轮式机械驱动桥

第七章

轮式工程机械驱动桥当前1页，总共54页。3/30/20231轮式机械驱动桥驱动桥指变速箱或万向节-传动轴之后，驱动轮之前的所有传动机构。驱动桥主要由五大机构组成：主传动器、差速器、半轴、轮边减速器、桥壳当前2页，总共54页。3/30/20232轮式机械驱动桥主传动器与差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半轴27当前3页，总共54页。3/30/20233轮式机械驱动桥驱动桥各机构功能

主传动器—降低转速、增加扭矩、改变扭矩的传递方向。差速器—使两侧驱动车轮不等速旋转，以适应不同路面。半轴—将扭矩从差速器传给车轮。轮边减速器—增扭减速。当前4页，总共54页。3/30/20234轮式机械驱动桥§7-1主

传

动

器

一、作用改变力的传递方向；增扭减速二、结构形式１、单级主传动器由一对圆锥齿轮组成，也采用双曲面齿轮。只进行一次增扭减速，传动比一般为3.5～6.7，不超过7。从动锥齿轮主动锥齿轮结构简单，重量轻，传动效率高，主要用在中小型工程机械和汽车上。当前5页，总共54页。3/30/20235轮式机械驱动桥单级主传动器结构装配图：叉形凸缘主动锥齿轮从动锥齿轮当前6页，总共54页。3/30/20236轮式机械驱动桥主动锥齿轮从动锥齿轮当前7页，总共54页。3/30/20237轮式机械驱动桥主动锥齿轮从动锥齿轮当前8页，总共54页。3/30/20238轮式机械驱动桥2、双级主减速器传动方式：

第一级：锥齿轮传动第二级：圆柱斜齿轮传动功用：获得较大的减速比，传动比为7～11。减小了从动齿轮的尺寸，增大了离地间隙，保证了最小离地间隙足够大，以提高通过性。

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当前9页，总共54页。3/30/20239轮式机械驱动桥从动锥齿轮主动锥齿轮第二级主动齿轮第二级从动齿轮当前10页，总共54页。3/30/202310轮式机械驱动桥三、主动齿轮轴的支承型式主动齿轮的尺寸较小，为增大轴的刚度，主动齿轮和轴常做成一体这种型式刚度不好，易变形。在轻型机械上采用。1、悬臂式支承只在齿轮轴的一侧用两个相隔较远的相对安装的轴承支承。两轴承距离应大于悬臂长度的2倍，且装轴承处轴径应尽可能大，应≥悬臂长度。当前11页，总共54页。3/30/202311轮式机械驱动桥2、骑马式支承（跨置式）这种形式支承刚度好，不易变形；传动轴长度短。工程机械多采用。当前12页，总共54页。3/30/202312轮式机械驱动桥四、主传动器齿轮正确啮合要求１、大小锥齿轮的螺旋方向应相反２、齿轮的螺旋方向和轴的旋转方向决定了锥齿轮传动的轴向受力方向。正确的设计应是：在重载时（低档），轴向力的方向应使大小齿轮相互推开，以防止减小齿侧间隙，加速齿面磨损，甚至引起轮齿卡住折断。３、调整为保证主、从动齿轮处于正确的啮合位置，以减小传动噪声和正常磨损，要对主传动器进行调整。纵向：调整垫片；横向：调整螺母；防止变形：止推螺母。如图所示当前13页，总共54页。3/30/202313轮式机械驱动桥§7-2差速器

转弯；在不平路面上行驶，两轮走过的距离总不等；轮胎滚动半径总不等(左右轮胎气压不等；胎面磨损不同；左右负载不同)。一、作用1、使左右驱动轮实现以不同的转速旋转。

2、将主传动器传来的转矩分给两半轴，使两侧的驱动车轮产生驱动力。差速器壳从动锥齿轮主动锥齿轮半轴半轴齿轮行星齿轮行星齿轮轴当前14页，总共54页。3/30/202314轮式机械驱动桥二、普通差速器/行星锥齿轮差速器结构93681741125101-左半轴齿轮2-右半轴齿轮3-左差速器壳4-行星轮5-行星轮轴6-主传动从动齿轮7-垫圈8-垫片9-轴承10-螺栓11-右差速器壳当前15页，总共54页。3/30/202315轮式机械驱动桥结构简图6549117138102当前16页，总共54页。3/30/202316轮式机械驱动桥工作原理行星轮运动：公转自转既公转又自转当前17页，总共54页。3/30/202317轮式机械驱动桥（1）运动特性分析①、当行星轮只随行星架绕差速器旋转轴线以ω6公转时Ua=Ub=Uc=ω6r此时半轴齿轮1、2的角速度：ω1=ω2=ω6；差速器不起差速作用，直线行驶，行星轮只公转不自转。当前18页，总共54页。3/30/202318轮式机械驱动桥行星轮只有公转无自转时A、B、C三点速度当前19页，总共54页。3/30/202319轮式机械驱动桥直线行驶时的差速器工作情况齿条当前20页，总共54页。3/30/202320轮式机械驱动桥②、转弯行驶行星轮除公转外，还有自转角速度ω′？？Ua=ω6r+ω′r′Ub=ω6r－ω′r′Uc=ω6r又A、B点是啮合点，按半轴齿轮转速分析：Ua=ω1rUb=ω2r∴ω1r+ω2r=（ω6r+ω′r′）+（ω6r－ω′r）右转弯ω1+ω2=2ω6即：n1+n2=2n6

此式即为两半轴齿轮直径相等的普通齿轮式差速器的运动特性方程当前21页，总共54页。3/30/202321轮式机械驱动桥转弯行驶时的差速器工作情况当前22页，总共54页。3/30/202322轮式机械驱动桥行星轮公转又自转时A、B、C三点速度当前23页，总共54页。3/30/202323轮式机械驱动桥①、不论行星轮的运动状态如何，左右两半轴齿轮的转速之和等于差速器壳转速的两倍（条件：差速器左右半轴齿轮齿数相等）。②、快速轴增加的转速等于慢速轴减小的转速。③、若一半轴不动，另一半轴则以2倍于差速器壳的转速旋转

n1=0，n2=2n6

如车轮陷入泥泞中，该车轮就以2倍的转速旋转，另一侧车轮不动。④、n6=0，n1=﹣n2两侧车轮相反旋转

如架修驱动桥，刹住传动轴，转动一侧车轮的情况。运动特性结论当前24页，总共54页。3/30/202324轮式机械驱动桥①动力传递：主传动器主动齿轮轴→从动大锥齿轮→差速器壳→行星轮轴（十字轴）→行星轮→半轴齿轮→半轴（2）、动力特性分析当前25页，总共54页。3/30/202325轮式机械驱动桥右转弯时，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，可认为仍为平均分配。A：转弯时转矩分配M1=（M6－M4）/2M2=（M6+M4）/2

一般M4很小，因此通常认为是差速不差力，即转矩总是平均分配的。②转矩分配当前26页，总共54页。3/30/202326轮式机械驱动桥直线行驶时：行星轮只有公转，此时相当于一个等臂杠杆，磨擦转矩不存在，因此，当行星轮没有自转时，总是将转矩M6平均分配给左右半轴齿轮，即M1=M2=M6/2B、直线行驶时转矩分配当前27页，总共54页。3/30/202327轮式机械驱动桥普通锥齿轮式差速器平均分配转矩的特性，将影响机械的通过性能。如轮胎陷入泥泞的情况，在硬地上车轮所产生的牵引力就受到了限制，使机械无法起步。采用带差速锁的差速器，可解决这一问题。结构如图7-2所示：当一侧车轮附着条件小时，可将全部扭矩传给另一侧车轮。但操作要及时，不宜接合过早和分离过晚。因此，人控式差速锁有不足之处。

三、带差速锁的差速器当前28页，总共54页。3/30/202328轮式机械驱动桥四、限滑差速器结构及工作原理（自锁式）有自锁性能当一侧车轮附着力不足而出现打滑时，自动将力矩传到另一侧车轮。适用于非硬质路面上运行的机械。ＷＬ、Ｚ、起重机等当前29页，总共54页。3/30/202329轮式机械驱动桥§7-3半轴

半轴是在差速器壳与轮边减速器或驱动轮之间传递动力的实心轴，其内端与差速器半轴齿轮花键连接，作用在从动大齿轮上的力及弯矩由差速器壳直接承受，与半轴无关，即内端不受力和弯矩。外端与轮边减速或驱动轮轮毂连接。当前30页，总共54页。3/30/202330轮式机械驱动桥半轴按其外端支承受力分为1）全浮式半轴支承 受扭矩，不受弯矩。2）半浮式半轴支承 受扭矩，外端受弯矩。当前31页，总共54页。3/30/202331轮式机械驱动桥一、全浮式半轴1、支承结构半轴的外端与桥壳不直接联系而是通过两个相距较远的相对安装的圆锥滚子轴承支承在半轴套管上，套管与桥壳压配在一起。对有轮边减速的机械，外端与太阳轮花键相连，半轴是浮动的；对没有轮边减速的车辆，外端锻成凸缘与轮毂用螺栓相连，轮毂支承在套管上。2、特点及应用只承受转矩，不承受弯矩，受力状态好，工程机械上多采用。各种重型载重汽车也多用。当前32页，总共54页。3/30/202332轮式机械驱动桥工程机械的半轴布置当前33页，总共54页。3/30/202333轮式机械驱动桥二、半浮式半轴1、支承结构半轴用轴承直接支承在桥壳凸缘内，作用在车轮上的各反力都必须经过半轴传给驱动桥壳。车轮所受的反力与轴承中心有一定距离，这样反力产生的弯矩要由半轴承受。对汽车，半轴外端做成锥形，锥面上切有纵向键槽，最外端有螺纹。轮毂有相应的锥形孔与半轴配合，用键连接，并用螺母固定。2、特点及应用即承受扭矩，还承受较大的弯矩，主要用在轻型车辆上当前34页，总共54页。3/30/202334轮式机械驱动桥§7-4轮边减速器

轮边减速器是传动系中最后一级增扭减速机构，轮式铲土运输机械上轮边减速多采用行星齿轮传动。轮边减速方案１、行星齿轮传动方案（1）、太阳轮为主动件与半轴用花键相连，齿圈用花键与驱动轿壳体固定连接，行星架和车轮相连为从动件

nt＋Knq－（k＋1）nj＝0i=K+1当前35页，总共54页。3/30/202335轮式机械驱动桥（2）、太阳轮为主动件与半轴相连，齿圈从动件与车轮相连，行星架与桥壳固定不动i=﹣K第一种方案传动比较大，故轮式机械的轮边减速器多用。ZL50就是采用的（1）方案行星传动方案其特点是：能以较小尺寸获得较大传动比，布置轮毂内，结构紧凑，零件受力均衡。故多在工程机械上采用。2、定轴式圆柱齿轮传动圆柱齿轮式轮边减速，因结构尺寸大，不好布置，在轮式机械上少用。多用在履带式机械上和车身较长，便于布置的轮式机械上。当前36页，总共54页。3/30/202336轮式机械驱动桥

§7-5典型工程机械驱动桥

ZL50驱动桥1、主传动器2、差速器3、半轴4、轮边减速器5、调整当前37页，总共54页。3/30/202337轮式机械驱动桥Zl50前(后)桥总成当前38页，总共54页。3/30/202338轮式机械驱动桥ZL50装载机传动简图当前39页，总共54页。3/30/202339轮式机械驱动桥ZL30驱动桥(铰接式车架)(成工)前驱动桥1、两个主传动器2、差速器（图1-3）:装有差速锁3、全浮式半轴4、轮边减速（2级行星轮系）：求出速比后驱动桥除无差速锁外,全部相同。当前40页，总共54页。3/30/202340轮式机械驱动桥Zl30前桥当前41页，总共54页。3/30/202341轮式机械驱动桥Zl30传动简图前桥当前42页，总共54页。3/30/202342轮式机械驱动桥

WYL—60C驱动桥

前桥（转向驱动桥）图9-10当前43页，总共54页。3/30/202343轮式机械驱动桥WLY60型液压挖掘机传动简图当前44页，总共54页。3/30/202344轮式机械驱动桥

习

题1、

驱动桥的组成？2、

差速器差速原理及作用？3、

主传动器的类型及作用？主动齿轮轴的支承型式有哪几种，各有什么特点？4、计算图1-4中的主传动和轮边减速的速比？当前45页，总共54页。3/30/202345轮式机械驱动桥FaFa