第十八章驅(qū)動(dòng)橋

第十八章驅(qū)動(dòng)橋一、概述1、組成：主減速器、差速器、半軸和驅(qū)動(dòng)橋殼等組成。2、功用：（a）將萬(wàn)向傳動(dòng)裝置傳來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩通過(guò)主減速器、差速器、半軸等傳給驅(qū)動(dòng)車輪，并進(jìn)一步減速增矩。（b）通過(guò)主減速器錐齒輪副改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向。（c）通過(guò)差速器實(shí)現(xiàn)兩側(cè)車輪的差速作用，保證內(nèi)外側(cè)車輪以不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向。

1-后橋殼；2-差速器殼；3-差速器行星齒輪；4-差速器半軸齒輪；5-半軸；6-主減速器從動(dòng)齒輪齒圈；7-主減速器主動(dòng)小齒輪后輪驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)橋的主要部件3、分類：一、概述斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋采用非獨(dú)立懸架。其驅(qū)動(dòng)橋殼為一剛性的整體，驅(qū)動(dòng)橋兩端通過(guò)懸架與車架連接，左右半軸始終在一條直線上，即左右驅(qū)動(dòng)輪不能相互獨(dú)立地跳動(dòng)。當(dāng)某一側(cè)車輪通過(guò)地面的凸出物或凹坑升高或下降時(shí)，整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋及車身都要隨之發(fā)生傾斜，車身波動(dòng)大。非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋采用獨(dú)立懸架，如圖所示。其主減速器固定在車架上，驅(qū)動(dòng)橋殼制成分段并用鉸鏈連接，半軸也分段并用萬(wàn)向節(jié)連接。驅(qū)動(dòng)橋兩端分別用懸架與車架(或車身)連接。這樣，兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)輪及橋殼可以彼此獨(dú)立地相對(duì)于車架上下跳動(dòng)。斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋二、主減速器

1、主減速器的功用

將輸入的轉(zhuǎn)矩增大、轉(zhuǎn)速降低，并將動(dòng)力傳遞的方向改變后傳給差速器。2、類型按參加傳動(dòng)的齒輪副數(shù)目，可分為單級(jí)式主減速器和雙級(jí)式主減速器。按主減速器的主傳動(dòng)比檔數(shù)，可分為單速式和雙速式主減速器。單速式的傳動(dòng)比是一定值，而雙速式則有兩個(gè)傳動(dòng)比供駕駛員選擇。按齒輪副結(jié)構(gòu)形式，可分為圓柱齒輪式主減速器、圓錐齒輪式主減速器和準(zhǔn)雙曲面齒輪式。單級(jí),準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動(dòng)（1）結(jié)構(gòu)：只有一對(duì)錐齒輪；（2）優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，重量輕和傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)。（3）構(gòu)造及工作情況：萬(wàn)向傳動(dòng)裝置傳來(lái)的動(dòng)力由叉形凸緣經(jīng)花鍵傳給主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪，減速變向后，通過(guò)螺栓傳給差速器殼，由差速器傳給兩側(cè)半軸驅(qū)動(dòng)齒輪。3、單級(jí)主減速器二、主減速器

（4）應(yīng)用：除了一些要求大傳動(dòng)比的中、重型車采用雙級(jí)主減速器外，一般微、輕、中型車基本采用單級(jí)主減速器。東風(fēng)EQ1141G型汽車主減速器及差速器十字軸差速器左半殼差速器右半殼調(diào)整螺母圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承主動(dòng)錐齒輪凸緣調(diào)整墊片調(diào)整墊片殼從動(dòng)錐齒輪軸承座隔套行星齒輪半軸齒輪（5）組成二、主減速器

要求：足夠的支撐剛度；必要的嚙合調(diào)整裝置。主動(dòng)錐齒輪使用跨置式支撐當(dāng)選定車輪規(guī)格后，驅(qū)動(dòng)橋中間部分都在高度方向的尺寸H，對(duì)上影響車身地板高度，對(duì)下決定了汽車最小離地間隙h。H取決于主減速器從動(dòng)齒輪的直徑大小。因此在保證所要求的傳動(dòng)比及足夠的輪齒強(qiáng)度條件下，應(yīng)盡可能減小主動(dòng)齒輪的齒數(shù)，從而減小從動(dòng)齒輪的直徑。4、雙級(jí)主減速器（1）結(jié)構(gòu)：一對(duì)螺旋錐齒輪，一對(duì)圓柱斜齒輪。（2）優(yōu)點(diǎn)：可以得到較大的傳動(dòng)比。（3）組成：（見(jiàn)右圖）二、主減速器

i=z4/z3×z2/z1CA1091型汽車主減速器及差速器剖面圖主動(dòng)軸一級(jí)主動(dòng)齒輪一級(jí)從動(dòng)齒輪二級(jí)主動(dòng)齒輪中間軸二級(jí)從動(dòng)齒輪差速器殼半軸齒輪行星齒輪十字軸二、主減速器

要求：足夠的支撐剛度；必要的嚙合調(diào)整裝置。主動(dòng)錐齒輪使用懸臂式支撐5、輪邊減速器（1）結(jié)構(gòu)：將第二級(jí)減速齒輪機(jī)構(gòu)制成同樣兩套，分別安裝在兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的近旁。（2）組成：行星齒輪式輪邊減速器：齒圈、行星齒輪、行星架、太陽(yáng)輪。

（3）特點(diǎn)：主減速器尺寸減小，保證了足夠離地間隙；需要兩套輪邊減速器，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造成本高。i=1+齒圈齒數(shù)/太陽(yáng)輪齒數(shù)PlanetaryWheelReductor

（行星齒輪式輪邊減速器）6、貫通式主減速器前面（或后面）兩驅(qū)動(dòng)橋的傳動(dòng)軸是串聯(lián)的，傳動(dòng)軸從離分動(dòng)器較近的驅(qū)動(dòng)橋中穿過(guò)，通往另一驅(qū)動(dòng)橋。延安SX2150型汽車貫通式中驅(qū)動(dòng)橋主動(dòng)準(zhǔn)雙曲面齒輪從動(dòng)圓柱齒輪主動(dòng)圓柱齒輪凸緣盤從動(dòng)準(zhǔn)雙曲面齒輪貫通軸二、主減速器

Thru-finalDrive（貫通式主減速器）TwoSpeeddoublereduction

FinalDrive

（雙速主減速器）若兩側(cè)車輪都固定在同一剛性軸上，兩輪角速度相等，則外輪必然是邊滾動(dòng)邊滑移，內(nèi)輪必然是邊滾動(dòng)邊滑轉(zhuǎn)。

左右車輪行駛距離不等的影響因素：

a.汽車轉(zhuǎn)彎b.道路不平c.輪胎壓力不等三、差速器外側(cè)車輪移過(guò)的距離大

內(nèi)側(cè)車輪移過(guò)的距離小

汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)驅(qū)動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)示意圖滑動(dòng)產(chǎn)生的不良后果：造成輪胎磨損加劇，增加汽車動(dòng)力消耗，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向和制動(dòng)性能的惡化。三、差速器1、功用：

當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎行駛或者在不平路面行駛時(shí)，使左右驅(qū)動(dòng)車輪以不同的角速度滾動(dòng)，以保證兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪與地面間作純滾動(dòng)運(yùn)動(dòng).2、差速器分類（1）按安裝位置分：輪間差速器和軸間差速器。（2）按工作特性分：普通錐齒輪差速器和防滑差速器。三、差速器輪間差速器

在多軸驅(qū)動(dòng)汽車的各驅(qū)動(dòng)橋之間，也存在類似問(wèn)題。為了適應(yīng)各驅(qū)動(dòng)橋所處的不同路面情況，使各驅(qū)動(dòng)橋有可能具有不同的輸入角速度，可以在各驅(qū)動(dòng)橋之間裝設(shè)軸間差速器。軸間差速器三、差速器3、普通錐齒輪差速器差速器殼差速器殼半軸齒輪半軸齒輪行星齒輪行星齒輪螺栓行星齒輪墊片半軸齒輪墊片半軸齒輪墊片十字軸有些汽車上，因傳遞的扭矩較大，可用四個(gè)行星錐齒輪，相應(yīng)的行星齒輪軸為十字形行星錐齒輪軸。三、差速器差速器的結(jié)構(gòu)主減速器從動(dòng)齒輪行星齒輪軸差速器殼半軸半軸半軸齒輪行星齒輪動(dòng)力傳遞線路:主減速器從動(dòng)齒輪三、差速器差速器殼行星齒輪軸行星齒輪半軸齒輪半軸4、差速器工作原理：

汽車直行時(shí)：行星齒輪公轉(zhuǎn);半軸齒輪轉(zhuǎn)速相同汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)：行星齒輪公轉(zhuǎn)+自轉(zhuǎn)。自轉(zhuǎn)導(dǎo)致一側(cè)半軸轉(zhuǎn)速快，一側(cè)轉(zhuǎn)速慢。行星齒輪

半軸齒輪半軸軸線(公轉(zhuǎn)軸線)行星齒輪軸軸線（自傳軸線）三、差速器普通齒輪差速器工作原理

直線行駛時(shí)的差速器直線行駛時(shí)的差速器轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)的差速器1、2-半軸齒輪3-差速器殼4-行星齒輪5-行星齒輪軸6-主減速器從動(dòng)錐齒輪(1)對(duì)稱式錐齒輪差速器的運(yùn)動(dòng)特性：主減速器從動(dòng)錐齒輪6為主動(dòng)件，角速度為ω0，半軸齒輪的角速度分別為ω1、ω2，A、B分別為行星齒輪4與半軸齒輪1和2的嚙合點(diǎn)，C為行星齒輪的中心點(diǎn)，A、B、C三點(diǎn)到差速器旋轉(zhuǎn)軸線的距離均為r。a、轉(zhuǎn)速特性三、差速器當(dāng)行星齒輪4只是隨同行星架繞差速器旋轉(zhuǎn)軸線公轉(zhuǎn)時(shí)，處在同一半徑r上的A、B、C三點(diǎn)的圓周速度都相等，其值為0·r，于是0=1=2，即n1=n2=n0，差速器不起差速作用；當(dāng)行星齒輪4除公轉(zhuǎn)外，還繞本身的軸5以角速度4自轉(zhuǎn)時(shí)，嚙合點(diǎn)A的圓周速度為1·r=0·r+4·r4，嚙合點(diǎn)B的圓周速度為2·r=0·r-4·r4。于是1·r+2·r=（0·r+4·r4）+（0·r-4·r4）錐齒輪差速器的運(yùn)動(dòng)特性方程式：n1+n2=2n0即：結(jié)論：（1）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(lái)力矩而轉(zhuǎn)動(dòng)，則另一側(cè)半軸齒輪即以相同轉(zhuǎn)速反向轉(zhuǎn)動(dòng)。（2）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。n1,M1n2,M2n0,M0三、差速器錐齒輪差速器的運(yùn)動(dòng)特性方程式：n1+n2=2n0b、差速器的轉(zhuǎn)矩特性這種差速器在傳力過(guò)程中行星齒輪相當(dāng)于一個(gè)等臂杠桿，兩半軸齒輪半徑相等，行星齒輪沒(méi)有自轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)矩均分給兩半軸齒輪，即M1=M2=0.5。行星齒輪自轉(zhuǎn)時(shí)，行星齒輪受到摩擦力矩Mr作用且與自轉(zhuǎn)方向相反。Mr使行星齒輪分別對(duì)左右半軸齒輪附加作用了兩個(gè)圓周力F1、F2

故M1=0.5（M0-

Mr），

M2=0.5（M0+

Mr）于是，M2-M1=Mr。三、差速器鎖緊系數(shù)K=0.05—0.15，轉(zhuǎn)矩比Kb=1.1—1.4c、差速器鎖緊系數(shù)K：衡量差速器內(nèi)摩擦力矩的大小及轉(zhuǎn)矩分配特性。鎖緊系數(shù)：差速器內(nèi)摩擦力矩與其輸入轉(zhuǎn)矩之比為K。轉(zhuǎn)矩比：兩半軸轉(zhuǎn)矩之比為轉(zhuǎn)矩比Kb。三、差速器故可認(rèn)為無(wú)論差不差速，轉(zhuǎn)矩總是平均分配的。三、差速器當(dāng)汽車在壞路面上行駛時(shí)，卻嚴(yán)重影響了通過(guò)能力。例如，當(dāng)汽車的一個(gè)驅(qū)動(dòng)車輪接觸到泥濘或冰雪路面時(shí)，此時(shí)在泥濘路面上的車輪原地滑轉(zhuǎn)，而在好路面上的車輪靜止不動(dòng)。對(duì)稱式錐齒輪差速器轉(zhuǎn)矩基本上總是平均分配的。這樣的分配比例對(duì)于汽車在好路面上直線或轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，都是滿意的。這是因?yàn)樵谀酀袈访嫔宪囕喤c路面之間附著力很小，路面只能對(duì)半軸作用很小的反作用轉(zhuǎn)矩，雖然另一車輪與好路面間的附著力較大，但因?qū)ΨQ式錐齒輪差速器具有轉(zhuǎn)矩平均分配的特性，使這一個(gè)車輪分配到的轉(zhuǎn)矩只能與傳到滑轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)輪上的很小的轉(zhuǎn)矩相等，致使總的牽引力不足以克服行駛阻力，汽車便不能前進(jìn)。防滑差速器可以克服上述對(duì)稱錐齒輪式差速器的弊端，它可以在一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪打滑空轉(zhuǎn)的同時(shí)，將大部分或全部轉(zhuǎn)矩傳給不打滑的驅(qū)動(dòng)輪，以利用這一驅(qū)動(dòng)輪的附著力產(chǎn)生較大的驅(qū)動(dòng)力矩使汽車行駛。下面以強(qiáng)制鎖止式差速器為例講解主動(dòng)齒輪從動(dòng)齒輪拔叉半軸半軸差速器殼差速器殼接合套齒圈將半軸與差速器殼連成一體，相當(dāng)于把左右兩半軸鎖成一體，使差速器不起作用。注意事項(xiàng)：一般要在停車時(shí)進(jìn)行操縱；接上差速鎖時(shí)，只允許直線行駛；通過(guò)壞路后應(yīng)立即脫開(kāi)差速鎖。三、差速器5、防滑差速器防滑差速器種類：強(qiáng)制鎖止式差速器高摩擦自鎖式差速器（摩擦片式、滑塊凸輪的式）牙嵌式自由輪差速器托森差速器強(qiáng)制鎖止式差速器自鎖式差速器差速鎖由接合器及操縱裝置組成汽車直行時(shí)：n1=n2=n0差速器殼轉(zhuǎn)速n0，前后軸蝸桿轉(zhuǎn)速n1、n2;由于兩蝸桿軸轉(zhuǎn)速相等，故渦輪與蝸桿之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，兩相嚙合的直齒圓柱齒輪之間亦無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，差速器與兩蝸桿軸均繞蝸桿軸線同步轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)矩平均分配。汽車直行時(shí)：n1≠n2n0≠0，前后軸蝸桿隨之同向旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，兩軸之間的轉(zhuǎn)速差是通過(guò)一對(duì)相嚙合的圓柱齒輪的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其齒面間存在很大的摩擦力，限制了這兩齒輪轉(zhuǎn)速增加。顯然，只有當(dāng)兩軸轉(zhuǎn)速差不大時(shí)才能差速。轉(zhuǎn)矩分配原理：利用蝸桿傳動(dòng)副的高內(nèi)摩擦力矩Mr進(jìn)行轉(zhuǎn)矩分配的。設(shè)n1>n2，當(dāng)前軸蝸桿轉(zhuǎn)速較高時(shí)，其內(nèi)摩擦力矩也較大，差速器將抑制該車輪的空轉(zhuǎn)的，將輸出轉(zhuǎn)矩M0多分配到后輸出軸，轉(zhuǎn)矩分配為：M1=M0+MrM2=M0-Mr。當(dāng)n0=0前蝸桿空轉(zhuǎn)時(shí)，后渦輪與蝸桿之間內(nèi)摩擦力矩過(guò)高，使M0全部分配到后軸蝸桿上，此時(shí)相當(dāng)于差速器鎖死不起差速作用。四、半軸1、功用：半軸用來(lái)將差速器半軸齒輪的輸出轉(zhuǎn)矩傳到驅(qū)動(dòng)輪或輪邊減速器上。在非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋內(nèi)，半軸一般是實(shí)心的；在斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋處，往往采用萬(wàn)向傳動(dòng)裝置給驅(qū)動(dòng)輪傳遞動(dòng)力；在轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋內(nèi)，半軸一般需要分為內(nèi)半軸和外半軸兩段，中間用等角速萬(wàn)向節(jié)相連接。2、分類：

⑴全浮式半軸：只傳遞扭矩，不傳遞彎矩。⑵半浮式半軸：除傳遞扭矩外，還要傳遞彎矩。全浮式半軸全浮式半軸常見(jiàn)于某些四驅(qū)車,在惡劣路況下使用的車輛，或是承載重負(fù)的車輛。全浮式半軸在每側(cè)使用一個(gè)半軸，僅僅安在車橋的兩端，在外端上有傳動(dòng)法蘭盤。該法蘭盤與輪轂蓋通過(guò)螺栓連接。對(duì)于全浮式半軸系統(tǒng)，半軸僅僅用于將轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩從差速器傳輸?shù)杰囕?，并不?fù)擔(dān)車輛的重量。全浮式半軸半軸套管與驅(qū)動(dòng)橋殼壓配成一體，組成驅(qū)動(dòng)橋殼。半軸與橋殼沒(méi)有直接聯(lián)系半浮式半軸半浮式軸十分常見(jiàn)。半軸內(nèi)端支撐與全浮式相同，外端是錐形，有鍵槽；輪轂相應(yīng)錐形孔與之相配合。半浮式半軸有兩個(gè)用途。首先，連接在車輪上，用以支撐車輛及其所載貨物的重量。其次，半軸肩負(fù)著將轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩從差速器傳送到車輪的任務(wù)。半浮式半軸半軸用圓錐滾子軸承直接支撐在橋殼凸緣內(nèi)。因此車輪上各反力都必須經(jīng)過(guò)半軸傳遞給驅(qū)動(dòng)橋殼。五、橋殼1、功用：

驅(qū)動(dòng)橋殼一般由主減速器殼和半軸套管組成。其內(nèi)部用來(lái)安裝主減速器、差速器和半軸等；其外部通過(guò)懸架與車架相連，兩端安裝制動(dòng)底板并連接車輪，承受懸