底盘教案驱动桥

1、汽车底盘结构与检修教案教学内容备 注（首页）班级： 日期： 年 月 日 编号教 学 目 的 与 要 求了解驱动桥的基本知识；掌握单级主减速器的结构和工作原理。 掌握双级主减速器的结构和工作原理。掌握差速器的结构和工作原理掌握半轴和桥壳的结构和作用。掌握驱动桥的故障诊断方法和主要零部件的检修。本 课 重点 与 难点掌握单级主减速器的结构和工作原理掌握差速器的结构和工作原理课 堂 进 程次序内 容1.第七章 驱动桥第一节 概述 2.第二节 主减速器 （2课时）3.第三节 差速器 （2课时）4.第四节 半轴和桥壳 （1课时）5.第五节 四轮驱动系统 （1课时）6.第六节 驱动桥的故障诊断与检修 （2

2、课时）7.复习 布置思考题 8.9.10.11.第七章 驱动桥第一节 概述一、组成与功用驱动桥是传动系的最后一个总成。一般汽车的驱动桥如7-1所示，P195。它由主减速器、减速器、半轴和桥壳等组成。万向传动装置传来的动力依次经主减速器、减速器和半轴最后传给驱动轮。驱动桥的功用是万向传动装置输入的动入经降速增矩、改变动力传递方向后，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而驱动汽车行驶。二、结构类型按结构不同，驱动桥分为整体式驱动桥和断开式驱动桥两种。整体式驱动桥（图7-1）采用非独立悬架。其驱动桥壳为一刚性的整体，驱动桥两端通过悬架与车架连接，左右半轴始终在一条直线上，即

3、左右驱动桥不能相互独立地跳动。断开式驱动桥（图7-2，P195）采用独立悬架，其主减速器4固定在车架，驱动桥壳1分段制成并用铰链连接，半轴2也分段并用万向节6连接。驱动器两端分别用悬架与车加连接。第二节 主减速器主减速器的功用是将输入的转矩增大并相应降低转速，以及当发动机纵置时还具有改变，转矩旋转方向的作用。为满足不同的使用要求，主减速器的结构形式也是不同的。按参加减速传动的齿轮副数目分，有单级式主减速器和双级式主减速器。按主减速器传动比档数分，有单速式和双速式。按齿轮副结构形式分，有圆柱齿轮式（又可分为轴线固定和轴线旋转式及行星齿轮式）圆锥齿轮式和准双曲面齿轮式。一、单级主减速器目前，轿车和

4、一般轻、中型货车均采用单级主减速器，即可满足汽车动性的要求。它具结构简单、体积小、质量轻和传动效率高等优点。图7-4 P197 为东风汽车单级主减速器。其减速传动机构为一对准双曲面齿轮。装配主减速器时，圆锥滚子轴承应有一定的装配预紧度，即在消除轴承间隙的基础上，再给予一定的压紧力，其目的是为了减小在锥齿轮传动过程中。轴向力所引起的轮轴的轴向位移，以提高轴的支承刚度，保证锥齿轮副的正常啮合。为调整圆锥滚子轴预紧度，在两轴承内座垫圈之间的隔离套的一端装有一组厚度不同的调整垫片。支承减速器壳的圆锥滚子轴承的预紧度靠拧紧两端调整螺母调整。调整时应用手转动从动锥齿轮，使滚 子轴承处于正确位置。调好后应能

5、以1.5-2.5N·M的力矩转动差速器2组件.应该指出的是圆锥滚子轴承预紧度的调整必须在齿轮啮合调整之前进行。锥齿轮啮合的调整是指齿面跌倒合印迹和齿侧间隙的调整。先在主动锥齿轮轮齿上涂以红色颜料（红丹粉与机油的混合物）然后用手使主动锥齿轮往复转动，于是从动锥齿轮轮齿的两工作面上便出现红色印迹。若从动齿轮轮齿正转和逆转工作面上的印迹均位于齿高的中间偏于小端，并占齿面宽度的60%以上，则以正确啮合（较长7-5P197），正确啮合的印迹位置可通增减主减速器壳与主动锥齿轮轴承座（图7-4P197）之间的调整垫片的总厚度（即移动主动锥齿轮的位置）而获得。准双曲面齿轮工作时，由于齿面间的相对滑移

6、量大，且齿面间的压力也大，齿面油膜易被破坏。为了减少摩擦，提高效率，必须使用专门级别的齿轮油，决不允许用普通齿轮油代替，否则会使齿面迅速擦伤和磨损，大大降低主减速的使用寿命轿车上使用的都是单级主减速器。图7-7P199所示为上海桑戴纳轿车单级主减速器。因采用发动机纵向前置、前轮驱动，整个传动系都集中布置在汽车的前部，主减速器装于变速器壳体内，没有专用的主减速壳体。变速器的输出轴即为主减速器的主动轴，动力由变速器直接传递给主减速器，省去了万向传动装置。 二、双级主减速器当汽车主减速器需要较大的传动比时，若仍采用单级主减速器，由于主动锥齿轮受强度、最小齿数的限制，其尺寸不能太小，相应的从动锥齿轮尺

7、寸将增大，这不仅使从动锥齿轮刚度降低，而且会使主减速器壳及驱动桥外形轮廓尺寸增大，难以保证足够的离地间隙，从而需要采用双级主减速器。图7-9所示P200为解放CA1092型汽车双级主减速器，第一级传动为一对螺旋锥齿轮11和16，传动比I=25/13=1.923；第二级为一对斜齿圆柱齿轮，传动比I=45/15=3。主减速器的传动比等两级齿轮传动比的乘积。即：I0=1.923×=6.25主动锥齿轮轴承的预紧度，可通过增减调整垫片8的厚度来调整，中间轴圆锥滚子轴承的预紧度是通过改变调整垫片6和13的总厚度来调整。同样，为了便于齿轮啮合的调整，轴9、14的位置都可以移动。通过增减调整垫片7可

8、以移动主动齿轮轴向位置；通过左右调换调整垫片6和13，可以移动从动齿轮轴向位置；第二级传动的圆柱齿轮间的间隙不可调整。差速器壳轴承的预紧度拧动调整螺母3来调整。第三节 差速器车轮相对于地面的滑移和滑转，不仅会加速车轮的磨损，而且还会增加汽车的功率消耗和燃油消耗，并导致转向困难、制动性能恶化和行驶稳定性差等。为了消除以上的不良现象，保证驱轮与地面作纯滚动，必须将车轮的驱动轴分成两段，即左右各一根轴（半轴），并在其间装一差速器。差速器的功用就是将主减速器的动力传给左、右两半轴，并在必要时允许两半轴以不同的转速旋转，以满足两轮车差速的要求。此外，多桥驱动的汽车各驱动桥之间也同样存在上述驱动轮与地面之

9、间的相对滑移和滑转，为此，有些汽车在驱动桥之间也装有差速器。按其工作特性均可分为普通差速器和防滑差速器两大类。一、普通齿轮式差速器普通齿轮式差速器有锥齿轮和柱齿轮式两种。图7-11P203 为行星锥齿轮差速器。它由行星锥齿轮4、十安形行星锥齿轮轴7，两个半轴锥齿轮2、两半差速器壳1和5及抛片3和6组成，装配关系如图7-4所示。主减速器从动圆柱齿轮8夹在两半差速器壳1和5之间，用螺栓将它们固定在一起，十字轴的两个轴颈嵌在两半差速器壳端面半圆槽所形成的孔中，行星锥齿轮4分别松套在四个轴颈上，两个半轴锥齿轮2分别与行星锥齿轮啮合，以其轴颈支承在差速器壳中，并以花键孔与半轴连接。十字轴的四个装配孔是在

10、左、右两半轴装合后加工而成，装配时不能周向错位。差速器靠主减速器壳内的润滑油来润滑。工作时主减速器的动力传至差速器壳，依次经十字轴、行星齿轮、半轴齿轮、传给半轴、再有半轴传给车轮。差速器行星齿轮有三种运动状态，即公转、自转和既公转又自转。当汽车直线行驶时，行星齿轮相当于一个等臂的杠杆保持平衡，即行星齿轮不自转，而只随行星齿轮轴5及差速器壳体一起公转，所以两半轴无转速差（图7-13B P204），差速器不起差速作用。即：n1=n2=n0且：n1+n2=2n0当汽车转弯行驶时，行星齿轮除了随差速器壳体一起公转外，还绕行星齿轮轴自转，设其自转的速度为N4，方向见图7-13CP204，则半轴齿轮1的转

11、速加快，半轴齿轮2的转速减慢，因AC=CB。N1=N0+N N2=N0-N这就是差速器的差速作用。即汽车在转弯或其它情况下行驶时，两侧车轮可以不同的转速在地面上滚动，但仍然有： N1+ N2= 2N0上式即为行星锥齿轮差速器的运动特性方程式。它表明，差速器无论差速与否中，两半轴齿轮转速之间和始终等于差速器壳体转速的两倍，而与行星齿轮自转转速无关。差速器起差速作用的同时，还要分配转矩给左右两侧 的驱动轮。图7-14P206为行星一锥齿轮差速器转矩分配示意图。主减速器传至差速器壳体的转矩M0，经行星齿轮轴和行星齿轮传给两半轴齿轮，两半轴齿轮的转矩分别M1、M2。 M1=（M0-MT）/2 M2=（

12、M0+MT）/2即转得慢的车轮及分配到的转矩大于转得快的车轮分配到的转矩，差值为差速器内部摩擦力矩MT，由于MT很小，可忽略不计。则： M1=M2/=M0/2可见，无论差速器差速与否，行星齿轮差速器都具有转矩等量分配的特性。二、防滑差速器采用普通锥齿轮差速顺路，使汽车通过坏路面的行驶能力受到了限制，为了提高汽车在坏路面上的通过能力，一些越野汽车、高速小客车和载重汽车装用了防滑差速器。汽车上常用的防滑差速器有人工强制锁止式和自锁式两大类。前者通过驾驶员操纵差速锁，人为地将差速器暂时锁住，使差速器不起差速作用。后者是在汽车行驶过程中，根据路面情况自动改变驱动轮间的转矩分配 。自锁差速器又有摩擦片式

13、，滑块凸轮式和托森式等多种结构型。1、强制锁止式差速器强制涣止式差速器就是在普通行星锥齿轮差速器上设计了差速锁。图7-15P206所示为奔驰20026A型汽车强制锁止式差速器。当汽车在好路面上行驶不需要锁止差速器时，牙嵌式接合器的固接合套26滑动与接合套28不嵌合，即处于分离状态，此时为普通行星锥齿轮差速器。当汽车通过坏路面需要锁止时，通过驾驶员的操纵，压缩空气由进气管接头30进入气动活塞缸工腔，推动活塞31右移，并经调整螺钉33和拨叉轴36推动拨叉37压缩弹簧38右移，从而拨动滑动接合套28右移与固定接合，将左半轴29与差速器壳24连成一个整体，则左右两半轴被连锁成一体转动，即差速器被锁止，

14、不起差速作用。这样，转矩可全部分配给好路面上的车轮。当需要解除差速器的锁止时，通过操纵结构，放掉气缸内压缩空气，拨叉37及滑动接合套在复位弹簧38作用下左移复位，接合器分离，差速器恢复差速作用。强制锁止式差速器结构简单，易于制造，但操纵不便，一般要在停车时进行。2、摩擦式自锁差速器图7-16P207所示为摩擦式自锁差速器，它是在普通行星锥齿轮差速器的基础上发展而成的。两半轴齿轮背面与差速器壳1之间各安装了一套摩擦式离合器，用以增大差速器的内部摩擦阻力矩。当一侧车轮在坏路面上滑转或转弯时，差速器起差速作用，使两半轴转速不相等，即一侧半轴的转速高于差速器壳的转速，另一侧低于差速器壳的转速。由于转速

15、差及轴向力的存在，主、从动摩擦片间将产生摩擦力矩，且经从动摩擦片及推力压盘传给两半轴的摩擦力矩方向相反，与快转半轴的转向相反，而与慢转半轴的转向相同。因而使得慢转半轴所分配到的转矩大于快转半轴所分配到的转矩。摩擦作用越强，而半轴的转矩差越大，最大可达5-7倍。摩擦片自锁差速器结构简单，工作平稳，多用于轿车或轻型货车第四节 半轴和桥壳一、半轴半轴的功用是将差速器传来的动力传递给驱动轮。其内端与差速器的半轴齿轮相连，而外端则于驱动轮的轮毂相连。因其传动的转矩较大，常制成实心轴。半轴的结构受到悬架和驱动桥的结构影响。中间半轴常被称为传动轴。半轴的受力情况，则由半和驱动轮在桥壳上的支承型式而定，现代汽

16、车基本上采用全浮式半轴支承和半浮式半轴支承形式。1、全浮式半轴支承全浮式半轴支承广泛应用在各种货车上。图7-21P212为上述全浮式半轴支承形式驱动桥的示意图。在外端，路面对驱动轮的作用力（垂直反力Z、切向反力X和侧向反力Y）以及由它们形成的弯矩，直接由轮毂4通过两个锥轴承传给桥壳1，完全不由半轴承受。同样，在内端作用在主减速器从动锥齿轮上的力及弯矩全部由差速器壳直接承受，与半轴无关。因此这样的半轴支承形式，使半轴只承受转矩，而两端均不承受任何反力和反力矩，故称为全浮式支承形式。所谓“浮”是对卸除半轴的弯曲负荷而言。2、半浮式半轴支承图7-22P213所示为红旗（CA7560型高级轿车的驱动桥

17、，其半轴2的内端支承方式与上述相同，即半轴内端不承受力及力矩。半轴的外端是锥形的，锥面上切有纵向键槽，最外端有螺纹。轮毂6有相应的锥形孔与半轴配合，用键5连接，并有螺母4紧固。半轴2有轴承3直接支承在桥壳凸缘7内，显然，此刻作用在车轮上的各反力用反力矩都必须经过半轴传给驱动桥壳。因这中半轴只能使半轴内端免受弯矩，而外端却承受全部弯矩，故称为半浮式。半浮式半轴支承结构简单，广泛用于承受载荷较小的轿车上。二、桥壳驱动桥的桥壳是支承并保护主减速器、差速器和半轴等的部件。使左右驱动车轮的轴向相对位置固定；同从动桥一起支承车架及其上面的各种总成；汽车行驶时，承受由车轮传递的路面反和力矩，并经悬架传给车架

18、。二、桥壳驱动桥的桥壳是支承并保护主减速器、差速器和半轴等的部件。使左右驱动车轮的轴向相对位置固定；同从动桥一起支承车架及其上面的各种总成；汽车行驶时，承受由车轮传递的路面反力和力矩，并经悬架传给车架。驱动桥的桥壳须有足够的强度和刚度，质量轻，并便于主减速器的拆装和调整。由于桥壳的尺寸和质量比较大，制造较困难。故其结构形式在满足使用要求的条件下，要尽可能便于制造的。整体式桥壳具有较大的强度和刚度，且便于主减速器的装配、调整和维修。因此普遍用于各类汽车上。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。第五节 四轮驱动系统为了改善汽车上越野时或在泥泞

19、、雪地中行驶时的驱动条件，越野汽车可将四个车轮全部作为驱动轮。一些高性能的轿车也装备了四轮驱动来改进汽车的操纵性能。对于四轮驱动系统，发动机动力可以流向四个车轮，在道路不好的情况下行驶，这种功能可以极快地扶增加汽车的牵引力，同时在汽车转弯时能改善操纵性能，使动力使用在路面上的四个车轮上。四轮驱动系统又可分为四轮驱动（4WD）和全轮驱动（AMD。四轮驱动系统装有分动器，并由驾驶员控制，来选择将动力传到两轮或四轮。一、四轮驱动系统典型四轮驱动系统如图7-26所示P216，由前置发动机、变速器、前后传动轴、前后驱动桥及分动器等组成。分动器有一电子开关或操纵杆，用来由驾驶员选择控制分动器将动力传至四个

20、车轮、两个车轮或不传递至任何一个车轮。为了改善汽车的驱动条件，许多分动器均设有高低档。如图7-27所示p216为北京BJ2020汽车越野汽车分动器。分动器的高低档变换是通过拨动装在后桥输出轴5上的滑动齿轮10来实现的。当要挂入低速档时，必须先向左拨动前桥接合套6，使前桥参与驱动，然后再向右拨动滑动齿轮10，使其外齿轮与齿轮4相啮合，动力则经输入轴1，齿轮2、11、9和齿轮10和内花键齿轮传至后桥车输出轴5。由于分动器在挂入低档工作时的输出转矩较大，为了避免后桥超负荷，必须使前桥参加驱动，让前轮分担一部分载荷。因此，要求分动器操纵机构必须保证：非先挂上前桥，不得挂入低速档，非先退出低速档，不能摘

21、下前桥。上述要求是由分动器的互锁装置来实现的。北京BJ2020型汽车分动器所采用的球销式互锁装置如较长7-28P217所示。大多数的四轮驱动的越野汽车使用了前轮锁定毂。当两轮驱动时，它可以使前轮脱离接合，此时前轮作为自由轮转动，当四轮驱动时，前毂必须锁定。锁定毂是一种从轮毂脱离半轴外端啮合的离合器。当转动锁定毂至锁定位置时如图7-29P218所示。轮毂与半轴被锁定，从而一起转动。当锁定毂脱离锁定，半轴并转动，车轮在毂的轴承上自由运转，而不带动差速器、前传动轴等发生转动。二、全轮驱动系统典型的全轮驱动系统如图7-31所示P219，由发动机、变速器、轴间差速器、传动轴与前后驱动桥组成。在全轮驱动系

22、统中，驾驶员不能在两轮驱动或四轮驱动之间选择。这种系统始终是四个驱动车轮。全轮驱动车型不适用于越野行驶，而是设计成在不良附着力情况下来增加汽车的性能 ，全轮驱动系统也可使用粘液耦合器来使驱动桥的速度产生变化。粘液耦合器也可以在前桥和（或）后桥差速器中用作防滑装置（图7-35）在典型的粘液耦合器中，两轴中具有外花键的一根轴与粘液耦合器壳的内花键接合，同时也与粘液耦合器接合。许多自动全轮驱动系统是由电子控制的，并以前轮驱动传动系为基础。后传动轴从变速驱动桥延伸至后驱动桥。为把动力传递到后，使用了多盘离合器。这种离合器用作轴间差速器，并使用前、后驱动桥之间产生速度差。传感器监视前后驱动桥的速度、发动

23、机速度以及发动机和动力传动系统上的负载。电子控制装置接收来自传感器的信号，并控制在负载循环（也称跳动循环）上运行的螺线管，从而控制接合分动器离合器的液流（图7-36）P221。负载螺线管的脉动非常迅速地循环开、关，这种循环产生一种受控制的分离状况。使得动力从95%前轮驱动和5%后轮驱动分流至50%前轮驱动和50%后轮驱动。第六节 驱动桥的故障诊断与检修一、 驱动桥常见故障诊断排除驱动常见故障有异响、发热和漏油1、驱动桥异响1）现象当汽车以40KM/H以上的速度行驶时，驱动桥会发生一不正常的响声，且车速越高响声越大，而当滑行时或低速时响声减小或消失。2）原因（1）齿轮或轴承严重磨损或损坏。（2）

24、主、从动齿轮配合间隙过大。（3）从动齿轮铆钉或螺栓松动。（4）差速器齿轮、半轴内端或半轴齿轮花键磨损松旷。3）诊断及排除（1）停车检查（2）汽车在行驶中，如车速越高则响声越大，而滑行时减小或消失，一般是轴承磨损松旷或齿轮啮合间隙失常；如急速改变车速或上坡时发响，则为齿轮啮合间隙过大，应予调整。（3）如汽车在转弯时发响，多为差速器行星齿轮啮合间隙过大或半轴齿轮及键槽磨损。严重时应拆下来修理。（4）在行驶中听到驱动桥有突然响声，多为齿轮损坏，应立即停车检查排除。如继续行驶，将会打坏齿轮，使汽车停驶。2、发热1）现象汽车行驶一段时间后，用手触摸驱动桥时有手烫手的感觉。2）原因（1）轴承装配过紧（2）

25、齿轮啮合间隙过小。（3）齿轮油太少或粘度不对。3）诊断与排除应结合发热部位，逐项检查予以排除。轮毂轴承过紧时，常伴有起步费劲，行驶中发沉，滑行不良现象。3、漏油1）现象齿轮油从驱动桥处向外渗油。2）原因（5）齿轮油加注过多3）论断与排除二、驱动桥主要零件的检修1）后桥壳和半轴套管2、半轴3、轮毂4、主减速器壳5、主减速器锥齿轮副 6、差速器7、滚动轴承三、驱动桥的装配与调整驱动桥的装配精度要求高、装配质量对总成性能影响大，当内部机件配合不当时，将会发生不正常的响声、加速机件的磨损，严重时甚至会打坏齿轮，烧坏轴承。驱动桥装配时应进行检查和调整，其中主要是轴承予紧度及齿轮的啮合间隙、啮合印痕的检查

26、和调整。1、差速器和装配与调整注意各步骤的注意事项1）装差速器轴承安装差速器轴承内圈时，应用压力机平稳地压入，不得用手锤敲击，以免损伤轴承的工作表面或刮伤轴颈表面。2）装齿轮在与行星齿轮与半轴齿轮配合的工作表现涂上机油，先装入一侧垫片和半轴齿轮，然后装入已装好的行星齿轮及垫片的十字轴，并使行星齿轮和半轴齿轮啮合。在行星齿轮上装入另一侧垫片和半轴齿轮。扣上另一侧的差速器壳。装入另一侧壳体时，应使两侧壳体上的位置标记对正，以免破坏齿轮副的正常啮合。3）从动齿轮与差速器的装合2、主减速器的装配与调整主减速器的装配中的调整包括主、从动圆锥齿轮轴承预紧度的调整，主、从动圆锥齿轮啮合印痕和啮合间隙的调整等项目。在进行调整作业时必须遵守主减速器的调整原则；第一，先调整轴承预紧度，再调整啮合印痕，最后调整啮合间隙。第二，主、从动圆锥齿轮轴承预紧度必须按原厂规定的数值和方法进行调整和检查，在主减速器的调整过程中，轴承预紧度不得变更，始终应符合按原厂规定的数值。第三，在保证啮合印痕合格的前提下，调整啮合间隙，啮合印痕、啮合间隙得啮合间隙的变化量都必须满足技术条件，否则成对更换齿轮副。1） 轴承预紧度的调整 （1）主动圆锥齿轮轴承预紧度的调整如解放CA1091为17-30N（相当于力矩1.4-3.5N.M）另一种方法是用一个弹性隔套来调整主动圆