新编第7章汽车知识课件

1、第七章 驱 动 桥 第一节 概述第二节 主减速器第三节 差速器第四节 半轴和桥壳第五节 驱动桥的检修第六节 驱动桥的故障诊断 第一节 概 述 图7-1-1 驱动桥的组成 一、驱动桥的组成 二、驱动桥的功用驱动桥的功用是将由万向传动装置传来的发动机转矩传给驱动车轮，并经降速增矩，改变动力传动方向，使汽车行驶，而且允许左、右驱动车轮以不同的转速旋转。具体来说，主减速器的功用为降速增矩，改变动力传动方向；差速器的功用是允许左、右驱动车轮以不同的转速旋转；半轴的功用是将动力由差速器传给驱动车轮。需要说明的是，如果汽车采用前横置发动机、前轮驱动的布置形式，则主减速器并不需要改变动力的传动方向。三、驱动桥

2、的分类1整体式驱动桥整体式驱动桥如图7-1-1所示，与非独立悬架配用。其驱动桥壳为一刚性的整体，所以称为整体式驱动桥。驱动桥两端通过悬架与车架或车身连接，左、右半轴始终在一条直线上，即左、右驱动轮不能相互独立地跳动。当某一侧车轮通过地面的凸出物或凹坑升高或下降时，整个驱动桥及车身都要随之发生倾斜，车身波动大。 2断开式驱动桥断开式驱动桥如图7-1-2所示，与独立悬架配用。其主减速器固定在车架或车身上，驱动桥壳分段制成并用铰链连接，所以称为断开式驱动桥。半轴也分段并用万向节连接。驱动桥两端分别用悬架与车架或车身连接。这样，两侧驱动车轮及桥壳可以彼此独立地相对于车架或车身上下跳动，提高了汽车的平顺

3、性和通过性。 图7-1-2 断开式驱动桥 第二节 主 减 速 器 一、概述1主减速器的功用主减速器的功用为：(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。 2主减速器的类型(1) 按参加减速传动的齿轮副数目，主减速器可分为单级主减速器和双级主减速器。有些重型汽车又将双级主减速器的第二级圆柱齿轮传动设置在两侧驱动车轮附近，称为轮边减速器。(2) 按主减速器传动比的个数，主减速器可分为单速主减速器和双速主减速器。单速主减速器的传动比是固定的，而双速主减速器则有两个传动比。 (3) 按齿轮副

4、结构形式，主减速器可分为圆柱齿轮主减速器和圆锥齿轮主减速器。圆柱齿轮主减速器又可分为定轴轮系和行星轮系主减速器。圆锥齿轮主减速器又可分为螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮主减速器。目前，在轿车中主要应用单级、准双曲面齿轮主减速器。 二、单级主减速器1. 东风EQ1090单级主减速器1) 结构图7-2-1所示为东风EQ1090型汽车单级主减速器。它由主动锥齿轮、从动锥齿轮、轴承、主减速器壳等组成。主动锥齿轮的齿数为6，从动锥齿轮的齿数为38，该主减速器的传动比i为6.33。 图7-2-1 东风EQ1090型汽车单级主减速器 主、从动锥齿轮采用准双曲面齿轮。主动锥齿轮与主动轴制成一体。为了保证主动锥齿轮有足

5、够的支承刚度，改善啮合条件，其前端支承在两个距离较近的圆锥滚子轴承13和17上，后端支承在圆柱滚子轴承19上，形成跨置式支承。圆锥滚子轴承13和17的外座圈支承在轴承座15上，内座圈之间有隔套和调整垫片14。轴承座依靠凸缘定位，用螺栓固装在主减速器壳体的前端，两者之间有调整垫片9。从动锥齿轮靠凸缘定位，用螺栓紧固在差速器壳上，而差速器壳则用两个圆锥滚子轴承3支承在主减速器壳体中，并用轴承调整螺母2进行轴向定位。在从动锥齿轮啮合处背面的主减速器壳体上，装有支承螺柱，用以限制大负荷下从动锥齿轮过度变形而影响正常啮合。装配时，应在支承螺柱与从动锥齿轮背面之间预留一定间隙(0.30.5mm)，转动支承

6、螺柱可以调整此间隙。 由于准双曲面齿轮的主、从动齿轮轴线不相交，使主动锥齿轮轴线可以低于从动锥齿轮轴线，从而可以降低汽车重心。此外，准双曲面齿轮的啮合系数大，传动平稳，噪声小，承载能力大，所以准双曲面齿轮在汽车上应用越来越多。但由于准双曲面齿轮啮合时相对滑动速度大，接触压力大，摩擦面的油膜容易被破坏，因此必须使用专门的准双曲面齿轮油。 2) 调整为了保证主减速器正常工作，主减速器拆检、装配后要进行调整，包括轴承预紧度的调整和锥齿轮啮合的调整。(1) 轴承预紧度的调整。圆锥滚子轴承一般都是成对使用的，装配时应使其具有一定的预紧度，以减小锥齿轮在传动过程中因轴向力而引起的轴向位移，提高轴的支承刚度

7、，保证锥齿轮副的正确啮合。但轴承预紧度又不能过大，否则摩擦和磨损增大，传动效率低。为此，减速器还设有轴承预紧度的调整装置。 轴承预紧度调整之前应先检查。一般采用经验法，即用手转动主动(或从动)锥齿轮应转动自如，轴向推动无间隙。也可以按规定力矩紧固叉形凸缘固定螺母，然后用弹簧秤测量使叉形凸缘转动的力矩。如果力矩大于标准值，说明轴承过紧；如果力矩小于标准值，则说明轴承过松。主动锥齿轮轴承预紧度由调整垫片14来调整。增加垫片的厚度，轴承预紧度减小；反之，轴承预紧度增加。 从动锥齿轮(差速器壳)轴承预紧度则是通过拧动两侧的轴承调整螺母2来调整的。拧入调整螺母，轴承预紧度增加；反之，轴承预紧度减小。 (

8、2) 锥齿轮啮合的调整。为了使齿轮传动工作正常，磨损均匀，延长其使用寿命，必须保证齿轮副正确啮合。为此，需要对锥齿轮的啮合进行调整。锥齿轮啮合的调整是指齿面啮合印痕和齿侧啮合间隙的调整。 齿面啮合印痕的调整。先检查齿面啮合印痕，方法为：在主动锥齿轮上相隔120的三处用红丹油在齿的正反面各涂23个齿，再用手对从动锥齿轮稍施加阻力并正、反向各转动主动齿轮数圈。观察从动锥齿轮上的啮合印痕。正确的啮合印痕如图7-2-2所示，应位于齿高的中间偏小端，并占齿宽的60%以上。 图7-2-2 正确的啮合印痕 齿侧啮合间隙的调整。为调整啮合印痕而移动主动锥齿轮后，主、从动锥齿轮的啮合间隙要发生变化。啮合间隙的检

9、查方法为：将百分表抵在从动锥齿轮正面的大端处，用手把住主动锥齿轮，然后轻轻往复摆转从动锥齿轮即可显示间隙值。中、重型汽车的间隙值应为0.150.50mm，轻型车应为0.100.18mm，使用极限为1.00mm。如果啮合间隙不符合要求，则需要进行调整，方法是移动从动锥齿轮，当从动锥齿轮远离主动锥齿轮时，间隙变大，反之则变小。移动从动锥齿轮的方法是将一侧的轴承调整螺母2旋入几圈，另一侧就旋出几圈。 2. 上海桑塔纳2000轿车单级主减速器桑塔纳2000轿车单级主减速器的结构如图7-2-3所示。由于发动机纵向前置前轮驱动，整个传动系都集中布置在汽车前部，因此其主减速器装于变速器壳体内，没有专门的主减

10、速器壳体。由于省去了变速器到主减速器之间的万向传动装置，所以变速器输出轴即为主减速器主动轴。 图7-2-3 桑塔纳2000轿车单级主减速器的结构 三、双级主减速器有些汽车需要较大的主减速器传动比，如果采用单级主减速器会由于从动锥齿轮过大而使驱动桥离地间隙过小，这就需要采用由两对齿轮降速的双级主减速器。图7-2-4所示为解放CA1091汽车的双级主减速器。 图7-2-4 解放CA1091汽车的双级主减速器 1结构第一级传动结构包括第一级主动锥齿轮和第一级从动锥齿轮，这是一对螺旋锥齿轮，而不是桑塔纳2000和东风EQ1090汽车的主减速器所采用的准双曲面齿轮，其传动比为25/131.923；第二级

11、传动结构包括第二级主动齿轮和第二级从动齿轮，这是一对斜齿圆柱齿轮，其传动比为45/153。 第一级主动锥齿轮和第一级主动齿轮轴制成一体，用两个圆锥滚子轴承(相距较远)支承在轴承座的座孔中，因主动锥齿轮悬伸在两轴承之后，故称为悬臂式支承。第一级从动锥齿轮用铆钉铆接在中间轴的凸缘上。第二级主动齿轮与中间轴制成一体，用两个圆锥滚子轴承支承在两端轴承盖的座孔中，轴承盖用螺栓与主减速器壳固定连接。第二级从动齿轮夹在左、右两半差速器壳之间，并用螺栓将它们紧固在一起，其支承形式与东风EQ1090型汽车主减速器中差速器壳的支承形式相同。 2调整1) 轴承预紧度的调整主动锥齿轮轴承预紧度可通过增减调整垫片8的厚

12、度来调整，加垫片则变松，减垫片则变紧。中间轴轴承的预紧度通过改变调整垫片6和调整垫片13的总厚度来调整，加垫片则变松，减垫片则变紧。差速器壳轴承预紧度靠拧动调整螺母3来调整，旋入调整螺母则变紧，旋出则变松。轴承预紧度的检查方法同上面所讲的东风EQ1090汽车。 2) 锥齿轮啮合的调整由于采用螺旋锥齿轮，所以锥齿轮啮合的调整方法与采用准双曲面齿轮的桑塔纳2000和EQ1090汽车的主减速器不同。啮合印痕和啮合间隙是同时进行调整的。先检查啮合印痕，方法同上面所讲的东风EQ1090汽车。然后按照下述原则进行调整：大进从、小出从、顶进主、根出主，如图7-2-5所示。啮合印痕合适后若间隙不符，则通过轴向

13、移动另一锥齿轮进行调整。 图7-2-5 螺旋锥齿轮啮合的调整 第三节 差 速 器 一、差速器概述1功用差速器的功用是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。汽车行驶过程中，车轮相对路面有两种运动状态：滚动和滑动。滑动又有滑转和滑移两种情况。设车轮中心相对路面的速度为v，车轮旋转角速度为，车轮滚动半径为r。如果vr，则车轮对路面的运动为滚动，这是最理想的运动状态；如果0，但v0，则车轮的运动为滑转；如果v0，但0，则车轮的运动为滑移。当汽车转弯行驶时，内、外两侧车轮中心在同一时间内移过的曲线距离显然不同，外侧车轮移过

14、的距离大于内侧车轮，如图7-3-1所示。若两侧车轮都固定在同一刚性转轴上，两轮角速度相等，则此时外轮必然是边滚动边滑移，内轮必然是边滚动边滑转。 图7-3-1 汽车转向时驱动车轮的运动示意图 2类型差速器按其功能可分为轮间差速器和轴间差速器。装在同一驱动桥两侧驱动轮之间的差速器称为轮间差速器；在多轴驱动汽车的驱动桥之间装设的差速器称为轴间差速器。无论是轴间差速器还是轮间差速器，按其工作特性都可分为普通齿轮差速器和防滑差速器两大类。防滑差速器常见的有强制锁止差速器、高摩擦自锁差速器和托森差速器。 二、普通齿轮差速器 图7-3-2 桑塔纳2000轿车差速器 1结构锥齿轮差速器由差速器壳、行星齿轮轴

15、、2个行星齿轮、2个半轴齿轮、复合式推力垫片等组成。行星齿轮轴装入差速器壳体后用止动销定位。行星齿轮和半轴齿轮的背面制成球面，与复合式推力垫片相配合，以减摩、耐磨。螺纹套用于紧固半轴齿轮。差速器通过一对圆锥滚子轴承支承在变速器壳体中，差速器壳体上通过螺栓装有主减速器从动锥齿轮。 2工作原理差速器的工作原理如图7-3-3和图7-3-4所示。主减速器传来的动力带动差速器壳(转速为n0)转动，经过行星齿轮轴、行星齿轮、半轴齿轮、半轴(转速分别为n1和n2)，最后传给两侧驱动车轮。 图7-3-3 差速器运动原理 图7-3-4 差速器转矩分配原理 1) 汽车直线行驶时此时两侧驱动车轮所受到的地面阻力相同

16、，并经半轴、半轴齿轮反作用于行星齿轮两啮合点A和B(见图7-3-3)。这时行星齿轮相当于等臂杠杆，即行星齿轮不自转，只随差速器壳和行星齿轮轴一起公转，两半轴无转速差，即n1n2n0，n1n22n0。同样，由于行星齿轮相当于等臂杠杆，主减速器传动差速器壳体上的转矩M0等分给两半轴齿轮(半轴)，即M1M2M0/2。 2) 汽车转向行驶时此时两侧驱动车轮所受到的地面阻力不同。如果车辆右转，右侧(内侧)驱动车轮所受的阻力大，左侧(外侧)驱动车轮所受的阻力小。这两个阻力经半轴、半轴齿轮反作用于行星齿轮两啮合点A和B(见图7-3-3)，使行星齿轮除了随差速器壳公转外还顺时针自转。设自转转速为n4，则左半轴

17、齿轮的转速增加，右半轴齿轮的转速降低，且左半轴齿轮增加的转速等于右半轴齿轮降低的转速。设半轴齿轮的转速变化为n，则n1n0n，n2n0n，即汽车右转时，左侧(外侧)车轮转得快，右侧(内侧)车轮转得慢，实现纯滚动。此时依然有n1n22n0。 由于行星齿轮的自转，行星齿轮孔与行星齿轮轴轴径间以及齿轮背部与差速器壳体之间都产生摩擦。行星齿轮所受的内摩擦力矩MT方向与其自转方向相反，并传到左、右半轴齿轮，使转得快的左半轴的转矩减小，转得慢的右半轴的转矩增加。所以当左、右驱动车轮存在转速差时，M1(M0MT)/2，M2(M0MT)/2。但由于有推力垫片的存在，实际中的MT很小，可以忽略不计，则M1M2M

18、0/2。 总结：(1) 普通锥齿轮差速器的运动特性：n1n22n0。(2) 普通锥齿轮差速器的转矩分配特性：M1M2M0/2，即转矩等量分配。 三、防滑差速器1强制锁止差速器强制锁止差速器在普通锥齿轮差速器的基础上设置了差速锁，其结构如图7-3-5所示。 图7-3-5 强制锁止差速器 2高摩擦自锁差速器图7-3-6所示为高摩擦自锁差速器的一种形式。它是在普通锥齿轮差速器的基础上，特意增加内摩擦力矩MT而形成的。这样，转得慢的车轮获得更大的转矩，转得快的车轮获得较小的转矩，使得车辆能够获得足够的驱动力而行驶。 图7-3-6 高摩擦自锁差速器 3托森差速器图7-3-7所示为奥迪A4 3.0 Qua

19、ttro、奥迪TT等全轮驱动轿车前、后驱动桥之间采用的新型托森差速器。“托森”表示“转矩-灵敏”，它是一种轴间自锁差速器，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。 图7-3-7 托森差速器 第四节 半轴和桥壳 一、半轴1结构半轴用于在差速器与驱动轮之间传递动力，一般做成实心轴。半轴的结构因驱动桥的结构形式不同而异。整体式驱动桥中的半轴为一刚性整轴，而转向驱动桥和断开式驱动桥中的半轴则分段并用万向节连接。半轴内端一般制有外花键与半轴齿轮连接。半轴外端有的直接在轴端锻造出凸缘盘；也有的制成花键与单独制成的凸缘盘滑动配合；还有的制成锥形并通过键和螺母

20、与轮毂固定连接。 2支承形式1) 全浮式半轴支承全浮式半轴支承广泛应用于各型货车上。图7-4-1所示为全浮式半轴支承的示意图。半轴外端锻造有半轴凸缘，用螺栓紧固在轮毂上，轮毂用一对圆锥滚子轴承支承在半轴套管上，半轴套管与主减速器壳体压配成一体，组成驱动桥壳。全浮式半轴支承中，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，半轴只在两端承受转矩，不承受其他任何反力和弯矩，所以称其为全浮式半轴支承。 图7-4-1 全浮式半轴支承示意图 2) 半浮式半轴支承图7-4-2所示为半浮式半轴支承的示意图。半轴外端制成锥形，锥面上铣有键槽，最外端制有螺纹。轮毂以

21、其相应的锥孔与半轴上锥面配合，并用键连接，用锁紧螺母紧固。半轴用一个圆锥滚子轴承直接支承在桥壳凸缘的座孔内。车轮与桥壳之间无直接联系，而支承于悬伸出的半轴外端。因此，地面作用于车轮的各种反力都须经半轴外端的悬伸部分传给桥壳，使半轴外端不仅要承受转矩，而且还要承受各种反力及其形成的弯矩。半轴内端通过花键与半轴齿轮连接，不承受弯矩，故称这种支承形式为半浮式半轴支承。 图7-4-2 半浮式半轴支承示意图 二、桥壳1桥壳的功用驱动桥壳既是传动系的组成部分，同时也是行驶系的组成部分。作为传动系的组成部分，其功用是安装并保护主减速器、差速器和半轴。作为行驶系的组成部分，其功用是安装悬架或轮毂，和从动桥一起

22、支承汽车悬架以上各部分的重量，承受驱动轮传来的反力和力矩，并在驱动轮与悬架之间传力。由于桥壳承受较复杂的载荷，因此要求桥壳应具有足够的强度和刚度，质量小，还要便于主减速器的拆装和调整。 2桥壳的类型驱动桥壳可分为整体式桥壳和分段式桥壳两种类型。整体式桥壳一般铸造而成，具有较大的强度和刚度，且便于主减速器的拆装和调整；其缺点是重量大，铸造质量不易保证，因此，只适用于中型以上货车。分段式桥壳一般分为两段，由螺栓将两段连成一体。分段式桥壳最大的缺点是拆装、维修主减速器和差速器十分不便，必须把整个驱动桥从车上拆下来，现已很少应用。 第五节 驱动桥的检修 1主减速器和差速器对主减速器和差速器除了要进行轴

23、承预紧度的检查、调整，锥齿轮啮合的检查、调整外，还要检查轴承、齿轮副、行星齿轮轴和推力垫片的磨损情况等。如果磨损严重，则需要更换。 2半轴(1) 半轴应进行隐伤检查，不得有任何形式的裂纹存在。(2) 半轴花键应无明显的扭转变形。(3) 以半轴轴线为基准，半轴中段未加工圆柱体径向圆跳动误差不得大于1.3mm；花键外圆柱面的径向圆跳动误差不得大于0.25mm；半轴凸缘内侧端面圆跳动误差不得大于0.15mm。径向圆跳动超限，应进行冷压校正；端面圆跳动超限，可车削端面进行修正。 (4) 半轴花键的侧隙增大量较原厂规定不得大于0.15mm。(5) 对前轮驱动汽车的半轴总成(带两侧等角速万向节)还应进行以

24、下作业内容： 外端球笼万向节用手感检查应无径向间隙，否则应予更换。 内侧三叉式万向节可沿轴向滑动，但应无明显的径向间隙感，否则更换。 检查防尘套是否有老化破裂现象，卡箍是否有效可靠，如失效则更换。 3桥壳(1) 桥壳和半轴套管不允许有裂纹存在，半轴套管应进行探伤处理。各部螺纹损伤不得超过2牙。(2) 钢板弹簧座定位孔的磨损不得大于1.5mm，超限时先进行补焊，然后按原位置重新钻孔。(3) 整体式桥壳以半轴套管的两内端轴颈的公共轴线为基准，两外轴颈的径向圆跳动误差超过0.30mm时应进行校正，校正后的径向圆跳动误差不得大于0.08mm。 (4) 分段式桥壳以桥壳的结合圆柱面、结合平面及另一端内锥

25、面为基准，轮毂的内、外轴颈的径向圆跳动误差超过0.25mm时应进行校正，校正后的径向圆跳动误差不得大于0.08mm。(5) 桥壳承孔与半轴套管的配合及伸出长度应符合原厂规定，如半轴套管承孔的磨损严重，可将座孔镗至修理尺寸，更换相应的修理尺寸半轴套管。(6) 滚动轴承与桥壳的配合应符合原厂规定。 二、主减速器的调整总结主减速器的调整包括圆锥滚子轴承预紧度的调整和锥齿轮啮合的调整，锥齿轮啮合的调整包括啮合印痕和啮合间隙的调整。轴承预紧度的调整遵循一定的规律。首先弄清楚圆锥滚子轴承内、外座圈中哪对座圈的位置是固定的，然后调整另一对座圈的相对位置即可，一般通过调整垫片和调整螺母进行调整。例如，东风EQ

26、1090汽车单级主减速器主动锥齿轮圆锥滚子轴承的外座圈支承在轴承座上，两外座圈的相对位置是不变的，所以只能调整两内座圈的相对位置，使两内座圈的距离减小(减少两内座圈之间调整垫片的厚度)则轴承预紧度增大(变紧)，反之则轴承预紧度减小(变松)。对于解放CA1091汽车双级主减速器差速器壳的圆锥滚子轴承来说，两内座圈支承在差速器壳上，相对位置是不变的，所以可以旋转两外座圈外侧的调整螺母来改变两外座圈的相对位置，从而调整轴承预紧度。 锥齿轮啮合的调整与锥齿轮的类型有关。对于准双曲面锥齿轮，啮合印痕的调整通过移动主动锥齿轮实现，啮合间隙的调整通过移动从动锥齿轮实现。对于螺旋锥齿轮，啮合印痕的调整应按照“

27、大进从、小出从、顶进主、根出主”的方法进行。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。 进行主减速器调整应注意以下事项：(1) 要先进行轴承预紧度的调整，再进行锥齿轮啮合的调整。(2) 锥齿轮啮合调整时，先调整啮合印痕，再调整啮合间隙，否则将加剧齿轮磨损。但当啮合间隙超过规定时，应成对更换。 第六节 驱动桥的故障诊断 一、过热1故障现象驱动桥过热的故障现象为汽车行驶一段里程后，用手探试驱动桥壳中部或主减速器壳，有无法忍受的烫手感觉。 2故障原因产生驱动桥过热故障的原因是：(1) 齿轮油变质，油量不足或牌号不符合要求。(2) 轴承调整过紧。(3) 齿轮啮合间隙和行星齿轮与半轴齿

28、轮啮合间隙调整太小。(4) 推力垫片与主减速器从动齿轮背隙过小。(5) 油封过紧以及各运动副、轴承润滑不良而产生干(或半干)摩擦。 3故障诊断与排除方法检查驱动桥中各部分的受热情况。1) 局部过热如果油封处过热，则故障由油封过紧引起；如果轴承处过热，则故障由轴承损坏或调整不当引起；如果油封和轴承处均不过热，则故障由推力垫片与主减速器从动齿轮背隙过小引起。 2) 普遍过热检查齿轮油油面高度：油面太低，则故障由齿轮油油量不足引起；否则检查齿轮油规格、粘度或润滑性能。如果检查结果不符合要求，则故障由齿轮油变质或规格不符引起；否则检查主减速器齿轮啮合间隙的大小。松开驻车制动器，变速器置于空挡，轻轻转动主减速器的凸缘盘。若转动角度太小，则故障由主减速器齿轮啮合间隙太小引起；若转动角度正常，则故障由差速器