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文档简介

1、2022-4-30轮式机械驱动桥1第七章第七章轮式工程机械驱动桥轮式工程机械驱动桥2022-4-30轮式机械驱动桥2驱动桥o 指变速箱或万向节指变速箱或万向节-传动轴之后,驱动轮之前传动轴之后,驱动轮之前的所有传动机构。的所有传动机构。o 驱动桥主要由五大机构组成:驱动桥主要由五大机构组成:主传动器、差速主传动器、差速器、半轴、轮边减速器、桥壳器、半轴、轮边减速器、桥壳2022-4-30轮式机械驱动桥3主传动器与差速器主传动器与差速器主动锥齿轮主动锥齿轮从动锥齿轮从动锥齿轮半轴齿轮半轴齿轮行星齿轮轴行星齿轮轴行星齿轮行星齿轮差速器壳差速器壳圆锥轴承圆锥轴承半轴半轴272022-4-30轮式机械

2、驱动桥4驱动桥各机构功能主传动器主传动器降低转速、增加扭矩、改变扭矩的传递降低转速、增加扭矩、改变扭矩的传递方向。方向。差速器差速器使两侧驱动车轮不等速旋转,以适应不同使两侧驱动车轮不等速旋转,以适应不同路面。路面。半轴半轴将扭矩从差速器传给车轮。将扭矩从差速器传给车轮。轮边减速器轮边减速器增扭减速。增扭减速。2022-4-30轮式机械驱动桥57-1 主主 传传 动动 器器一、作用一、作用改变力的传递方向;增扭减速改变力的传递方向;增扭减速二、结构形式二、结构形式、单级主传动器、单级主传动器由一对圆锥齿轮组成,也采用双由一对圆锥齿轮组成,也采用双曲面齿轮。只进行一次增扭曲面齿轮。只进行一次增扭

3、减速,传动比一般为减速,传动比一般为3.53.56.76.7,不超过,不超过7 7。从动锥齿轮从动锥齿轮主动锥齿轮主动锥齿轮结构简单,重量轻,传动效率高,结构简单,重量轻,传动效率高,主要用在中小型工程机械和汽车上主要用在中小型工程机械和汽车上。2022-4-30轮式机械驱动桥6单级主传动器单级主传动器结构装结构装配图:配图:叉形凸缘叉形凸缘主动锥齿轮主动锥齿轮从动锥齿轮从动锥齿轮主动锥齿轮主动锥齿轮从动锥齿轮从动锥齿轮主动锥齿轮主动锥齿轮从动锥齿轮从动锥齿轮2022-4-30轮式机械驱动桥92、双级主减速器、双级主减速器传动方式:传动方式:第一级:锥齿轮传动第一级:锥齿轮传动第二级:圆柱斜齿

4、轮传动第二级:圆柱斜齿轮传动功用:功用:获得较大的减速获得较大的减速比,传动比为比,传动比为711。减小了从动齿轮的尺寸,减小了从动齿轮的尺寸,增大了离地间隙,保证了增大了离地间隙,保证了最小离地间隙足够大,以最小离地间隙足够大,以提高通过性。提高通过性。从动锥齿轮从动锥齿轮主动锥齿轮轴主动锥齿轮轴主动锥齿轮主动锥齿轮半轴半轴中间轴中间轴第二级主动齿轮第二级主动齿轮第二级从动齿轮第二级从动齿轮从动锥齿轮从动锥齿轮主动锥齿轮主动锥齿轮第二级主动齿轮第二级主动齿轮第二级从动齿轮第二级从动齿轮2022-4-30轮式机械驱动桥11三、主动齿轮轴的支承型式三、主动齿轮轴的支承型式o 主动齿轮的尺寸较小,

5、为增大轴的刚度,主动齿轮和轴常做主动齿轮的尺寸较小,为增大轴的刚度,主动齿轮和轴常做成一体成一体这种型式刚度不好,这种型式刚度不好,易变形。易变形。在轻型机械上采用在轻型机械上采用。1、 悬臂式支承悬臂式支承 只在齿轮轴的一侧用两个相隔较远的只在齿轮轴的一侧用两个相隔较远的相对安装的轴承支承。相对安装的轴承支承。两轴承距离应大两轴承距离应大于悬臂长度的于悬臂长度的2倍倍,且装轴承处轴径应,且装轴承处轴径应尽可能大,应尽可能大,应悬臂长度。悬臂长度。2022-4-30轮式机械驱动桥122、骑马式支承(跨置式)、骑马式支承(跨置式)这种形式支承刚度好,这种形式支承刚度好,不易变形;不易变形;传动轴

6、长度短。传动轴长度短。工程机械多采用。工程机械多采用。2022-4-30轮式机械驱动桥13四、主传动器齿轮正确啮合要求四、主传动器齿轮正确啮合要求、大小锥齿轮的螺旋方向应相反、大小锥齿轮的螺旋方向应相反、齿轮的螺旋方向和轴的旋转方向决定了锥齿轮传动的轴向、齿轮的螺旋方向和轴的旋转方向决定了锥齿轮传动的轴向受力方向。正确的设计应是:在重载时(低档),轴向力受力方向。正确的设计应是:在重载时(低档),轴向力的方向应使大小齿轮相互推开,以防止减小齿侧间隙,加的方向应使大小齿轮相互推开,以防止减小齿侧间隙,加速齿面磨损,甚至引起轮齿卡住折断。速齿面磨损,甚至引起轮齿卡住折断。、调整、调整为保证主、从动

7、齿轮处于正确的啮合位置,以减小传动噪声和为保证主、从动齿轮处于正确的啮合位置,以减小传动噪声和正常磨损,要对主传动器进行调整。正常磨损,要对主传动器进行调整。纵向:调整垫片;横纵向:调整垫片;横向:调整螺母;防止变形:止推螺母。向:调整螺母;防止变形:止推螺母。如图如图所示所示2022-4-30轮式机械驱动桥147-2 差速器差速器转弯转弯;在不平路面上行驶,两轮走过的距在不平路面上行驶,两轮走过的距离总不等;轮胎滚动半径总不等离总不等;轮胎滚动半径总不等(左右轮胎左右轮胎气压不等;胎面磨损不同;左右负载不同气压不等;胎面磨损不同;左右负载不同)。一、作用一、作用1、使左右、使左右驱动轮驱动轮

8、实现以不同的转速旋转。实现以不同的转速旋转。2、将主传动器传来的转矩分给两半轴,、将主传动器传来的转矩分给两半轴,使两侧的驱动车轮产生驱动力。使两侧的驱动车轮产生驱动力。差速器壳从动锥齿轮从动锥齿轮主动锥齿轮主动锥齿轮半轴半轴半轴齿轮半轴齿轮行星齿轮行星齿轮行星齿轮轴行星齿轮轴2022-4-30轮式机械驱动桥15二、普通差速器二、普通差速器/行星锥齿轮差速器行星锥齿轮差速器o结构结构93681741125101-左半轴齿轮左半轴齿轮 2-右半轴齿轮右半轴齿轮 3-左差速器壳左差速器壳 4-行星轮行星轮 5-行星轮轴行星轮轴 6-主传动从动齿轮主传动从动齿轮 7-垫圈垫圈 8-垫片垫片 9-轴承

9、轴承 10-螺栓螺栓 11-右差速器壳右差速器壳2022-4-30轮式机械驱动桥16结构简图结构简图65491171381022022-4-30轮式机械驱动桥17工作原理工作原理行星轮运动:行星轮运动: 公转公转 自转自转 既公转又自转既公转又自转2022-4-30轮式机械驱动桥18(1)运动特性分析)运动特性分析o、当行星轮只随行星架绕、当行星轮只随行星架绕差速器旋转轴线以差速器旋转轴线以6公转时公转时Ua=Ub=Uc=6r此时半轴齿轮此时半轴齿轮1、2的角速度:的角速度:1=2=6;差速器不起差速作用,直线行差速器不起差速作用,直线行驶,驶,行星轮只公转不自转。行星轮只公转不自转。2022

10、-4-30轮式机械驱动桥19ACBACBuaucubwruaucubw行星轮只有公转无自转时行星轮只有公转无自转时A、B、C三点速度三点速度2022-4-30轮式机械驱动桥20直线行驶时的差速器工作情况直线行驶时的差速器工作情况齿条、转弯行驶、转弯行驶行星轮除公转外,还有自转角行星轮除公转外,还有自转角速度速度 ?U Ua a=6 6r+rr+rU Ub b=6 6r rrrU Uc c=6 6r r又又A A、B B点是啮合点,按半轴齿点是啮合点,按半轴齿轮转速分析:轮转速分析:U Ua a=1 1r Ur Ub b=2 2r r1 1r+r+2 2r=r=(6 6r+rr+r)+ +(6

11、6r rrr)右转弯右转弯1+2=26 即:即:n1+n2=2n6 此式即为两半轴齿轮直径相等的普通齿轮式差速器的运动特性方程此式即为两半轴齿轮直径相等的普通齿轮式差速器的运动特性方程r62022-4-30轮式机械驱动桥22转弯行驶时的差速器工作情况转弯行驶时的差速器工作情况2022-4-30轮式机械驱动桥23ACBACBuaucubwruaucubw行星轮公转又自转时行星轮公转又自转时A A、B B、C C三点速度三点速度2022-4-30轮式机械驱动桥24、不论行星轮的运动状态如何,左右两半轴齿轮的转速之和、不论行星轮的运动状态如何,左右两半轴齿轮的转速之和等于差速器壳转速的两倍(条件:差

12、速器左右半轴齿轮齿等于差速器壳转速的两倍(条件:差速器左右半轴齿轮齿数相等)。数相等)。、快速轴增加的转速等于慢速轴减小的转速。、快速轴增加的转速等于慢速轴减小的转速。、若一半轴不动,另一半轴则以、若一半轴不动,另一半轴则以2倍于差速器壳的转速旋转倍于差速器壳的转速旋转 n1=0,n2=2n6 如车轮陷入泥泞中,该车轮就以如车轮陷入泥泞中,该车轮就以2倍的倍的转速旋转,另一侧车轮不动。转速旋转,另一侧车轮不动。、n6=0,n1=n2两侧车轮相反旋转两侧车轮相反旋转 如架修驱动桥,刹如架修驱动桥,刹住传动轴,转动一侧车轮的情况。住传动轴,转动一侧车轮的情况。运动特性结论运动特性结论2022-4-

13、30轮式机械驱动桥25动力传递动力传递:主传动器主动齿轮轴主传动器主动齿轮轴 从动大锥齿轮从动大锥齿轮 差速器壳差速器壳 行星轮轴行星轮轴(十字轴)(十字轴)行星轮行星轮 半轴齿轮半轴齿轮 半轴半轴(2)、动力特性分析)、动力特性分析右转弯时,行星齿右转弯时,行星齿轮自转,产生摩擦轮自转,产生摩擦转矩转矩M4,使转速快,使转速快的半轴的半轴1的转矩减小,的转矩减小,使转速快的半轴使转速快的半轴2的的转矩增大,但由于转矩增大,但由于M4很小,半轴很小,半轴1、2的转矩几乎不变,的转矩几乎不变,可认为仍为平均分可认为仍为平均分配。配。A:转:转弯时弯时转矩分配转矩分配M1=(M6M4)/2 M2=

14、(M6+M4)/2 一般一般M4很小,因此通常认为是很小,因此通常认为是差速不差力差速不差力,即转矩总是平均分配的。,即转矩总是平均分配的。转矩分配转矩分配2022-4-30轮式机械驱动桥27 直线行驶时直线行驶时:行星轮只有公转,此时相当于一个等:行星轮只有公转,此时相当于一个等臂杠杆,磨擦转矩不存在,因此,当行星轮没有自臂杠杆,磨擦转矩不存在,因此,当行星轮没有自转时,总是将转矩转时,总是将转矩M M6 6平均分配给左右半轴齿轮,即平均分配给左右半轴齿轮,即M M1 1=M=M2 2=M=M6 6/2/2B、直线行驶时转矩分配、直线行驶时转矩分配2022-4-30轮式机械驱动桥28普通锥齿

15、轮式差速器平均分配转矩的特性,将影响机械的通过性普通锥齿轮式差速器平均分配转矩的特性,将影响机械的通过性能。能。如轮胎陷入泥泞的情况,在硬地上车轮所产生的牵引力就受到了如轮胎陷入泥泞的情况,在硬地上车轮所产生的牵引力就受到了限制,使机械无法起步。限制,使机械无法起步。采用带差速锁的差速器,可解决这一问题。采用带差速锁的差速器,可解决这一问题。结构如图结构如图7-27-2所示:当一侧车轮附着条件小时,可将全部扭矩传所示:当一侧车轮附着条件小时,可将全部扭矩传给另一侧车轮。但操作要及时,不宜接合过早和分离过晚。给另一侧车轮。但操作要及时,不宜接合过早和分离过晚。因此,人控式差速锁有不足之处。因此,

16、人控式差速锁有不足之处。 三、带差速锁的差速器三、带差速锁的差速器2022-4-30轮式机械驱动桥29四、限滑差速器结构及工作原理(自锁式)四、限滑差速器结构及工作原理(自锁式)有自锁性能有自锁性能当一侧车轮附着力当一侧车轮附着力不足而出现打滑时,不足而出现打滑时,自动将力矩自动将力矩传到另一侧车轮。传到另一侧车轮。适用适用于非硬质路面于非硬质路面上运行的机械。上运行的机械。、起重机等、起重机等2022-4-30轮式机械驱动桥307-3 半轴半轴o 半轴是在差速器壳与轮边减速器或驱动轮之间传递半轴是在差速器壳与轮边减速器或驱动轮之间传递动力的动力的实心轴实心轴,其内端与差速器半轴齿轮花键连接,

17、其内端与差速器半轴齿轮花键连接,作用在从动大齿轮上的力及弯矩由差速器壳直接承作用在从动大齿轮上的力及弯矩由差速器壳直接承受,与半轴无关,即受,与半轴无关,即内端不受力和弯矩内端不受力和弯矩。外端与轮。外端与轮边减速或驱动轮轮毂连接。边减速或驱动轮轮毂连接。2022-4-30轮式机械驱动桥31半轴按其外端支承受力分为半轴按其外端支承受力分为1)全浮式半轴支承)全浮式半轴支承受扭矩,不受弯矩。受扭矩,不受弯矩。2)半浮式半轴支承)半浮式半轴支承受扭矩,外端受弯矩。受扭矩,外端受弯矩。2022-4-30轮式机械驱动桥32一、全浮式半轴一、全浮式半轴1 1、支承结构、支承结构半轴的外端与桥壳不直接联系

18、而是通过两个相距较远的相对安半轴的外端与桥壳不直接联系而是通过两个相距较远的相对安装的圆锥滚子轴承支承在半轴套管上,套管与桥壳压配在装的圆锥滚子轴承支承在半轴套管上,套管与桥壳压配在一起。对有轮边减速的机械,外端与太阳轮花键相连,半一起。对有轮边减速的机械,外端与太阳轮花键相连,半轴是浮动的;对没有轮边减速的车辆,外端锻成凸缘与轮轴是浮动的;对没有轮边减速的车辆,外端锻成凸缘与轮毂用螺栓相连,轮毂支承在套管上。毂用螺栓相连,轮毂支承在套管上。 2 2、特点及应用、特点及应用只承受转矩,不承受弯矩,受力状态好,工程机械上多采用。只承受转矩,不承受弯矩,受力状态好,工程机械上多采用。各种重型载重汽

19、车也多用。各种重型载重汽车也多用。工程机械的半轴布置工程机械的半轴布置2022-4-30轮式机械驱动桥34二、半浮式半轴二、半浮式半轴1 1、 支承结构支承结构半轴用轴承直接支承在桥壳凸缘内,作用在车轮上的各反力都半轴用轴承直接支承在桥壳凸缘内,作用在车轮上的各反力都必须经过半轴传给驱动桥壳。车轮所受的反力与轴承中心必须经过半轴传给驱动桥壳。车轮所受的反力与轴承中心有一定距离,这样反力产生的弯矩要由半轴承受。对汽车,有一定距离,这样反力产生的弯矩要由半轴承受。对汽车,半轴外端做成锥形,锥面上切有纵向键槽,最外端有螺纹。半轴外端做成锥形,锥面上切有纵向键槽,最外端有螺纹。轮毂有相应的锥形孔与半轴

20、配合,用键连接,并用螺母固轮毂有相应的锥形孔与半轴配合,用键连接,并用螺母固定。定。2 2、特点及应用、特点及应用即承受扭矩,还承受较大的弯矩,主要用在轻型车辆上即承受扭矩,还承受较大的弯矩,主要用在轻型车辆上2022-4-30轮式机械驱动桥357-4 轮边减速器轮边减速器轮边减速器是传动系中最后一级增扭减速机构,轮式铲土轮边减速器是传动系中最后一级增扭减速机构,轮式铲土运输机械上轮边减速运输机械上轮边减速多采用行星齿轮传动多采用行星齿轮传动。轮边减速方案轮边减速方案、行星齿轮传动方案、行星齿轮传动方案(1)、太阳轮为主动件与半轴用花键相连,齿圈用花键)、太阳轮为主动件与半轴用花键相连,齿圈用

21、花键与驱动轿壳体固定连接,行星架和车轮相连为从动件与驱动轿壳体固定连接,行星架和车轮相连为从动件 ntKnq(k1)nj0 i=K+1(2)、太阳轮为主动件与半轴相连,齿圈从动件与车轮相连,)、太阳轮为主动件与半轴相连,齿圈从动件与车轮相连,行星架与桥壳固定不动行星架与桥壳固定不动 i=K第一种方案传动比较大,故轮式机械的轮边减速器多用。第一种方案传动比较大,故轮式机械的轮边减速器多用。ZL50就是采用的(就是采用的(1)方案)方案行星传动方案其特点是:能以较小尺寸获得较大传动比,布置行星传动方案其特点是:能以较小尺寸获得较大传动比,布置轮毂内,结构紧凑,零件受力均衡。故多在工程机械上采轮毂内

22、,结构紧凑,零件受力均衡。故多在工程机械上采用。用。2、定轴式圆柱齿轮传动、定轴式圆柱齿轮传动圆柱齿轮式轮边减速,因结构尺寸大,不好布置,在轮式机械圆柱齿轮式轮边减速,因结构尺寸大,不好布置,在轮式机械上少用。多用在履带式机械上和车身较长,便于布置的轮上少用。多用在履带式机械上和车身较长,便于布置的轮式机械上。式机械上。2022-4-30轮式机械驱动桥377-5 典型工程机械驱动桥典型工程机械驱动桥o ZL50驱动桥驱动桥1、主传动器、主传动器2、差速器、差速器3、半轴、半轴4、轮边减速器、轮边减速器5、调整、调整Zl50前前(后后)桥总成桥总成ZL50装载机传动简图装载机传动简图2022-4-30轮式机械驱动桥40ZL30驱动桥驱动桥(铰接式车架铰接式车架)(成工成工)o 前驱动桥前驱动桥1、两个主传动器、两个主传动器2、差速器(图、差速器(图1-3):装有差速锁装有差速锁3、全浮式半轴、全浮式半轴4、轮边减速(、轮边减速(2级行星轮系):求出速比级行星轮系):求出速比o 后驱动桥后驱动桥o 除无差速锁外除无差速锁外,全部相同。全部相同。Zl30前桥前桥Zl30传动简图传动简图前桥前桥2022-4-30轮式机械驱动桥43 WYL60C驱动桥驱

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