项目5 驱动桥构造课件

第十八章驱动桥概述主减速器差速器半轴与桥壳

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汽车构造CAI课件★★★★★★第十八章传动系其他部件

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汽车构造CAI课件★★★★★★学习目标：1.掌握驱动桥各主要部件的功用和类型；2.掌握单级、双极主减速器和齿轮式、强制锁止式差速器的工作原理；3.了解轮边减速器、和自锁式差速器的工作原理；4.能简单叙述半轴与桥壳的结构特点。。

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汽车构造CAI课件★★★★★★案例一：上汽奇瑞轿车修理差速器后出现异响故障的检修。故障症状：该轿车的差速器前几天大修过，最近桥内出现响声，而且越来越严重，被迫停车进行检修。案例二：1998款丰田霸道反复烧差速器故障的检修。故障症状：一辆丰田霸道（FZJ80）越野车，装备了全四轮驱动防滑差速器。在一次高速行驶时，突然出现汽车无故“制动甩尾”，后轮还有轻微的拖痕。开始以为是制动系统或转向系统出了问题，将车停在路边检查，没有发现有什么异常。案例导入

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汽车构造CAI课件★★★★★★案例评析（4）差速器行星齿轮轴弹性圆柱销掉出或漏装。（5）润滑油变质或有质量问题。对主减速器和差速器进行拆检，主减速器部分没有异常现象，而差速器行星齿轮轴窜出。打开差速器壳，发现行星齿轮和半轴齿轮已报废。仔细检查没有发现弹性圆柱销的踪影。因弹性圆柱销的硬度较高，不可能一点残渣都没有，看来漏装的可能性很大。于是驾驶员找到原来修车的修理部，结果弹性圆柱销还在纸盒里放着呢，但它属于一次性使用零件不能再用，又买来一个新件换上，进行路试，响声消失了，故障排除。

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汽车构造CAI课件★★★★★★案例二：1998款丰田霸道反复烧差速器故障的检修。故障症状：一辆丰田霸道（FZJ80）越野车，装备了全四轮驱动防滑差速器。在一次高速行驶时，突然出现汽车无故“制动甩尾”，后轮还有轻微的拖痕。开始以为是制动系统或转向系统出了问题，将车停在路边检查，没有发现有什么异常。由于要赶路，所以重新起动发动机，进档准备继续前进。可是进档后汽车驱动很费力，就像驻车制动没有完全解除一样，行驶中车身一种很飘的感觉，再加大油门，后面出现“咔”的一声响。只要一行驶，后面就出现“嘎、嘎、嘎“的尖锐的响声，传动系统出问题了，只好将车拖到修理厂。案例导入

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汽车构造CAI课件★★★★★★案例二：

检修方法：经检查发现是主减速器、差速器内发出的响声，故对其进行了解体检修。解体后发现防滑差速器两侧的摩擦片已经严重烧损，两半轴齿轮也受到了一定程度的损伤。更换损坏的零件，修复差速器，可是出厂后行驶了没多久（大约十多天后），差速器又被烧了。

对差速器进行多次彻底的检查，均没发现有什么故障。但根据损坏的状况与损坏后的摩擦片留下的颜色，可以说明是由于高温所致，并且出现这种烧损故障，其温度至少也在几百度以上。差速器内的润滑油足够，这高温是如何产生的呢？案例评析

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汽车构造CAI课件★★★★★★检查所加的油，确实是在规定的用油品质范围内的，装配上也没有发现问题，并且每次都是以损坏差速器摩擦片为主。通过分析，认为产生高温的主要部位还应该是差速器。由于其已经进行了多次维修并能保证装配没有多大的问题，所以差速器本身的元件的故障可能性较小，而差速器产生热量的原因不外乎就是打滑等导致的能量损失。通过上述分析觉得应查找一下差速器以外的产生差速器两侧车轮元件间发生相对运转的原因。

案例评析第一节 概述1.功用：

1.将万向传动装置输入的动力降速增扭.2.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、不同路面行驶。2.组成：桥壳—是主减速器、差速器等传动装置的安装基础。主减速器—降低转速、增加扭矩、改变扭矩的传递方向。差速器—使两侧车轮不等速旋转，适应转向和不同路面。半轴—将扭矩从差速器传给车轮。

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汽车构造CAI课件★★★★★★2）断开式驱动桥：结构特点车轮和车架相对独立铰链连接主减速器固定在车架上

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汽车构造CAI课件★★★★★★一、单级主减速器1.构造：叉形凸缘主动锥齿轮从动锥齿轮差速器壳半轴齿轮半轴支承螺柱

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汽车构造CAI课件★★★★★★桑塔纳轿车的主减速器主动锥齿轮从动锥齿轮半轴齿轮行星齿轮轴行星齿轮差速器壳圆锥轴承

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汽车构造CAI课件★★★★★★

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汽车构造CAI课件★★★★★★分类：螺旋锥齿轮、等高齿锥齿轮、双曲面锥齿轮准双曲面齿轮特点： 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。优点： 同时啮合齿数多，传动平稳，强度大。缺点： 啮合齿面的相对滑动速度大，齿面压力大，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。

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汽车构造CAI课件★★★★★★双曲面锥齿轮螺旋锥齿轮、等高齿锥齿轮

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汽车构造CAI课件★★★★★★(一)轴承预紧度的调整(先)(二)锥齿轮啮合的调整(后)主减速器的调整

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汽车构造CAI课件★★★★★★1.齿面啮合印记调整(图1-)2.齿侧间隙的调整(图1-)(二)锥齿轮啮合的调整单级主减速器视频

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汽车构造CAI课件★★★★★★主动锥齿轮支撑方式跨置式：

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

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汽车构造CAI课件★★★★★★调整垫片隔套调整垫片轴承座主动锥齿轮凸缘叉主减速器壳主动锥齿轮的支承型式悬臂式：

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。

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汽车构造CAI课件★★★★★★调整垫片调整垫片轴承座主动锥齿轮二、双级主减速器功用：

为了获得较大的减速比，且保证汽车的最小离地间隙足够大，以提高汽车通过性。传动方式：第一级：锥齿轮传动第二级：圆柱斜齿轮传动从动锥齿轮主动锥齿轮轴主动锥齿轮半轴中间轴第二级主动齿轮第二级从动齿轮

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汽车构造CAI课件★★★★★★三、双速主减速器

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汽车构造CAI课件★★★★★★为了充分提高汽车的动力性和经济性，有些汽车装用了两档的主减速器，此时，主减速器还兼起了副变速器的作用。

见网页的图贯通式主减速器

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汽车构造CAI课件★★★★★★用于多轴越野汽车前面(或后面)两驱动桥的传动轴是串联的，传动轴从分动器较近的驱动桥中穿过。轮边减速器1.结构：2.传动比：i=（外齿圈齿数/半轴齿轮齿数）+1半轴管套半轴圆锥轴承行星架外齿圈行星齿轮中心齿轮（半轴齿轮）

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汽车构造CAI课件★★★★★★功用：

1、使左右车轮可以不同的车速进行纯滚动或直线行驶。保证各驱动轮在各种运动条件下的动力传递，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，使两侧的车轮驱动力相等。分类： 1、轮间差速器和轴间差速器 2、普通差速器和防滑差速器第三节差速器`

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汽车构造CAI课件★★★★★★一、普通差速器1.构造组成：差速器壳体、行星齿轮、半轴齿轮、行星齿轮轴等。行星锥齿轮差速器

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汽车构造CAI课件★★★★★★桑塔纳轿车差速器分解图

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汽车构造CAI课件★★★★★★差速器工作情况行星齿轮动：1.公转2.自转

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汽车构造CAI课件★★★★★★2、差速器工作原理A运动特性：直线行驶时：n1=n2=nkn1+

n2=2nk

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汽车构造CAI课件★★★★★★注：K指壳体l.2-半轴齿轮；3.差速器壳；4.行星齿轮；5.行星齿轮轴；6.主减速器从动齿轮

差速器壳3与行星齿轮轴5连成一体，形成行星架，并与主减速器的从动齿轮6固连在一起，故为主动件，设其角速角为ω0；转速为nk半轴齿轮1和2为从动件，其角速度分别为ωl和ω2。转速为n1和n2。转弯时△F△F路面对车轮的附加力△F使行星齿轮受力不平衡，产生自转力矩。转弯行驶时：n1=

n0+

△n

n2=

n0-△n

n1+

n2=2nk

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汽车构造CAI课件★★★★★★

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汽车构造CAI课件★★★★★★当行星齿轮4只有公转而没有自转时，A、B、C三点的圆周速度均为ωlr=ω2r=ω0r

，即差速器不起差速作用(图b)。

当行星齿轮4除公转外，还绕本身的轴5以角速度ω4自转时(图c)啮合点A的圆周速度为ωlr=ω0r+ω4r4啮合点B的圆周速度为ω2r=ω0r-ω4r4

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汽车构造CAI课件★★★★★★直线行驶时的差速器

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若角速度以每分钟转数n表示，则n1+n2=2n0

该式为普通差速器的运动特性方程式。它表明左右两侧半轴齿轮的转速之和n1+n2等于差速器壳转速n0的两倍，而与行星齿轮速无关。由该式还可得知：

(1)当汽车直线行驶时，n左＝n右＝n，这时行星齿轮只有公转，没有自转。(2)当汽车转弯时，向左转则n左减小而n右增大，向右转则相反，但都符合n1+n2=2n0，这时行星齿轮既有公转，也有自转。

(3)当差速器壳转速为零，若一侧半轴齿轮受其他外来力矩而转动，则另一侧半轴齿轮即以相同转速反向转动。这时，行星齿轮没有公转，只有自转。

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汽车构造CAI课件★★★★★★转弯行驶时的差速器思考题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多少？2.但差速器壳体的转速为零时，两车轮如果运动时怎样的状态？

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1.根据n1+n2=2n0可以看出一侧车轮为零，另一侧车轮转速为2n0

2.差速器壳体的转速为零时，一侧正传，另一侧等速反转。

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但当汽车在坏路面上行驶时，却严重影响了通过能力。

如，当汽车的一个驱动车轮接触到泥泞或冰雪路面时，会原地滑转，而另一侧的车轮则静止不动。

这是因为在泥泞路面上车轮与路面之间附着力很小，路面只能对半轴作用很小的反作用转矩，虽然另一车轮与好路面间的附着力较大，但因转矩平均分配的特性，使在好路面上的车轮分配到的转矩只能与传到滑转的驱动轮上的很小的转矩相等，致使总的牵引力不足以克服行驶阻力，汽车便不能前进。

无论左右驱动轮转速是否相等，其转矩基本上是左右轮平均分配的。这样的分配比例对于汽车在好路面上直线或转弯行驶时，都是满意的。普通差速器转矩分配存在的弊端：

B扭矩特性直线行驶时，行星齿轮没有自转，转矩平均分配给左、右半轴。右转弯时，行星齿轮自转，产生摩擦转矩M4，使转速快的半轴1的转矩减小，使转速快的半轴2的转矩增大，但由于M4，很小，半轴1、2的转矩几乎不变，仍为平均分配。M1=M2=0.5M0

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汽车构造CAI课件★★★★★★思考题学习了差速器的转矩特性；如果汽车的一个车轮陷在泥中，汽车会有什么情况发生。

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汽车构造CAI课件★★★★★★在冰雪路面或者泥泞路面是车子打滑，不能控制，甚至深陷泥潭。因为转矩特性使得两个驱动力都是在不好路面上产生的小的转矩。后来人们为了解决这问题，发明了防滑差速器，从而减少在冰雪或泥泞路面上的麻烦，保障了安全行车。

二、防滑差速器1。强制锁住式差速器 在路况不好时，通过使用差速锁，使两根半轴连成一体，防止一侧车轮打滑使另一侧车轮不能驱动。

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即当需要时，由驾驶员操纵差速锁，使两半轴成为一个整体，与差速器壳一同旋转。当一侧驱动轮滑转而无牵引力时，从主减器传来的转矩全部分配到另一侧驱动轮上，使汽车得以正常行驶。当汽车通过坏路后驶上好路时驾驶员便摘下差速锁。

2.自锁式差速器3、托森差速器1-差速器壳；2-直齿轮轴；3-半轴；4-直齿轮；5-主减速器被动齿轮；6-蜗轮；7-蜗杆

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有摩擦片式、滑块凸轮式、托森差速器等结构形式。其特点是在两驱动轮转速不同时，不需人工操纵，会自动向转速慢的车轮多分配一些转矩。思路：在两半轴转速不等时，行星齿轮自转，差速器所受摩擦力矩与快转半轴旋向相反，与慢转半轴旋向相同，故能够自动地向慢转一方多分配一些转矩。

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汽车构造CAI课件★★★★★★第三节防滑差速器

一、防滑差速器的分类

防滑差速器按其工作原理可分为转矩敏感式防滑差速器、转速敏感式限滑差速器和主控制式防滑差速器。

二、转矩式防滑差速器

按其结构可以分为锥盘式、轮齿式和摩擦片式3种。

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汽车构造CAI课件★★★★★★摩擦片式

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汽车构造CAI课件★★★★★★a)结构剖面图b)摩擦片组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；6-V形斜面；7-弹簧钢片；8-主动摩擦片；9-从动摩擦片

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汽车构造CAI课件★★★★★★十字轴4由两根互相垂直的行星齿轮轴（相互独立？）组成，其端部均切出凸Ｖ形斜面６，相应地差速器壳孔上与之相配的孔较大，有凹V形斜面，两根行星齿轮轴的Ｖ形面是反向安装的。为增加内摩擦，在半轴齿轮与差速器壳１之间装有主、从动摩擦片组2和压盘3。压盘3以内花键与半轴相连，在(压盘）轴颈处用外花键与从动摩擦片9连接。主动摩擦片8则用花键与差速器壳l内键槽相配。

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汽车构造CAI课件★★★★★★此时转矩经两条路线传给半轴：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；另一路则由差速器壳经主、从动摩擦片、压盘传给半轴。

直线行驶时，两半轴无转速差，转矩平均分配给两半轴，

由于差速器壳通过Ｖ形斜面驱动行星齿轮轴，斜面产生的力迫使两行星齿轮轴分别向（图示的）左、右方向(向外)略微移动，通过行星齿轮使推力压盘压紧摩擦片。

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汽车构造CAI课件★★★★★★由于转速差的存在和轴向力的作用，主、从动摩擦片间在滑转的同时产生摩擦力矩。其摩擦力矩的方向与快转半轴的旋向相反，与慢转半轴的旋向相同。从而使慢转半轴传递的转矩明显增加。转速慢的半轴即压盘被摩擦力拖快了，转矩增加，反之快的半轴即压盘受到了摩擦力的阻碍，转矩减小。当汽车转弯或一侧车轮在路面上滑转时，行星齿轮自转，起差速作用，左、右半轴齿轮的转速不等。

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汽车构造CAI课件★★★★★★三、转速敏感式限滑差速器

利用液体的粘性摩擦特性，即硅油的粘性摩擦特性感知速度差，实现差速器限滑作用。

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汽车构造CAI课件★★★★★★四、主动控制式限滑差速器

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汽车构造CAI课件★★★★★★四、主动控制式限滑差速器

3.托森差速器1-差速器壳；2-直齿轮轴；3-半轴；4-直齿轮；5-主减速器被动齿轮；6-蜗轮；7-蜗杆

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托森表示“转矩_灵敏差速器’’、采用蜗轮__蜗杆传动的基本原理。(见图)托森差速器可使转速低的轴比转速高的轴分配得到的驱动转矩大，即附着力大的轴比附着力小的轴得到的驱动扭矩大。利用蜗轮蜗杆传动的不可逆性原理和齿面高摩擦条件，使差速器根据其内部内摩擦力矩大小而自动锁死或松开。

托森差速器常被用于全轮驱动轿车的中央轴间差速器，后驱动桥的轮间差速器，但通常不用于转向驱动桥的轮间差速器。

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第四节变速驱动桥驱动桥按其功能特点可以分为独立式驱动桥和变速驱动桥。

独立驱动桥的特点是主减速器、差速器、半轴等都安装在独立的驱动桥壳内。

变速驱动桥的特点是变速器与驱动桥两个动力总成布置在同一壳体内。

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汽车构造CAI课件★★★★★★一、半轴功用：将差速器传来的动力传给驱动轮。半轴的内侧通过花键与半轴齿轮相连，外侧用凸缘与驱动轮的轮毂相连。

第五节驱动车轮的传动装置与桥壳

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根据半轴外端受力状况的不同，半轴有半浮式、3/4浮式和全浮式3种。

1）半浮式半轴

特点是半轴外端通过轴承支承在桥壳上，作用在车轮的力都直接传给半轴，再通过轴承传给驱动桥壳体。半轴既受转矩，又受弯矩。常用于轿车、微型客车和微型货车。

下图是一汽车半浮式半轴的结构与安装，其结构特点是外端以圆锥面及键与轮毂相固定支承在一个圆锥滚子轴承上，向外的轴向力由圆锥滚子轴承承受，向内的轴向力通过滑块传给另一侧半轴的圆锥滚子轴承。

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2）全浮式半轴

全浮式半轴的特点是半轴外端与轮毂相连接，轮毂通过圆锥滚子轴承支承在桥壳的半轴套管上，作用在车轮上的力通过半轴传给轮毂，轮毂又通过轴承将力传给驱动桥壳，半轴只受转矩，不受弯矩。用于轻型、中型、重型货车、越野汽车和客车上。

下图的特点是半轴外端的凸缘直接与轮毂连接。

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汽车构造CAI课件★★★★★★右图的特点是采用一对球轴承支承轮毂。

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汽车构造CAI课件★★★★★★2．驱动车轮传动装置的万向节

转向驱动桥和断开式驱动桥驱动车轮的传动装置中必须采用万向节传动，以便使转向车轮能够转向，断开式驱动桥的摆动半轴能够摆动。2．驱动车轮传动装置的万向节

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