汽车理论与构造-16-章驱动桥 发布时间:2022-10-08 02:22:05 来源:鼎博app官网版下载 作者:鼎博安卓版

  本章学习目标: 本章学习目标: 1、掌握驱动桥的功用、组成及类型。 2、熟悉主减速器、差速器的类型和应用特点。

  驱动桥的功用、 一、驱动桥的功用、组成 驱动桥的功用是将万向传动装置(或变速器)传来的动力经降速增扭、 改变动力传递方向(发动机纵置时)后,分配到左右驱动轮,使汽车行驶, 并允许左右驱动轮以不同的转速旋转。 图14四冲程柴油机示意图

  驱动桥的功用、 一、驱动桥的功用、组成 驱动桥是传动系的最后一个总成,它由主减速器、差速器、半轴和桥 壳等组成,如图16-1所示。

  图16-1 非断开式驱动桥示 1-轮毂 2-半轴 3-驱动桥壳 4-主 减速器 5-差速器

  二、驱动桥的类型 按半轴套管与主减速器壳体的连接方式驱动桥一般可分为非断开式和断 开式两种

  非断开式驱动桥也叫整体式驱动桥(图16-1)采用非独立悬架。其驱 动桥壳为一刚性的整体,两端通过悬架与车架连接。行驶时左右驱动 轮不能相互独立地跳动,整个车桥和车身会随着路面的凸凹变化而发 图14四冲程柴油机示意图 生倾斜。这种结构多用于汽车的后桥上。

  2.断开式驱动桥 断开式驱动桥采用独立悬架。如图16-2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,而车身不会随车轮跳动,提高了行驶平顺性 和通过性。 图14四冲程柴油机示意图

  图16-2 断开式驱动桥示 1-主减速器 2-半轴 3-弹性元件 4-减振 器5-车轮 6-摆臂 7-摆臂轴

  3.转向驱动桥 转向驱动桥具有转向功能的驱动桥,称为转向驱动桥。前轮驱动 汽车的前桥都是转向驱动桥。

  主减速器的功用是将输入的转矩增大,转速降低,并将动力传递方 向改变后(发动机横置的除外)传给差速器。主减速器的传动比一般轿 车为4-5,货车为6-8。主减速器的减速比越大,从动大齿轮的直径就越 大,汽车的最小离地间隙也就越小,汽车的通过性能降低。为解决这一 矛盾,有的汽车的主减速器采用两级齿轮减速。 图14四冲程柴油机示意图

  为满足不同的使用要求,主减速器的结构形式也有所不同,但都是 由齿轮机构、支承调整装置和主减速器壳构成,其主要类型见下表。

  分类方式 单级式主减速器 按参加减速传动 的齿轮副数目分有 双级式主减速器(若将双级式主减速器的第二级齿轮传动设置在两侧驱动轮 处,称为轮边主减速器) 单速式主减速器(只有一个固定的传动比) 按主减速器传动 速比个数分有 双速式主减速器(有两个传动比供驾驶员选择) 圆柱齿轮式(又可分为定轴轮系式和行星轮系式)主减速器 按齿轮副结构型式分有 圆锥齿轮式(又可分为螺旋锥齿轮式和双曲面锥齿轮式)主减速器 类 型

  1.单级主减速器 单级主减速器只有一对锥齿轮,具有结 构简单,质量和体积小,传动效率高,且动 力性能满足中型以下货车及轿车的要求。因 此,单级主减速器在这些车型上得以普遍采 用。 图14四冲程柴油机示意图 当发动机横向布置时,由于主减速器 主动齿轮轴线与差速器轴线平行,因此主减 速器采用一对斜齿圆柱齿轮传动即可,无需 改变动力的传递方向。而当发动机纵向布置 的汽车上,由于需要改变动力传递方向(一 般为90°),主减速器都采用一对圆锥齿轮 单级主减速器齿轮 传动。 1—主动齿轮 2—从动齿轮 图16-3所示为东风EQ1090E型汽车单 级主减速器。

  1-差速器轴承盖 2-轴承调整螺母 3、13、17-圆锥滚子轴承 4-主减 速器壳体 5-差速器壳体 6-支承 螺柱 7-从动锥齿轮 8-进油道 9、 14-调整垫片 10-防尘罩 11-叉形 凸缘 12-油封 15-轴承座 16-回 油道 18-主动锥齿轮 19-圆柱滚 子轴承 20-行星齿轮球面垫片 21-行星齿轮推力垫片 22-半轴齿 轮调整垫片 23-半轴齿轮 24-行 星齿轮轴 25-螺栓

  2.双级主减速器 当汽车要求主减速器具有较大 的传动比时,由一对锥齿轮构成的单 级主减速器已不能保证足够的离地间 隙,这时需要采用两对齿轮降速的双 图14四冲程柴油机示意图 级主减速器,以使其既能保证足够的 动力,又能减小其外廓尺寸,提高汽 车的通过性。 图7-7所示为解放CA1091型汽车 双级主减速器,第一级为锥齿轮传动, 第二级为圆柱斜齿轮传动。

  双级主减速器齿轮 1—圆锥主动齿轮 2—圆锥从动齿轮 圆柱主动齿轮4 3—圆柱主动齿轮4—圆柱从动齿轮 5—差速器行星齿轮

  2.双级主减速器 图16-5所示为解放CA1091 型汽车双级主减速器,第一级 为锥齿轮传动,第二级为圆柱 斜齿轮传动。 图14四冲程柴油机示意图

  图16-5 双级主减速器及差速器 1-第二级从动斜齿圆柱齿轮 2差速器壳体3-调整螺母 4、15轴承盖 5-第二级主动斜齿圆柱 齿轮 6、7、8、13-调整垫片 9第一级主动锥齿轮轴 10-轴承座 11-第一级主动锥齿轮 12-主减 速器壳体 14-中间轴 16-第一级 从动齿轮 17-后盖

  3.轮边减速器 有些重型汽车,为了增加最小离地间隙,同时获得大的传动比,以提 高通过能力和动力性,将双级主减速器的第二级齿轮减速机构放在两侧车 轮近旁,称为轮边减速器。 轮边减速器又有定轴轮系和行星轮系两种结构型式。定轴轮系轮边 减速器用一对外啮合(或内啮合)圆柱齿轮减速。下图为上海SH3540A型汽 车的行星齿轮式轮边减速器及其传动示意图。 图14四冲程柴油机示意图

  4.双速主减速器 为了适用复杂的使用条件,对于多用途载货车,其主减速器具有两 个档(即两个传动比)。可根据行驶条件的变化改变档位,提高汽车的动 力性和经济性,这种主减速器称为双速主减速器。 图16-7所示为行星齿轮式双速主减速器传动示意图。它由一对圆 锥齿轮、一套行星齿轮机构及其操纵机构组成。 图14四冲程柴油机示意图

  图16-7 行星齿轮式双速 主减速器 a)高速挡单级传动 b)低速挡双级传动 1-接合套 2-左半轴 3-拨 叉 4-行星齿轮 5-主动锥 齿轮 6-差速器 7-从动锥 齿轮8-内齿圈 9-行星架 A-短接合齿 B-固定齿圈 C-行星架内齿圈 D-长接 合齿

  5.贯通式主减速器 有些多轴驱动 的越野汽车,为了简化 结构,增大离地间隙, 分动器到同一方向的两 驱动桥之间只有一套万 向传动装置。这样,传 图14四冲程柴油机示意图 动轴须从离分动器较近 的驱动桥中穿过,再通 向离分动器较远的驱动 桥。这种被传动轴穿过 的驱动桥称为贯通式驱 动桥,相应的主减速器 称为贯通式主减速器。

  差速器是一个差速传动机构,用来保证各驱动轮在各种运动条件 下的动力传递,避免轮胎与地面间打滑。 边滚动边滑动的现象:汽车转弯 图14四冲程柴油机示意图 行驶时,外侧车轮比内侧车轮所走过 的路程长;汽车在不平路面上直线行 驶时,两侧车轮走过的曲线长短也不 相等;即使路面非常平直,但由于轮 胎制造尺寸误差,磨损程度不同,承 受的载荷不同或充气压力不等,各个 轮胎的滚动半径实际上不可能相等, 若两侧车轮都固定在同一刚性转轴上, 两轮角速度相等,则车轮必然出现边 滚动边滑动的现象。

  车轮对路面的滑动不仅会加速轮胎磨损,增加汽车的动力消耗,而 且可能导致转向和制动性能的恶化。若主减速器从动齿轮通过一根整 轴同时带动两侧驱动轮,则两侧车轮只能同样的转速转动。 为了保证两侧驱动 轮处于纯滚动状态,就 必须改用两根半轴分别 连接两侧车轮,而由主 图14四冲程柴油机示意图 减速器从动齿轮通过差 速器分别驱动两侧半轴 和车轮,使它们可用不 同角速度旋转。这种装 在同一驱动桥两侧驱动 轮之间的差速器称为轮 差速器的工作原理图 a)直线行驶 b)转弯行驶 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。

  差速器的类型 差速器按其用途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。 无论是轮间差速器还是轴间差速器按其工作特性均可分为普通差速 器和防滑差速器两大类。 图14四冲程柴油机示意图

  差速器的构造 普通齿轮式差速器有锥齿轮式和圆柱齿轮式两种。由于锥齿轮式 差速器结构简单、紧凑,工作平稳,因此目前应用最为广泛。 图16-10为行星锥齿轮差速器。它由四个行星锥齿轮、一个十字形 行星锥齿轮轴(简称十字轴)、两个半轴锥齿轮、差速器壳以及垫片 图14四冲程柴油机示意图 等组成。

  差速器的工作特性 ①差速器的运动特性:差速器无论差速与否,都具有两半轴齿轮转速 之和始终等于差速器壳转速的两倍,而与行星齿轮自转速度无关的特性。 即:

  图16-12 差速器运动原理 1、2-半轴锥齿轮 3-差速器壳体 4-行星锥齿轮 5-行星锥齿轮轴 6主减速器从动锥齿轮

  ②差速器的转矩特性:无论差速器差速与否,对称式行星锥齿轮差速器 都近似具有转矩等量分配的特性(K=0.05-0.15)。 当 n4 = 0 当 n4 ≠ 0 时 时

  图16-13 差速器转矩分配示意图 1、2-半轴锥齿轮 3-行星锥齿轮轴 4-行 星锥齿轮

  (1)强制锁止式差速器 强制锁止式差速器就是在行星锥齿轮差速器上装设了差速锁。需 要时,由驾驶员操纵差速锁,使差速器不起差速作用,相当于把左右两 半轴连锁成一整体。 图14四冲程柴油机示意图 图示为奔驰2026A型汽车强制锁止式差速器。它的差速锁由牙嵌式 接合器及其操纵机构两大部分组成。牙嵌式接合器的固定接合套26用花 键与差速器壳体24左端连接,并用弹性挡圈27轴向限位。滑动接合套28 用花键与半轴29连接,并可在轴上轴向滑动。操纵机构的拨叉37装在拨 叉轴36上并可沿导向轴39轴向滑动,其叉形部分插入滑动接合套的环槽 中。 当汽车在完好路面上行驶不需要锁止差速器时,牙嵌式接合器的 固定接合套与滑动接合套不接合,即处于分离状态,此时为普通行星锥 齿轮差速器。

  奔驰2026A型汽车强制锁止式差速器 1-传动凸缘 2-油封 3-轴承 4-调整 隔圈 5-主减速器主动齿轮 6-轴承 7-调整垫片8-主减速器壳体 9-挡油 盘 10-驱动桥壳 11-半轴 12-带挡油 盘的调整螺母13-轴承盖 14-定位销 图14四冲程柴油机示意图 15-集油槽 16-轴承 17-差速器壳体 18-推力垫片19-半轴锥齿轮 20-主减 速器从动齿轮 21-锁板 22-衬套 23螺栓24-差速器壳体 25-调整螺母 26-固定接合套 27-弹性挡圈 28-滑 动接合套29-半轴 30-气管接头 31带密封圈的活塞 32-差速锁指示灯开 关33-调整螺钉及其锁紧螺母 34-缸 盖 35-缸体 36-拨叉轴 37-拨叉38弹簧 39-导向轴 40-行星锥齿轮 41密封圈 42-螺栓 43-十字轴44-推力 垫圈 45-轴承座 46-螺母

  (2)摩擦片式自锁差速器 图16-14所示为摩擦片式 自锁差速器。它是在普通行 星锥齿轮差速器的基础上发 展而成的。它在两半轴齿轮 背面与差速器壳之间各装有 图14四冲程柴油机示意图 一组摩擦片,以增加差速器 内摩擦力矩。

  图16-14 摩擦片式自锁差速器 1-差速器壳体 2-从动摩擦片 3主动摩擦片 4-推力压盘 5-行星 齿轮 6-十字轴 7-凸V形斜面

  摩擦式离合器由推力压盘、主、 从动摩擦片组成。推力压盘上的内 花键与半轴相连,而其上的外花键 与从动摩擦片的内花键连接。主动 摩擦片的外花键与差速器壳的内花 键连接。推力压盘及主、从动摩擦 片均可作微小的轴向移动。十字轴 图14四冲程柴油机示意图 由两根互相垂直的行星齿轮轴组成, 其端部均切有凸V形斜面,差速器 壳上与之相配合的孔稍大于轴,且 也有凹V型斜面。两根行星齿轮轴 的V形面是反向安装的。形成摩擦 力的轴向正压力来自3个方面: (1)蝶簧正压力 (2)行星轮自传时, 由锥齿轮传动产生的轴向分力(3) 行星架传递驱动转矩时,由V形斜 面作用产生的轴向分力

  3.托森差速器 托森差速器又称蜗轮-蜗杆式差速器。 由差速器壳,左半轴蜗杆、右半轴蜗杆、 蜗轮轴和蜗轮等组成。蜗轮通过蜗轮轴固 定在差速器壳上,三对蜗轮分别与左、右 半轴蜗杆相啮合,每个蜗轮两端固定有两 个圆柱直齿轮。成对的蜗轮通过两端相互 图14四冲程柴油机示意图 啮合的直齿圆柱齿轮发生联系。图16-15 所示为奥迪80和奥迪90全轮驱动的轿车前、 后驱动桥之间采用的托森差速器。它由差 速器壳、六个蜗轮、六根蜗轮轴、十二个 直齿圆柱齿轮及前、后轴蜗杆组成。多用 于轴间自锁差速器,装在变速器后端,转 矩由变速器输出轴传给托森差速器,再由 差速器直接分配给前驱动桥和后驱动桥。 差速器壳; 直齿轮轴; 1-差速器壳;2-直齿轮轴;3-半

  轴;4-直齿轮 5-主减速器被 动齿轮; 蜗伦; 动齿轮;6-蜗伦;7-蜗杆

  一、半轴 半轴用于将差速器传来的动力传给驱动轮。因其传递的转矩较大, 常制成实心轴。半轴的结构因驱动桥结构型式的不同而异。整体式 驱动桥中的半轴为一刚性整轴;而转向驱动桥和断开式驱动桥中的 半轴则分段并用万向节连接。半轴内端一般制有外花键与半轴齿轮 连接,其外端与轮毂连接。 图14四冲程柴油机示意图 半轴的受力情况,由半轴与驱动轮的轮毂在桥壳上的支承型式 而定。现代汽车常采用全浮式半轴支承和半浮式半轴支承两种半轴 支承型式。

  (1)全浮式半轴支承 全浮式半轴支承 全浮式半轴支承是指半轴只承受转矩,而两端均不承受其它任何 反力和反力矩的半轴支承型式。 全浮式半轴支承多用于货车上。图16-19所示为全浮式半轴支承 示意图。 图14四冲程柴油机示意图

  图16-19 全浮式半轴支承的驱动桥受力情况示 意图1-驱动桥壳 2-半轴 3-半轴凸缘 4-轮毂 5-圆锥滚子轴承 6-主减速器从动齿轮

  全浮式半轴支承 1-半轴套管 2-调整螺母 3-油 封 4-锁紧垫圈 5-锁紧螺母 6半轴 7-轮毂螺栓 8、10-圆锥 滚子轴承 9-轮毂 11-油封 12空心梁

  (2)半浮式半轴支承 2 半浮式半轴支承 半浮式半轴支承是指半轴内端只受转矩,而外端除承受转矩外, 还要承受全部弯矩的半轴支承型式。 图16-19b所示为半浮式半轴支承形式的示意图。

  半浮式半轴外端支承 1-驱动桥壳 2-轴承盖 3-半轴 4-定位 环 5-轴承 6-制动鼓 7-半轴凸缘盘

  二.驱动桥壳 驱动桥壳既是传动系统的组成部分,同时也是行驶系统的组成部分。 作为传动系统的组成部分,其功用是安装并保护主减速器、差速器和半轴。 作为行驶系统的组成部分,其功用是安装悬架或轮毂,和从动桥一起支承 汽车悬架以上各部分质量,承受驱动车轮传来的作用力和力矩,并在驱动 车轮与悬架之间传力。因此,要求驱动桥壳应具有足够的强度和刚度,质 图14四冲程柴油机示意图 量小,便于主减速器的拆装和调整。

  驱动桥壳可分为整体式驱动桥 壳和分段式驱动桥壳两种类型。一 般多采用整体式。整体式桥壳因制 造方法不同又有多种形式,常见的 有整体铸造、中段铸造压入钢管、 钢板冲压焊接等形式。