第十八章驱动桥

第十八章驱动桥一、概述1、组成：主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳等组成。2、功用：（a）将万向传动装置传来的发动机转矩通过主减速器、差速器、半轴等传给驱动车轮，并进一步减速增矩。（b）通过主减速器锥齿轮副改变转矩的传递方向。（c）通过差速器实现两侧车轮的差速作用，保证内外侧车轮以不同转速转向。

1-后桥壳；2-差速器壳；3-差速器行星齿轮；4-差速器半轴齿轮；5-半轴；6-主减速器从动齿轮齿圈；7-主减速器主动小齿轮后轮驱动驱动桥的主要部件3、分类：一、概述断开式驱动桥非断开式驱动桥非断开式驱动桥采用非独立悬架。其驱动桥壳为一刚性的整体，驱动桥两端通过悬架与车架连接，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。非断开式驱动桥断开式驱动桥采用独立悬架，如图所示。其主减速器固定在车架上，驱动桥壳制成分段并用铰链连接，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，两侧的驱动轮及桥壳可以彼此独立地相对于车架上下跳动。断开式驱动桥二、主减速器

1、主减速器的功用

将输入的转矩增大、转速降低，并将动力传递的方向改变后传给差速器。2、类型按参加传动的齿轮副数目，可分为单级式主减速器和双级式主减速器。按主减速器的主传动比档数，可分为单速式和双速式主减速器。单速式的传动比是一定值，而双速式则有两个传动比供驾驶员选择。按齿轮副结构形式，可分为圆柱齿轮式主减速器、圆锥齿轮式主减速器和准双曲面齿轮式。单级,准双曲面齿轮传动（1）结构：只有一对锥齿轮；（2）优点：结构简单、体积小，重量轻和传动效率高等优点。（3）构造及工作情况：万向传动装置传来的动力由叉形凸缘经花键传给主动齿轮、从动齿轮，减速变向后，通过螺栓传给差速器壳，由差速器传给两侧半轴驱动齿轮。3、单级主减速器二、主减速器

（4）应用：除了一些要求大传动比的中、重型车采用双级主减速器外，一般微、轻、中型车基本采用单级主减速器。东风EQ1141G型汽车主减速器及差速器十字轴差速器左半壳差速器右半壳调整螺母圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承主动锥齿轮凸缘调整垫片调整垫片壳从动锥齿轮轴承座隔套行星齿轮半轴齿轮（5）组成二、主减速器

要求：足够的支撑刚度；必要的啮合调整装置。主动锥齿轮使用跨置式支撑当选定车轮规格后，驱动桥中间部分都在高度方向的尺寸H，对上影响车身地板高度，对下决定了汽车最小离地间隙h。H取决于主减速器从动齿轮的直径大小。因此在保证所要求的传动比及足够的轮齿强度条件下，应尽可能减小主动齿轮的齿数，从而减小从动齿轮的直径。4、双级主减速器（1）结构：一对螺旋锥齿轮，一对圆柱斜齿轮。（2）优点：可以得到较大的传动比。（3）组成：（见右图）二、主减速器

i=z4/z3×z2/z1CA1091型汽车主减速器及差速器剖面图主动轴一级主动齿轮一级从动齿轮二级主动齿轮中间轴二级从动齿轮差速器壳半轴齿轮行星齿轮十字轴二、主减速器

要求：足够的支撑刚度；必要的啮合调整装置。主动锥齿轮使用悬臂式支撑5、轮边减速器（1）结构：将第二级减速齿轮机构制成同样两套，分别安装在两侧驱动轮的近旁。（2）组成：行星齿轮式轮边减速器：齿圈、行星齿轮、行星架、太阳轮。

（3）特点：主减速器尺寸减小，保证了足够离地间隙；需要两套轮边减速器，结构较复杂，制造成本高。i=1+齿圈齿数/太阳轮齿数PlanetaryWheelReductor

（行星齿轮式轮边减速器）6、贯通式主减速器前面（或后面）两驱动桥的传动轴是串联的，传动轴从离分动器较近的驱动桥中穿过，通往另一驱动桥。延安SX2150型汽车贯通式中驱动桥主动准双曲面齿轮从动圆柱齿轮主动圆柱齿轮凸缘盘从动准双曲面齿轮贯通轴二、主减速器

Thru-finalDrive（贯通式主减速器）TwoSpeeddoublereduction

FinalDrive

（双速主减速器）若两侧车轮都固定在同一刚性轴上，两轮角速度相等，则外轮必然是边滚动边滑移，内轮必然是边滚动边滑转。

左右车轮行驶距离不等的影响因素：

a.汽车转弯b.道路不平c.轮胎压力不等三、差速器外侧车轮移过的距离大

内侧车轮移过的距离小

汽车转弯时驱动轮运动示意图滑动产生的不良后果：造成轮胎磨损加剧，增加汽车动力消耗，导致转向和制动性能的恶化。三、差速器1、功用：

当汽车转弯行驶或者在不平路面行驶时，使左右驱动车轮以不同的角速度滚动，以保证两侧驱动车轮与地面间作纯滚动运动.2、差速器分类（1）按安装位置分：轮间差速器和轴间差速器。（2）按工作特性分：普通锥齿轮差速器和防滑差速器。三、差速器轮间差速器

在多轴驱动汽车的各驱动桥之间，也存在类似问题。为了适应各驱动桥所处的不同路面情况，使各驱动桥有可能具有不同的输入角速度，可以在各驱动桥之间装设轴间差速器。轴间差速器三、差速器3、普通锥齿轮差速器差速器壳差速器壳半轴齿轮半轴齿轮行星齿轮行星齿轮螺栓行星齿轮垫片半轴齿轮垫片半轴齿轮垫片十字轴有些汽车上，因传递的扭矩较大，可用四个行星锥齿轮，相应的行星齿轮轴为十字形行星锥齿轮轴。三、差速器差速器的结构主减速器从动齿轮行星齿轮轴差速器壳半轴半轴半轴齿轮行星齿轮动力传递线路:主减速器从动齿轮三、差速器差速器壳行星齿轮轴行星齿轮半轴齿轮半轴4、差速器工作原理：

汽车直行时：行星齿轮公转;半轴齿轮转速相同汽车转弯时：行星齿轮公转+自转。自转导致一侧半轴转速快，一侧转速慢。行星齿轮

半轴齿轮半轴轴线(公转轴线)行星齿轮轴轴线（自传轴线）三、差速器普通齿轮差速器工作原理

直线行驶时的差速器直线行驶时的差速器转弯行驶时的差速器1、2-半轴齿轮3-差速器壳4-行星齿轮5-行星齿轮轴6-主减速器从动锥齿轮(1)对称式锥齿轮差速器的运动特性：主减速器从动锥齿轮6为主动件，角速度为ω0，半轴齿轮的角速度分别为ω1、ω2，A、B分别为行星齿轮4与半轴齿轮1和2的啮合点，C为行星齿轮的中心点，A、B、C三点到差速器旋转轴线的距离均为r。a、转速特性三、差速器当行星齿轮4只是随同行星架绕差速器旋转轴线公转时，处在同一半径r上的A、B、C三点的圆周速度都相等，其值为0·r，于是0=1=2，即n1=n2=n0，差速器不起差速作用；当行星齿轮4除公转外，还绕本身的轴5以角速度4自转时，啮合点A的圆周速度为1·r=0·r+4·r4，啮合点B的圆周速度为2·r=0·r-4·r4。于是1·r+2·r=（0·r+4·r4）+（0·r-4·r4）锥齿轮差速器的运动特性方程式：n1+n2=2n0即：结论：（1）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以相同转速反向转动。（2）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。n1,M1n2,M2n0,M0三、差速器锥齿轮差速器的运动特性方程式：n1+n2=2n0b、差速器的转矩特性这种差速器在传力过程中行星齿轮相当于一个等臂杠杆，两半轴齿轮半径相等，行星齿轮没有自转时，转矩均分给两半轴齿轮，即M1=M2=0.5。行星齿轮自转时，行星齿轮受到摩擦力矩Mr作用且与自转方向相反。Mr使行星齿轮分别对左右半轴齿轮附加作用了两个圆周力F1、F2

故M1=0.5（M0-

Mr），

M2=0.5（M0+

Mr）于是，M2-M1=Mr。三、差速器锁紧系数K=0.05—0.15，转矩比Kb=1.1—1.4c、差速器锁紧系数K：衡量差速器内摩擦力矩的大小及转矩分配特性。锁紧系数：差速器内摩擦力矩与其输入转矩之比为K。转矩比：两半轴转矩之比为转矩比Kb。三、差速器故可认为无论差不差速，转矩总是平均分配的。三、差速器当汽车在坏路面上行驶时，却严重影响了通过能力。例如，当汽车的一个驱动车轮接触到泥泞或冰雪路面时，此时在泥泞路面上的车轮原地滑转，而在好路面上的车轮静止不动。对称式锥齿轮差速器转矩基本上总是平均分配的。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。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，但因对称式锥齿轮差速器具有转矩平均分配的特性，使这一个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。防滑差速器可以克服上述对称锥齿轮式差速器的弊端，它可以在一侧驱动轮打滑空转的同时，将大部分或全部转矩传给不打滑的驱动轮，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。下面以强制锁止式差速器为例讲解主动齿轮从动齿轮拔叉半轴半轴差速器壳差速器壳接合套齿圈将半轴与差速器壳连成一体，相当于把左右两半轴锁成一体，使差速器不起作用。注意事项：一般要在停车时进行操纵；接上差速锁时，只允许直线行驶；通过坏路后应立即脱开差速锁。三、差速器5、防滑差速器防滑差速器种类：强制锁止式差速器高摩擦自锁式差速器（摩擦片式、滑块凸轮的式）牙嵌式自由轮差速器托森差速器强制锁止式差速器自锁式差速器差速锁由接合器及操纵装置组成汽车直行时：n1=n2=n0差速器壳转速n0，前后轴蜗杆转速n1、n2;由于两蜗杆轴转速相等，故涡轮与蜗杆之间无相对运动，两相啮合的直齿圆柱齿轮之间亦无相对运动，差速器与两蜗杆轴均绕蜗杆轴线同步转动，其转矩平均分配。汽车直行时：n1≠n2n0≠0，前后轴蜗杆随之同向旋转。此时，两轴之间的转速差是通过一对相啮合的圆柱齿轮的相对转动来实现的。其齿面间存在很大的摩擦力，限制了这两齿轮转速增加。显然，只有当两轴转速差不大时才能差速。转矩分配原理：利用蜗杆传动副的高内摩擦力矩Mr进行转矩分配的。设n1>n2，当前轴蜗杆转速较高时，其内摩擦力矩也较大，差速器将抑制该车轮的空转的，将输出转矩M0多分配到后输出轴，转矩分配为：M1=M0+MrM2=M0-Mr。当n0=0前蜗杆空转时，后涡轮与蜗杆之间内摩擦力矩过高，使M0全部分配到后轴蜗杆上，此时相当于差速器锁死不起差速作用。四、半轴1、功用：半轴用来将差速器半轴齿轮的输出转矩传到驱动轮或轮边减速器上。在非断开式驱动桥内，半轴一般是实心的；在断开式驱动桥处，往往采用万向传动装置给驱动轮传递动力；在转向驱动桥内，半轴一般需要分为内半轴和外半轴两段，中间用等角速万向节相连接。2、分类：

⑴全浮式半轴：只传递扭矩，不传递弯矩。⑵半浮式半轴：除传递扭矩外，还要传递弯矩。全浮式半轴全浮式半轴常见于某些四驱车,在恶劣路况下使用的车辆，或是承载重负的车辆。全浮式半轴在每侧使用一个半轴，仅仅安在车桥的两端，在外端上有传动法兰盘。该法兰盘与轮毂盖通过螺栓连接。对于全浮式半轴系统，半轴仅仅用于将转动扭矩从差速器传输到车轮，并不负担车辆的重量。全浮式半轴半轴套管与驱动桥壳压配成一体，组成驱动桥壳。半轴与桥壳没有直接联系半浮式半轴半浮式轴十分常见。半轴内端支撑与全浮式相同，外端是锥形，有键槽；轮毂相应锥形孔与之相配合。半浮式半轴有两个用途。首先，连接在车轮上，用以支撑车辆及其所载货物的重量。其次，半轴肩负着将转动扭矩从差速器传送到车轮的任务。半浮式半轴半轴用圆锥滚子轴承直接支撑在桥壳凸缘内。因此车轮上各反力都必须经过半轴传递给驱动桥壳。五、桥壳1、功用：

驱动桥壳一般由主减速器壳和半轴套管组成。其内部用来安装主减速器、差速器和半轴等；其外部通过悬架与车架相连，两端安装制动底板并连接车轮，承受悬