第四節(jié) 萬向傳動裝置_驅(qū)動橋_60

1、1.1.使用條件使用條件: : a. a.動力輸出和動力輸入軸線不在同一直線上動力輸出和動力輸入軸線不在同一直線上; ; b. b.兩軸之間的相對位置經(jīng)常改變兩軸之間的相對位置經(jīng)常改變?nèi)f向傳動裝置萬向傳動裝置一、概述一、概述2 2、組成：、組成： 萬向節(jié)萬向節(jié) 傳動軸傳動軸 萬向節(jié)萬向節(jié)傳動軸傳動軸3.3.功用功用: : 連接不在同一直線上的動力轉(zhuǎn)軸連接不在同一直線上的動力轉(zhuǎn)軸.懸架懸架4 4、萬向傳動裝置在汽車上的應(yīng)用、萬向傳動裝置在汽車上的應(yīng)用轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋非獨(dú)立懸架非獨(dú)立懸架轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋獨(dú)立懸架獨(dú)立懸架1 1、萬向節(jié)的分類：、萬向節(jié)的分類：根據(jù)被萬向節(jié)連接的兩軸的速度差異根

2、據(jù)被萬向節(jié)連接的兩軸的速度差異二、萬向節(jié)二、萬向節(jié)a.a.不等角速萬向節(jié)不等角速萬向節(jié) 單十字軸式單十字軸式b.b.準(zhǔn)等角速萬向節(jié)準(zhǔn)等角速萬向節(jié) 雙聯(lián)式雙聯(lián)式, , 三銷軸式三銷軸式c.c.等角速萬向節(jié)等角速萬向節(jié) 球叉式，球籠式，三軸頭式，環(huán)叉式球叉式，球籠式，三軸頭式，環(huán)叉式2 2、十字軸式剛性萬向節(jié)十字軸式剛性萬向節(jié) 2-十字軸十字軸3、6-萬向節(jié)叉萬向節(jié)叉5-軸承外圈；軸承外圈；十字軸十字軸萬向節(jié)裝配圖萬向節(jié)裝配圖 當(dāng)主動軸轉(zhuǎn)動時(shí)，從動軸既可隨之當(dāng)主動軸轉(zhuǎn)動時(shí)，從動軸既可隨之轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動，又可繞十字軸，又可繞十字軸中心在中心在任意方向擺動任意方向擺動。 十字軸式剛性萬向節(jié)：因其十字軸式剛性

3、萬向節(jié)：因其結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單，傳動可靠傳動可靠，效率效率高高，且允許，且允許兩傳動軸之間有較大的夾角兩傳動軸之間有較大的夾角（15度度20度），度），廣泛性用在各類汽車的傳動系中。廣泛性用在各類汽車的傳動系中。十字軸潤滑油道十字軸潤滑油道注油嘴注油嘴cos/12cos2rVArVA1rVB2cos1rVBcos12cos/cos1123 3、十字軸式剛性萬向節(jié)傳動的十字軸式剛性萬向節(jié)傳動的不等速性不等速性及及等速條件等速條件3 3、十字軸式剛性萬向節(jié)十字軸式剛性萬向節(jié) 傳動的傳動的不等速性不等速性及及等速條件等速條件等速條件等速條件(雙萬向節(jié)雙萬向節(jié))a.軸間夾角相等軸間夾角相等;b.傳動軸兩

4、端萬向節(jié)叉應(yīng)處于傳動軸兩端萬向節(jié)叉應(yīng)處于同一平面同一平面. 單萬向節(jié)單萬向節(jié)傳動傳動不等速性不等速性：主動軸與從動軸主動軸與從動軸平均角速平均角速度相等度相等，瞬時(shí)角速度不等瞬時(shí)角速度不等，從動軸相對于主動軸有規(guī)從動軸相對于主動軸有規(guī)律性的忽快忽慢。律性的忽快忽慢。不等速性的不良影響不等速性的不良影響：從：從動軸及其相連的傳動件產(chǎn)動軸及其相連的傳動件產(chǎn)生生扭轉(zhuǎn)振動扭轉(zhuǎn)振動，產(chǎn)生，產(chǎn)生交變載交變載荷荷，影響部件壽命，影響部件壽命近似滿足近似滿足雙萬向節(jié)傳動存在的問題雙萬向節(jié)傳動存在的問題：1、雙萬向節(jié)傳動只能近似解決等速傳動的問題。雙萬向節(jié)傳動只能近似解決等速傳動的問題。2、 雙萬向節(jié)傳動軸向尺

5、寸大，在空間上受限制。雙萬向節(jié)傳動軸向尺寸大，在空間上受限制。3、要求大角度傳動時(shí)（、要求大角度傳動時(shí)（30度度40度），例如在轉(zhuǎn)度），例如在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中，難以適應(yīng)。向驅(qū)動橋中，難以適應(yīng)。為此開發(fā)了各種為此開發(fā)了各種準(zhǔn)等速準(zhǔn)等速和和等速等速萬向節(jié)。萬向節(jié)。4 4、準(zhǔn)等速萬向節(jié)：、準(zhǔn)等速萬向節(jié)：根據(jù)雙萬向節(jié)等速傳動原理設(shè)計(jì)的。根據(jù)雙萬向節(jié)等速傳動原理設(shè)計(jì)的。雙聯(lián)式萬向節(jié)雙聯(lián)式萬向節(jié) 1 1 2 25 5、等速、等速萬向節(jié)萬向節(jié)等速萬向節(jié)的基本原理：等速萬向節(jié)的基本原理： 當(dāng)萬向節(jié)主動軸與從動軸之間當(dāng)萬向節(jié)主動軸與從動軸之間傳力點(diǎn)傳力點(diǎn)一直處于主動軸一直處于主動軸軸線和從動軸軸線夾角平分線上（或者

6、說傳力點(diǎn)軸線和從動軸軸線夾角平分線上（或者說傳力點(diǎn)距這兩軸線的距離相等）時(shí)，必然能實(shí)現(xiàn)等角速傳動。距這兩軸線的距離相等）時(shí)，必然能實(shí)現(xiàn)等角速傳動。等速萬向節(jié)形式：等速萬向節(jié)形式：球叉式，球籠式，三軸頭式，環(huán)叉式球叉式，球籠式，三軸頭式，環(huán)叉式球籠式等速萬向節(jié)球籠式等速萬向節(jié)鋼球鋼球主動軸主動軸星形套（內(nèi)滾道）星形套（內(nèi)滾道）球籠（保持架）球籠（保持架）球形殼球形殼（外滾道）（外滾道）主動軸主動軸球形殼球形殼星形套星形套鋼球鋼球保持架保持架點(diǎn)擊播放 球籠式萬向節(jié)球籠式萬向節(jié)在夾角在夾角47度時(shí)，仍可傳遞扭矩，且六個(gè)鋼球度時(shí)，仍可傳遞扭矩，且六個(gè)鋼球全部傳力。承載能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)緊湊，拆裝方便。全部傳

7、力。承載能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)緊湊，拆裝方便。紅旗、捷達(dá)、紅旗、捷達(dá)、桑塔納和夏利轎車桑塔納和夏利轎車的轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋均采用球籠式萬向節(jié)。的轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋均采用球籠式萬向節(jié)。三、三、傳動軸傳動軸1、結(jié)構(gòu)：、結(jié)構(gòu)： 空心、壁厚均勻的鋼管。（空心、壁厚均勻的鋼管。（1.53.0mm）2、安裝：、安裝： 滿足動平衡要求。滿足動平衡要求。驅(qū)動橋驅(qū)動橋驅(qū)動橋驅(qū)動橋 功用與組成1、功用：（1）降速增扭。）降速增扭。（2）改變傳動方向，然后分配給左右驅(qū)動輪。）改變傳動方向，然后分配給左右驅(qū)動輪。（3）使左右驅(qū)動輪以不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向、）使左右驅(qū)動輪以不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向、不同路面行駛。不同路面行駛。2、組成：（1）橋殼

8、是主減速器、差速器等傳動裝置的安裝基礎(chǔ)。（2）主減速器降低轉(zhuǎn)速、增加扭矩、改變扭矩的傳遞方向。（3）差速器使兩側(cè)車輪不等速旋轉(zhuǎn)，適應(yīng)轉(zhuǎn)向和不同路面。（4）半軸將扭矩從差速器傳給車輪。一、概述一、概述二、驅(qū)動橋的組成主減速器差速器半軸橋殼三、結(jié)構(gòu)類型三、結(jié)構(gòu)類型 1、整體式驅(qū)動橋：、整體式驅(qū)動橋： (非斷開式非斷開式) 驅(qū)動橋殼由中間的主減速器殼和兩邊與之剛性連接的半軸套管組成，通過懸架與車身或車架相連。兩側(cè)車輪安裝在此剛性橋殼上，半軸與車輪不可能在橫向平面內(nèi)作相對運(yùn)動。 2、斷開式驅(qū)動橋：、斷開式驅(qū)動橋： 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：n車輪和車架相對獨(dú)立；n鉸鏈連接；n主減速器 固定在車架上；前置后驅(qū)

9、驅(qū)動橋前置后驅(qū)驅(qū)動橋輸入軸輸入軸輸出軸輸出軸主減速器和差速器主減速器和差速器前置前驅(qū)驅(qū)動橋前置前驅(qū)驅(qū)動橋(發(fā)動發(fā)動機(jī)縱置機(jī)縱置)前置前驅(qū)驅(qū)動橋前置前驅(qū)驅(qū)動橋(發(fā)動發(fā)動機(jī)橫置機(jī)橫置)主減速器主減速器1、功用：、功用：（1）降速增扭；（2）改變轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)方向90度；（3）滿足汽車轉(zhuǎn)彎及在不平路面上行駛時(shí)，左右驅(qū)動輪以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。2、分類：、分類： 1）按傳動齒輪副的數(shù)目分類 （1）單級主減速器 （2）雙級主減速器 2）按主減速器傳動比數(shù)分類 （1）單速式 （2）雙速式單級主減速器（1）結(jié)構(gòu)簡單，體積小，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，傳動效率高，重量輕，傳動效率高，多應(yīng)用于轎車及一般輕多應(yīng)用于轎車及一

10、般輕中型貨車；中型貨車；（2）采用準(zhǔn)雙曲面齒輪傳）采用準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動動(優(yōu)點(diǎn)和需注意的問優(yōu)點(diǎn)和需注意的問題題);（3）采用飛濺潤滑）采用飛濺潤滑;（4）缺點(diǎn)）缺點(diǎn): 傳動比小，不傳動比小，不能適應(yīng)需要大傳動比的能適應(yīng)需要大傳動比的重型車輛。重型車輛。 主動齒輪主動齒輪從動齒輪從動齒輪桑塔納轎車的主減速器桑塔納轎車的主減速器主動錐齒輪主動錐齒輪從動錐齒輪從動錐齒輪半軸齒輪半軸齒輪行星齒輪軸行星齒輪軸行星齒輪行星齒輪差速器殼差速器殼圓錐軸承圓錐軸承主動錐齒輪支撐方式主動錐齒輪支撐方式 （1） 跨置式： 主動錐齒輪前后方均有軸承支承，支承剛度較大。適用于負(fù)荷較大的單級主減速器（2）懸臂式：）懸臂式

11、： 主動錐齒輪只在前方有支承，后方?jīng)]有，支承剛度較差。適用于負(fù)荷較小的輕型車。 為提高支為提高支承剛度，防止承剛度，防止負(fù)荷過大時(shí)從負(fù)荷過大時(shí)從動齒輪變形過動齒輪變形過大而破壞嚙合，大而破壞嚙合，采用支承螺柱。采用支承螺柱。從動錐齒輪支撐從動錐齒輪支撐潤滑潤滑 在主減速器殼內(nèi)要加一定量的齒輪油。當(dāng)從動錐齒輪轉(zhuǎn)動時(shí)，把齒輪油甩濺到各齒輪和軸承上。 在主減速器殼后面設(shè)有加油口，應(yīng)按加油口的高度加注齒輪油。 在主減速器殼體上裝有通氣塞，防止殼內(nèi)氣壓過高而使齒輪油滲漏。 在更換齒輪油時(shí)，可通過設(shè)在主減速器殼下面的放油口將齒輪油放出 。 應(yīng)注意的是，準(zhǔn)雙曲面齒輪在工作時(shí)，齒面間有較大的相對滑動，且齒面間

12、壓力很大，齒面油膜易被破壞。為減少摩擦，提高效率，必須采用含防刮傷添加劑的雙曲面齒輪油，絕不允許用普通齒輪油代替，否則將使齒面迅速擦傷和磨損，大大降低使用壽命。雙級主減速器雙級主減速器1、功用：、功用： 為了獲得較大的減速比，為了獲得較大的減速比，且保證汽車的最小離地且保證汽車的最小離地間隙足夠大，以提高汽間隙足夠大，以提高汽車通過性。車通過性。2、傳動方式：、傳動方式：第一級：錐齒輪傳動第一級：錐齒輪傳動第二級：圓柱斜齒輪傳動第二級：圓柱斜齒輪傳動從動錐齒輪從動錐齒輪主動錐齒輪軸主動錐齒輪軸主動錐齒輪主動錐齒輪半軸半軸中間軸中間軸第二級主動齒輪第二級主動齒輪第二級從動齒輪第二級從動齒輪雙級主

13、減速器工作情況：雙級主減速器雙級主減速器主減速器主減速器貫通式主減速器 多軸驅(qū)動汽車的各驅(qū)動橋的布置有非貫通式和貫通式兩種。 采用貫通式驅(qū)動橋可以減少分動器的動力輸出軸數(shù)量，簡化了結(jié)構(gòu) 貫通式主減速器貫通式主減速器 前面（或后面）兩驅(qū)動橋的傳動軸是串聯(lián)的，傳動軸前面（或后面）兩驅(qū)動橋的傳動軸是串聯(lián)的，傳動軸從離分動器較近的驅(qū)動橋中穿過，通往另一驅(qū)動橋從離分動器較近的驅(qū)動橋中穿過，通往另一驅(qū)動橋。延安延安SX2150SX2150型汽車貫通式中驅(qū)動橋型汽車貫通式中驅(qū)動橋主動準(zhǔn)雙曲面齒輪主動準(zhǔn)雙曲面齒輪從動圓柱齒輪從動圓柱齒輪主動圓柱齒輪主動圓柱齒輪凸緣盤凸緣盤從動準(zhǔn)雙曲面齒輪從動準(zhǔn)雙曲面齒輪貫通軸

14、貫通軸三、差速器三、差速器 1、功用：、功用：（1）將主減速器傳來的動力傳給左、右兩半軸。（2）并在必要時(shí)允許左、右半軸以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，使左、右驅(qū)動車輪相對于地面純滾動而不是滑動。 2、分類：、分類：1）按安裝的位置分：（1）輪間差速器軸間差速器（2）普通差速器防滑差速器2）按差速器的功能分：（1）普通差速器（2）防滑差速器3）按兩側(cè)輸出轉(zhuǎn)矩是否相等分：（1）對稱式（2）不對稱式差速器差速器3、安裝差速器的原因：、安裝差速器的原因：n1）原因：轉(zhuǎn)彎、路面不平會造成兩輪滾動距離不同。n2）形式：n（1）輪間差速器n滿足左右兩輪實(shí)現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速n（2）軸間差速器n滿足前后兩軸實(shí)現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速2、汽車轉(zhuǎn)向

15、時(shí)驅(qū)動輪運(yùn)動示意圖、汽車轉(zhuǎn)向時(shí)驅(qū)動輪運(yùn)動示意圖外側(cè)車輪移過的外側(cè)車輪移過的距離大距離大 內(nèi)側(cè)車輪移過的內(nèi)側(cè)車輪移過的距離小距離小 若若兩側(cè)車輪都固定在同一剛性軸兩側(cè)車輪都固定在同一剛性軸上，兩輪上，兩輪角速度相等，則外輪必然是邊滾動邊滑移，內(nèi)角速度相等，則外輪必然是邊滾動邊滑移，內(nèi)輪必然是邊滾動邊滑轉(zhuǎn)。輪必然是邊滾動邊滑轉(zhuǎn)。 滑動產(chǎn)生的不良后果：滑動產(chǎn)生的不良后果： 若各車輪角速度相等，則必然若各車輪角速度相等，則必然存在滑動存在滑動，造成，造成輪胎磨輪胎磨損加劇損加劇，增加汽車動力消耗增加汽車動力消耗，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向和制動性能的惡化導(dǎo)致轉(zhuǎn)向和制動性能的惡化。 左右車輪行駛距離左右車輪行駛距離不等的

16、不等的影響因素影響因素： a.汽車轉(zhuǎn)彎汽車轉(zhuǎn)彎 b.道路不平道路不平 c.輪胎壓力不等輪胎壓力不等 等因素等因素 一、普通差速器一、普通差速器行星錐齒輪差速器行星錐齒輪差速器差速器動力傳遞差速器動力傳遞 1）行星齒輪轉(zhuǎn)動：（1）公轉(zhuǎn)（2）自轉(zhuǎn)差速器的結(jié)構(gòu)差速器的結(jié)構(gòu)主減速器從動齒輪主減速器從動齒輪行星齒輪軸行星齒輪軸差速器殼差速器殼半軸半軸半軸半軸半軸齒輪半軸齒輪行星齒輪行星齒輪動力傳遞線路動力傳遞線路4、差速器工作原理、差速器工作原理：怎樣保證內(nèi)外側(cè)車輪以不同轉(zhuǎn)速運(yùn)動？怎樣保證內(nèi)外側(cè)車輪以不同轉(zhuǎn)速運(yùn)動？ 汽車直行時(shí)：汽車直行時(shí)：行星齒輪公轉(zhuǎn)行星齒輪公轉(zhuǎn); 半軸齒輪轉(zhuǎn)速相同半軸齒輪轉(zhuǎn)速相同汽車

17、轉(zhuǎn)彎時(shí)：汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)：行星齒輪公轉(zhuǎn)行星齒輪公轉(zhuǎn)+自轉(zhuǎn)。自轉(zhuǎn)。自轉(zhuǎn)導(dǎo)致一側(cè)半軸轉(zhuǎn)速快，自轉(zhuǎn)導(dǎo)致一側(cè)半軸轉(zhuǎn)速快，一側(cè)轉(zhuǎn)速慢。一側(cè)轉(zhuǎn)速慢。行星齒輪行星齒輪半軸齒輪半軸齒輪半軸軸線半軸軸線(公轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)軸線軸線) 行星齒輪軸軸行星齒輪軸軸線（自傳軸線）線（自傳軸線）當(dāng)汽車直線行駛時(shí) 路面阻力反映到差速機(jī)構(gòu)上，使得行星齒輪與半軸齒輪嚙合點(diǎn)A、B受力相等（PA=PB)，由于行星齒輪相當(dāng)于一個(gè)等臂的杠桿，則nMA=PArnMB=PBrnMA=MB (大小相等，方向相反）n所以，行星齒輪沒有自轉(zhuǎn)，n只有公轉(zhuǎn)，差速器不起差速n作用 。嚙合點(diǎn)A嚙合點(diǎn)B直線行駛時(shí)的差速器直線行駛時(shí)的差速器當(dāng)汽車右轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)：n路面阻力反

18、映到差速機(jī)構(gòu)上，使得行星齒n輪與半軸齒輪嚙合點(diǎn)A、B受力不相等n如圖汽車右轉(zhuǎn)彎，（PAPB)，n由于行星齒輪相當(dāng)于一個(gè)等臂的杠桿，則nMA=PAr ，MB=PBrnMAMB 在MB-MA的作用下，行星齒輪發(fā)生自轉(zhuǎn)，同時(shí)也有公轉(zhuǎn)，差速器起差速作用 。PP路面對車輪的附路面對車輪的附加力加力P使行星齒使行星齒輪受力不平衡，輪受力不平衡，產(chǎn)生自轉(zhuǎn)力矩。產(chǎn)生自轉(zhuǎn)力矩。轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)的差速器轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)的差速器（ 1 ）差速器的運(yùn)動特性n 差速器不起作用時(shí)，兩半軸轉(zhuǎn)速均等于差速器殼的轉(zhuǎn)速。即 n l n 2 n o n差速器起作用時(shí)，一側(cè)半軸增加的轉(zhuǎn)速等于另一側(cè)半軸減小的速度， n l = n 2 。 n 左

19、、右兩半軸轉(zhuǎn)速之和永遠(yuǎn)等于差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍。即 n l n 2 2 n 0 n由這一特性可知，當(dāng)任何一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為零時(shí)，另一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍；當(dāng)差速器殼轉(zhuǎn)速為零時(shí)，若一側(cè)半軸齒輪受其它外來力矩而轉(zhuǎn)動，則另一側(cè)半軸齒輪即可以相同的轉(zhuǎn)速反向轉(zhuǎn)動。 （ 2 ）差速器的扭矩特性n無論差速器差速與否，行星錐齒輪差速器都具有轉(zhuǎn)矩等量分配的特性。 如果汽車的一個(gè)車輪陷在泥中，汽如果汽車的一個(gè)車輪陷在泥中，汽車能不能依靠另一側(cè)在好路上的車輪從車能不能依靠另一側(cè)在好路上的車輪從泥中出來？泥中出來？思考題思考題對稱式圓錐齒輪差速器的對稱式圓錐齒輪差速器的運(yùn)動特性運(yùn)動特性及及轉(zhuǎn)矩分配特性

20、轉(zhuǎn)矩分配特性N1, M1N2, M2N0, M0M1 = M2 =1/2 M0N1 + N2 = 2 N0討論：討論：1、若、若 N1=0，則，則N2=2N0；2、若若N0=0， 則則N1=-N2，反，反向轉(zhuǎn)動向轉(zhuǎn)動3、若若M1 =0，則，則M2 =0；輪間差速器輪間差速器軸間差速器軸間差速器四輪驅(qū)動轉(zhuǎn)彎時(shí)：四輪驅(qū)動轉(zhuǎn)彎時(shí)：四個(gè)車輪的行駛距離都不一樣四個(gè)車輪的行駛距離都不一樣輪間差速器輪間差速器5、防滑差速器、防滑差速器對稱式齒輪差速器對稱式齒輪差速器平均分配扭矩平均分配扭矩有什么缺點(diǎn)？有什么缺點(diǎn)？ 防滑差速器防滑差速器可以克服對稱錐齒輪式差速器的弊端：可以克服對稱錐齒輪式差速器的弊端： 它可以在它可以在一側(cè)驅(qū)動輪打滑空轉(zhuǎn)一側(cè)驅(qū)動輪打滑空轉(zhuǎn)的同時(shí)，將大部的同時(shí)，將大部分或全部分或全部轉(zhuǎn)矩傳給不打滑的驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩傳給不打滑的驅(qū)動輪，以利用這一驅(qū)動，以利用這一驅(qū)動輪的附著力產(chǎn)生較大的驅(qū)動力矩使汽車行駛。輪的附著力產(chǎn)生較大的驅(qū)動力矩使汽車行駛。 1 1）強(qiáng)制鎖住式差速器）強(qiáng)制鎖住式差速器 在路況不好時(shí)，通過使用差速鎖，使兩