采用行星齿轮机构： （好处：机构内部摩擦小，使差速器通过两半轴输出转矩之比（好处：机构内部摩擦小，使差速器通过两半轴输出转矩之比基本为定值）基本为定值）二、齿轮式差速器二、齿轮式差速器 对称式（等转矩式）对称式（等转矩式） 用于轮间或以平衡悬架联系的中后驱动用于轮间或以平衡悬架联系的中后驱动桥轴间桥轴间 不对称式（不等转矩式）不对称式（不等转矩式） 用于前后或前与中后驱动桥轴间用于前后或前与中后驱动桥轴间1.结构结构 动力传递路线：动力传递路线：主减速器从动齿轮主减速器从动齿轮 差速器壳差速器壳 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 车轮车轮 两侧车轮转

15、速相同：两侧车轮转速相同： 行星齿轮公转行星齿轮公转 两侧车轮转速不相同：两侧车轮转速不相同： 行星齿轮公转行星齿轮公转+自转自转2 2、差速器工作原理、差速器工作原理直线行驶时：直线行驶时： n1=n2=n6如图：如图：A、B点是两点是两边半轴齿轮与行星边半轴齿轮与行星轮的啮合点。轮的啮合点。r为公为公转半径。转半径。 n1+ n2 =2n6A、运动特性：、运动特性：左左:(A) W1 r (B) W2 r W1 = W2 = W0 两半轴角速度等两半轴角速度等于差速器壳（即于差速器壳（即主减速器从动齿主减速器从动齿轮）的角速度轮）的角速度 右右:(A) W1 r = W0r + W4 r4

16、 (B) W2 r = W0r W4 r4W1 r + W2 r = W0r + W4 r4 + W0rW4 r4W1 + W2 = 2 W0 n1+n2=2n0 对称式锥齿轮差速器运动特性方程对称式锥齿轮差速器运动特性方程转弯时转弯时路面对车轮的附加力路面对车轮的附加力P使行星齿轮受力不平衡，使行星齿轮受力不平衡，产生自转力矩。产生自转力矩。PP转弯行驶时：转弯行驶时：n1 = n0+ n n2 = n0 - n n1+ n2 = 2n0n根据差速器的转速特性根据差速器的转速特性1. 当车轮的一侧转速为零时，则另一侧车轮的转速是当车轮的一侧转速为零时，则另一侧车轮的转速是多少。多少。 2.

17、当差速器壳体的转速为零时，两车轮如果运动应是当差速器壳体的转速为零时，两车轮如果运动应是怎样的状态。怎样的状态。结论结论： 当任一侧半轴齿轮转速为当任一侧半轴齿轮转速为0时，另一侧转速为差时，另一侧转速为差速器壳速器壳2倍倍 当差速器壳不转时，一侧半轴齿轮转动，则另当差速器壳不转时，一侧半轴齿轮转动，则另一侧以相同转速反转。一侧以相同转速反转。B 扭矩特性扭矩特性直线行驶时，行星直线行驶时，行星齿轮没有自转，转齿轮没有自转，转矩平均分配给左、矩平均分配给左、右半轴。右半轴。右转弯时，行星齿轮自转，产生摩擦转右转弯时，行星齿轮自转，产生摩擦转矩矩M4，使转速快的半轴，使转速快的半轴1的转矩减小，

18、使的转矩减小，使转速慢的半轴转速慢的半轴2的转矩增大，但由于的转矩增大，但由于M4，很小，半轴很小，半轴1、2的转矩几乎不变，仍为的转矩几乎不变，仍为平均分配。平均分配。 M1= M2 = 0.5 M0扭矩分配产生的问题扭矩分配产生的问题 若一驱动轮陷入泥中若一驱动轮陷入泥中, ,因附着力小因附着力小, ,路面只对路面只对其有很小的反作用转矩其有很小的反作用转矩, ,因此因此, ,泥中轮滑转且分泥中轮滑转且分配转矩小配转矩小, ,对称式差速对称式差速器平均分配转矩特点器平均分配转矩特点, ,另一侧轮上转矩与其相另一侧轮上转矩与其相等等, ,使车无法前进。使车无法前进。三、防滑差速器三、防滑差速器1、强制锁止式差速器、强制锁止式差速器在路况不好时，通过使用差速锁，使两根半轴通过在路况不好时，通过使用差速锁，使两根半轴通过摩擦等作用与摩擦等作用与差速器外壳连差速器外壳连成一体，防止成一体，防止一侧车轮打滑一侧车轮打滑使另一侧车轮使另一侧车轮不能驱动。不能驱动。2、高摩擦自锁、高摩擦自锁式差速器式差