第四节 万向传动装置_驱动桥_60教材

1、1.1.使用条件使用条件: : a. a.动力输出和动力输入轴线不在同一直线上动力输出和动力输入轴线不在同一直线上; ; b. b.两轴之间的相对位置经常改变两轴之间的相对位置经常改变万向传动装置万向传动装置一、概述一、概述2 2、组成：、组成： 万向节万向节 传动轴传动轴 万向节万向节传动轴传动轴3.3.功用功用: : 连接不在同一直线上的动力转轴连接不在同一直线上的动力转轴.悬架悬架4 4、万向传动装置在汽车上的应用、万向传动装置在汽车上的应用转向驱动桥转向驱动桥非独立悬架非独立悬架转向驱动桥转向驱动桥独立悬架独立悬架1 1、万向节的分类：、万向节的分类：根据被万向节连接的两轴的速度差异根

2、据被万向节连接的两轴的速度差异二、万向节二、万向节a.a.不等角速万向节不等角速万向节 单十字轴式单十字轴式b.b.准等角速万向节准等角速万向节 双联式双联式, , 三销轴式三销轴式c.c.等角速万向节等角速万向节 球叉式，球笼式，三轴头式，环叉式球叉式，球笼式，三轴头式，环叉式2 2、十字轴式刚性万向节十字轴式刚性万向节 2-十字轴十字轴3、6-万向节叉万向节叉5-轴承外圈；轴承外圈；十字轴十字轴万向节装配图万向节装配图 当主动轴转动时，从动轴既可随之当主动轴转动时，从动轴既可随之转动转动，又可绕十字轴，又可绕十字轴中心在中心在任意方向摆动任意方向摆动。 十字轴式刚性万向节：因其十字轴式刚性

3、万向节：因其结构简单结构简单，传动可靠传动可靠，效率效率高高，且允许，且允许两传动轴之间有较大的夹角两传动轴之间有较大的夹角（15度度20度），度），广泛性用在各类汽车的传动系中。广泛性用在各类汽车的传动系中。十字轴润滑油道十字轴润滑油道注油嘴注油嘴cos/12cos2rVArVA1rVB2cos1rVBcos12cos/cos1123 3、十字轴式刚性万向节传动的十字轴式刚性万向节传动的不等速性不等速性及及等速条件等速条件3 3、十字轴式刚性万向节十字轴式刚性万向节 传动的传动的不等速性不等速性及及等速条件等速条件等速条件等速条件(双万向节双万向节)a.轴间夹角相等轴间夹角相等;b.传动轴两

4、端万向节叉应处于传动轴两端万向节叉应处于同一平面同一平面. 单万向节单万向节传动传动不等速性不等速性：主动轴与从动轴主动轴与从动轴平均角速平均角速度相等度相等，瞬时角速度不等瞬时角速度不等，从动轴相对于主动轴有规从动轴相对于主动轴有规律性的忽快忽慢。律性的忽快忽慢。不等速性的不良影响不等速性的不良影响：从：从动轴及其相连的传动件产动轴及其相连的传动件产生生扭转振动扭转振动，产生，产生交变载交变载荷荷，影响部件寿命，影响部件寿命近似满足近似满足双万向节传动存在的问题双万向节传动存在的问题：1、双万向节传动只能近似解决等速传动的问题。双万向节传动只能近似解决等速传动的问题。2、 双万向节传动轴向尺

5、寸大，在空间上受限制。双万向节传动轴向尺寸大，在空间上受限制。3、要求大角度传动时（、要求大角度传动时（30度度40度），例如在转度），例如在转向驱动桥中，难以适应。向驱动桥中，难以适应。为此开发了各种为此开发了各种准等速准等速和和等速等速万向节。万向节。4 4、准等速万向节：、准等速万向节：根据双万向节等速传动原理设计的。根据双万向节等速传动原理设计的。双联式万向节双联式万向节 1 1 2 25 5、等速、等速万向节万向节等速万向节的基本原理：等速万向节的基本原理： 当万向节主动轴与从动轴之间当万向节主动轴与从动轴之间传力点传力点一直处于主动轴一直处于主动轴轴线和从动轴轴线夹角平分线上（或者

6、说传力点轴线和从动轴轴线夹角平分线上（或者说传力点距这两轴线的距离相等）时，必然能实现等角速传动。距这两轴线的距离相等）时，必然能实现等角速传动。等速万向节形式：等速万向节形式：球叉式，球笼式，三轴头式，环叉式球叉式，球笼式，三轴头式，环叉式球笼式等速万向节球笼式等速万向节钢球钢球主动轴主动轴星形套（内滚道）星形套（内滚道）球笼（保持架）球笼（保持架）球形壳球形壳（外滚道）（外滚道）主动轴主动轴球形壳球形壳星形套星形套钢球钢球保持架保持架点击播放 球笼式万向节球笼式万向节在夹角在夹角47度时，仍可传递扭矩，且六个钢球度时，仍可传递扭矩，且六个钢球全部传力。承载能力强，结构紧凑，拆装方便。全部传

7、力。承载能力强，结构紧凑，拆装方便。红旗、捷达、红旗、捷达、桑塔纳和夏利轿车桑塔纳和夏利轿车的转向驱动桥均采用球笼式万向节。的转向驱动桥均采用球笼式万向节。三、三、传动轴传动轴1、结构：、结构： 空心、壁厚均匀的钢管。（空心、壁厚均匀的钢管。（1.53.0mm）2、安装：、安装： 满足动平衡要求。满足动平衡要求。驱动桥驱动桥驱动桥驱动桥 功用与组成1、功用：（1）降速增扭。）降速增扭。（2）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。（3）使左右驱动轮以不同转速旋转，实现转向、）使左右驱动轮以不同转速旋转，实现转向、不同路面行驶。不同路面行驶。2、组成：（1）桥壳

8、是主减速器、差速器等传动装置的安装基础。（2）主减速器降低转速、增加扭矩、改变扭矩的传递方向。（3）差速器使两侧车轮不等速旋转，适应转向和不同路面。（4）半轴将扭矩从差速器传给车轮。一、概述一、概述二、驱动桥的组成主减速器差速器半轴桥壳三、结构类型三、结构类型 1、整体式驱动桥：、整体式驱动桥： (非断开式非断开式) 驱动桥壳由中间的主减速器壳和两边与之刚性连接的半轴套管组成，通过悬架与车身或车架相连。两侧车轮安装在此刚性桥壳上，半轴与车轮不可能在横向平面内作相对运动。 2、断开式驱动桥：、断开式驱动桥： 结构特点：结构特点：n车轮和车架相对独立；n铰链连接；n主减速器 固定在车架上；前置后驱

9、驱动桥前置后驱驱动桥输入轴输入轴输出轴输出轴主减速器和差速器主减速器和差速器前置前驱驱动桥前置前驱驱动桥(发动发动机纵置机纵置)前置前驱驱动桥前置前驱驱动桥(发动发动机横置机横置)主减速器主减速器1、功用：、功用：（1）降速增扭；（2）改变转矩旋转方向90度；（3）满足汽车转弯及在不平路面上行驶时，左右驱动轮以不同的转速旋转。2、分类：、分类： 1）按传动齿轮副的数目分类 （1）单级主减速器 （2）双级主减速器 2）按主减速器传动比数分类 （1）单速式 （2）双速式单级主减速器（1）结构简单，体积小，结构简单，体积小，重量轻，传动效率高，重量轻，传动效率高，多应用于轿车及一般轻多应用于轿车及一

10、般轻中型货车；中型货车；（2）采用准双曲面齿轮传）采用准双曲面齿轮传动动(优点和需注意的问优点和需注意的问题题);（3）采用飞溅润滑）采用飞溅润滑;（4）缺点）缺点: 传动比小，不传动比小，不能适应需要大传动比的能适应需要大传动比的重型车辆。重型车辆。 主动齿轮主动齿轮从动齿轮从动齿轮桑塔纳轿车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主动锥齿轮支撑方式主动锥齿轮支撑方式 （1） 跨置式： 主动锥齿轮前后方均有轴承支承，支承刚度较大。适用于负荷较大的单级主减速器（2）悬臂式：）悬臂式

11、： 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。 为提高支为提高支承刚度，防止承刚度，防止负荷过大时从负荷过大时从动齿轮变形过动齿轮变形过大而破坏啮合，大而破坏啮合，采用支承螺柱。采用支承螺柱。从动锥齿轮支撑从动锥齿轮支撑润滑润滑 在主减速器壳内要加一定量的齿轮油。当从动锥齿轮转动时，把齿轮油甩溅到各齿轮和轴承上。 在主减速器壳后面设有加油口，应按加油口的高度加注齿轮油。 在主减速器壳体上装有通气塞，防止壳内气压过高而使齿轮油渗漏。 在更换齿轮油时，可通过设在主减速器壳下面的放油口将齿轮油放出 。 应注意的是，准双曲面齿轮在工作时，齿面间有较大的相对滑动，且齿面间

12、压力很大，齿面油膜易被破坏。为减少摩擦，提高效率，必须采用含防刮伤添加剂的双曲面齿轮油，绝不允许用普通齿轮油代替，否则将使齿面迅速擦伤和磨损，大大降低使用寿命。双级主减速器双级主减速器1、功用：、功用： 为了获得较大的减速比，为了获得较大的减速比，且保证汽车的最小离地且保证汽车的最小离地间隙足够大，以提高汽间隙足够大，以提高汽车通过性。车通过性。2、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双级主

13、减速器工作情况：双级主减速器双级主减速器主减速器主减速器贯通式主减速器 多轴驱动汽车的各驱动桥的布置有非贯通式和贯通式两种。 采用贯通式驱动桥可以减少分动器的动力输出轴数量，简化了结构 贯通式主减速器贯通式主减速器 前面（或后面）两驱动桥的传动轴是串联的，传动轴前面（或后面）两驱动桥的传动轴是串联的，传动轴从离分动器较近的驱动桥中穿过，通往另一驱动桥从离分动器较近的驱动桥中穿过，通往另一驱动桥。延安延安SX2150SX2150型汽车贯通式中驱动桥型汽车贯通式中驱动桥主动准双曲面齿轮主动准双曲面齿轮从动圆柱齿轮从动圆柱齿轮主动圆柱齿轮主动圆柱齿轮凸缘盘凸缘盘从动准双曲面齿轮从动准双曲面齿轮贯通轴

14、贯通轴三、差速器三、差速器 1、功用：、功用：（1）将主减速器传来的动力传给左、右两半轴。（2）并在必要时允许左、右半轴以不同的转速旋转，使左、右驱动车轮相对于地面纯滚动而不是滑动。 2、分类：、分类：1）按安装的位置分：（1）轮间差速器轴间差速器（2）普通差速器防滑差速器2）按差速器的功能分：（1）普通差速器（2）防滑差速器3）按两侧输出转矩是否相等分：（1）对称式（2）不对称式差速器差速器3、安装差速器的原因：、安装差速器的原因：n1）原因：转弯、路面不平会造成两轮滚动距离不同。n2）形式：n（1）轮间差速器n满足左右两轮实现不同转速n（2）轴间差速器n满足前后两轴实现不同转速2、汽车转向

15、时驱动轮运动示意图、汽车转向时驱动轮运动示意图外侧车轮移过的外侧车轮移过的距离大距离大 内侧车轮移过的内侧车轮移过的距离小距离小 若若两侧车轮都固定在同一刚性轴两侧车轮都固定在同一刚性轴上，两轮上，两轮角速度相等，则外轮必然是边滚动边滑移，内角速度相等，则外轮必然是边滚动边滑移，内轮必然是边滚动边滑转。轮必然是边滚动边滑转。 滑动产生的不良后果：滑动产生的不良后果： 若各车轮角速度相等，则必然若各车轮角速度相等，则必然存在滑动存在滑动，造成，造成轮胎磨轮胎磨损加剧损加剧，增加汽车动力消耗增加汽车动力消耗，导致转向和制动性能的恶化导致转向和制动性能的恶化。 左右车轮行驶距离左右车轮行驶距离不等的

16、不等的影响因素影响因素： a.汽车转弯汽车转弯 b.道路不平道路不平 c.轮胎压力不等轮胎压力不等 等因素等因素 一、普通差速器一、普通差速器行星锥齿轮差速器行星锥齿轮差速器差速器动力传递差速器动力传递 1）行星齿轮转动：（1）公转（2）自转差速器的结构差速器的结构主减速器从动齿轮主减速器从动齿轮行星齿轮轴行星齿轮轴差速器壳差速器壳半轴半轴半轴半轴半轴齿轮半轴齿轮行星齿轮行星齿轮动力传递线路动力传递线路4、差速器工作原理、差速器工作原理：怎样保证内外侧车轮以不同转速运动？怎样保证内外侧车轮以不同转速运动？ 汽车直行时：汽车直行时：行星齿轮公转行星齿轮公转; 半轴齿轮转速相同半轴齿轮转速相同汽车

17、转弯时：汽车转弯时：行星齿轮公转行星齿轮公转+自转。自转。自转导致一侧半轴转速快，自转导致一侧半轴转速快，一侧转速慢。一侧转速慢。行星齿轮行星齿轮半轴齿轮半轴齿轮半轴轴线半轴轴线(公转公转轴线轴线) 行星齿轮轴轴行星齿轮轴轴线（自传轴线）线（自传轴线）当汽车直线行驶时 路面阻力反映到差速机构上，使得行星齿轮与半轴齿轮啮合点A、B受力相等（PA=PB)，由于行星齿轮相当于一个等臂的杠杆，则nMA=PArnMB=PBrnMA=MB (大小相等，方向相反）n所以，行星齿轮没有自转，n只有公转，差速器不起差速n作用 。啮合点A啮合点B直线行驶时的差速器直线行驶时的差速器当汽车右转弯行驶时：n路面阻力反

18、映到差速机构上，使得行星齿n轮与半轴齿轮啮合点A、B受力不相等n如图汽车右转弯，（PAPB)，n由于行星齿轮相当于一个等臂的杠杆，则nMA=PAr ，MB=PBrnMAMB 在MB-MA的作用下，行星齿轮发生自转，同时也有公转，差速器起差速作用 。PP路面对车轮的附路面对车轮的附加力加力P使行星齿使行星齿轮受力不平衡，轮受力不平衡，产生自转力矩。产生自转力矩。转弯行驶时的差速器转弯行驶时的差速器（ 1 ）差速器的运动特性n 差速器不起作用时，两半轴转速均等于差速器壳的转速。即 n l n 2 n o n差速器起作用时，一侧半轴增加的转速等于另一侧半轴减小的速度， n l = n 2 。 n 左

19、、右两半轴转速之和永远等于差速器壳转速的两倍。即 n l n 2 2 n 0 n由这一特性可知，当任何一侧半轴齿轮的转速为零时，另一侧半轴齿轮的转速为差速器壳转速的两倍；当差速器壳转速为零时，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可以相同的转速反向转动。 （ 2 ）差速器的扭矩特性n无论差速器差速与否，行星锥齿轮差速器都具有转矩等量分配的特性。 如果汽车的一个车轮陷在泥中，汽如果汽车的一个车轮陷在泥中，汽车能不能依靠另一侧在好路上的车轮从车能不能依靠另一侧在好路上的车轮从泥中出来？泥中出来？思考题思考题对称式圆锥齿轮差速器的对称式圆锥齿轮差速器的运动特性运动特性及及转矩分配特性

20、转矩分配特性N1, M1N2, M2N0, M0M1 = M2 =1/2 M0N1 + N2 = 2 N0讨论：讨论：1、若、若 N1=0，则，则N2=2N0；2、若若N0=0， 则则N1=-N2，反，反向转动向转动3、若若M1 =0，则，则M2 =0；轮间差速器轮间差速器轴间差速器轴间差速器四轮驱动转弯时：四轮驱动转弯时：四个车轮的行驶距离都不一样四个车轮的行驶距离都不一样轮间差速器轮间差速器5、防滑差速器、防滑差速器对称式齿轮差速器对称式齿轮差速器平均分配扭矩平均分配扭矩有什么缺点？有什么缺点？ 防滑差速器防滑差速器可以克服对称锥齿轮式差速器的弊端：可以克服对称锥齿轮式差速器的弊端： 它可以在它可以在一侧驱动轮打滑空转一侧驱动轮打滑空转的同时，将大部的同时，将大部分或全部分或全部转矩传给不打滑的驱动轮转矩传给不打滑的驱动轮，以利用这一驱动，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。轮的附着力产生较大的驱动力矩使汽车行驶。 1 1）强制锁住式差速器）强制锁住式差速器 在路况不好时，通过使用差速锁，使两