单元十五 驱动桥

PAGE17PAGE1第页教学目标知识目标：了解驱动桥的作用及类型；掌握主减速器、差速器的结构与原理；掌握驱动桥的拆装要领。能力目标：能够拆装驱动桥素质目标：教学重点驱动桥的结构教学难点驱动桥的拆装要领教学手段理实一体实物讲解小组讨论、协作教学学时教学内容与教学过程设计注释单元十五驱动桥〖理论知识〗一、驱动桥概述1.整体式驱动桥整体式驱动桥采用非独立悬架,如图15-1所示。发动机的转矩经变速器（分动器）及万向传动装置输入驱动桥,减速增矩后,经差速器分配给左、右半轴,最后通过半轴外端法兰盘传至驱动轮毂1。驱动轮毂通过轴承支承在半轴套管上。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。驱动桥的桥壳为整体刚性结构,其两侧半轴和驱动轮不能在横向平面内做相对运动,当某一侧车轮通过地面凸出物或凹坑时,整个驱动桥及车身都要随之发生倾斜和波动。图15-1整体式驱动桥断开式驱动桥采用独立悬架,即主减速器壳固定在车架上,两侧的半轴和驱动轮能在横向平面相对于车体有相对运动。二、主减速器1.主减速器的类型1）按参加传动的齿轮副数目分类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装置设置在两侧驱动轮处,称为轮边减速器。2）按主减速器的传动速比个数分类主减速器可分为单速和双速主减速器。3）按齿轮传动副的结构形式分类主减速器按齿轮传动副的结构形式可分为圆柱齿轮式、圆锥齿轮式和准双曲面齿轮式。2.主减速器的构造1）单级主减速器如图15-4所示为单级主减速器,它由主动锥齿轮18和从动锥齿轮7及其支承调整装置、主减速器壳4等组成图15-4单级主减速器2）双级主减速器一些载重较大的载重汽车要求较大的减速比,用单级主减速器传动则从动齿轮的直径就必须增大,这会影响驱动桥的离地间隙,因此应采用两次减速主减速器，通常称为双级主减速器。双级主减速器有两组减速齿轮,实现两次减速增扭。3）轮边减速器有的重型汽车、越野车和大型客车,不仅要求有较大的主传动比,而且要求有较大的离地间隙。为此,将类似双级主减速器中的第二级减速齿轮机构做成同样两套,分设在车辆两侧驱动轮的近旁,该机构称为轮边减速器。第一级仍称为主减速器。其特点是有较大的主传动比和较大的离地间隙,半轴和差速器等零件尺寸减小,但结构较复杂,成本较高。4）双速主减速器行星齿轮式双速主减速器由一对圆锥齿轮和一个行星齿轮机构组成。行星齿轮架9与差速器6的壳体刚性连接；齿圈8与从动锥齿轮7连成一体。动力由锥齿轮副经行星齿轮机构传递给差速器6,最后通过半轴2传递给驱动桥。接合套1滑套在左半轴上,且接合套上有短齿接合齿圈和长齿接合齿圈（即太阳齿轮）。三、差速器1.差速器的功用及类型1）差速器的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、右半轴以不同的转速旋转以满足两侧驱动轮差速的需要，使左、右驱动车轮相对于地面进行纯滚动而不是滑动2）差速器的类型（1）按其用途分类,差速器可分为轮间差速器和轴间差速器。轮间差速器装在同一驱动桥两侧驱动轮之间,而轴间差速器装在各驱动桥之间。（2）按其工作特性分类,差速器可分为普通差速器和防滑差速器两大类。2.普通差速器1）对称式差速器结构目前大多数汽车采用对称式锥齿轮普通差速器。对称式锥齿轮普通差速器由行星齿轮、半轴齿轮、行星齿轮轴（十字轴或一根直销轴）和差速器壳等组成,如图15-9所示。图15-9对称式锥齿轮普通差速器2）差速器的运动特性行星齿轮只随行星齿轮架绕差速器旋转轴线公转时,差速器不起作用,半轴角速度等于差速器壳的角速度；行星齿轮除公转外,还绕行星齿轮轴自转时,左、右两半轴齿轮转速之和等于差速器壳转速的两倍,与行星齿轮转速无关,即n1+n2=2n0。3）差速器转矩分配特性差速器转矩分配示意图如图15-11所示。图15-11差速器转矩分配示意图3.防滑差速器防滑差速器的共同特点是采用限滑或锁死的方法,在汽车驱动轮失去附着力时减弱或让差速器失去差速作用,使左、右两侧驱动轮都可以得到相同的转矩。在一侧驱动轮打滑时,能使大部分甚至全部转矩传给不打滑的驱动轮,充分利用另一侧不打滑驱动轮的附着力而产生足够的牵引力,使汽车继续行驶。1）强制锁住式差速器差速锁的布置有两种形式,一种是将一根半轴与差速器壳连接,如图15-12（a）所示；另一种是两半轴连接,如图15-12（b）所示。差速锁上设有弹簧回位机构,只要松开操纵手柄或踏板,差速锁就自动分离。当差连锁接合时,两半轴成一体,转矩不再平均分配给两半轴,整个车辆的驱动力将取决于两侧驱动轮的附着力之和。图15-12差速锁结构简图2）自锁式差速器（1）摩擦片式限滑差速器。摩擦片式限滑差速器结构如图15-13所示,为了增加差速器的内摩擦力矩,在半轴齿轮7与差速器壳1之间装上了摩擦片2。两根行星齿轮轴5互相垂直,行星齿轮轴的两端制成V形面与差速器壳孔上的V形面相配,两个行星齿轮轴的V形面是反向安装的。每个半轴齿轮背面有压盘3和主、从动摩擦片,主、从动摩擦片分别经花键与差速器壳和压盘相连。当传递转矩时,差速器壳通过斜面对行星齿轮轴产生沿行星齿轮轴线方向的轴向力,该轴向力推动行星齿轮使压盘将摩擦片压紧。当左、右半轴转速不等时,主、从动摩擦片间产生相对滑转,从而产生摩擦力矩。图15-13摩擦片式限滑差速器结构（2）托森差速器（TorsenLSD）。托森差速器内部为蜗轮蜗杆行星齿轮结构,如图15-14所示,一般在四驱汽车上作为中央差速用。它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差动转矩的大小而自动锁死或松开。图15-14轴间托森差速器的结构四、半轴与桥壳1.半轴1）全浮式半轴一般大、中型汽车的半轴均采用全浮式结构。半轴的内端用花键与差速器的半轴齿轮相连接,半轴的外端锻出凸缘,用螺栓和轮毂连接。轮毂通过两个相距较远的圆锥滚子轴承支承在半轴套管上,半轴套管与后桥壳压配成一体,组成驱动桥壳,如图15-15所示。半轴与桥壳没有直接联系,只承受两端驱动转矩而不承受任何弯矩,故称为全浮式半轴。2）半浮式半轴半浮式半轴的内端与全浮式的一样,不承受弯矩。其外端通过一个轴承直接支承在半轴外壳的内侧,如图15-16所示。这种支承方式将使半轴外端承受弯矩。因此,这种半轴除传递转矩外,还局部地承受弯矩,故称为半浮式半轴。图15-15全浮式半轴图15-16半浮式半轴2.桥壳1）分段式桥壳分段式桥壳一般由两段组成,也有三段甚至多段组成的,各段之间用螺栓连接。如图15-17所示为一两段组成的桥壳,用螺栓连成一体。它主要由铸造的主减速器壳、盖、两钢制半轴套管组成。有的分段式桥壳各段之间可相对运动,采用独立悬架。图15-17分段式驱动桥壳2）整体式桥壳如图15-18所示为整体式驱动桥壳。其中部为一环形的空心壳7,两端压入半轴套管8,并用止动螺钉2止动。半轴套管露出部分安装轮毂轴承,端部制有螺纹,用于安装轮毂轴承调整螺母和锁紧螺母。凸缘盘1用来固定制动底板,空心壳7的端部加工有油封颈,和轮毂油封配合以密封轮毂空腔,防止润滑脂外溢。图15-18整体式桥壳五、变速驱动桥变速驱动桥结构紧凑、质量轻,缩短了传动线路,传动系统效率高。因此在发动机前置前驱动形式中常采用变速驱动桥。如图15-19所示为发动机横置式轿车的变速驱动桥结构,动力从发动机曲轴5、飞轮3输入变速器第一轴,通过一定挡位的齿轮变速后,把动力传给第二轴,再经第二轴上的主减速器6的主动圆柱斜齿轮,差速器9中的行星齿轮轴、行星齿轮、半轴齿轮,等速万向节8,最后经左输出轴10、右输出轴7传给左、右驱动轮。图15-19发动机横置式轿车的变速驱动桥结构〖小结〗1.驱动桥由主减速器、差速器、半轴和桥壳组成。2.主减速器的功用是将输入的转矩增大、转速降低,并将动力传递的方向改变后（横向布置发动机除外）传给差速器,保证汽车有足够的驱动力和适当的速度。3.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、右半轴以不同的速度旋转,以满足两侧驱动轮差速的需要,保证两侧车轮相对地面纯滚动而非滑动。4.普通行星锥齿轮差速器的运动特性:（1）差速器无论差速与否,两半轴齿轮转速和始终等于差速器壳转速的两倍,而与行星齿轮的自转无关。（2）行星锥齿轮差速器都具有转矩等量