汽车底盘构造与维修项目6 驱动桥

项目6驱动桥COMPANYNAME在汽车传动系统中，变速器和万向传动装置传来的动力不能直接用于驱动轮，还需要经过降速、增矩、差速后，才能传递到驱动轮转化为驱动力。而能够实现动力的降速、增矩、差速等功能的装置就是驱动桥。另外，在发动机纵向布置的汽车传动系统中，动力通常是从前至后或从后至前直线传递的，但连接驱动轮的轴是垂直于变速器输出轴及万向传动装置传动轴的。若要改变传动方向，也需要驱动桥发挥作用。项目导读知识目标1掌握驱动桥的功用及分类。2掌握驱动桥的构造及工作原理。技能目标1能够拆装驱动桥。2能够诊断常见的驱动桥故障。3能够对驱动桥主减速器进行调整。思政目标1培养脚踏实地、求真务实的工作作风。2培养科学严谨、精益求精的工匠精神。3培养团结协作、顾全大局的团队精神。目录任务6.1认识驱动桥任务6.2驱动桥故障诊断与检修任务6.1

认识驱动桥小王想买一辆汽车用于上班通勤，销售员小刘给他推荐了两款。试驾时，外面正好刚下过雨，路面泥泞坑洼较多。小刘推荐的两款车中，一辆车在通过坑洼较多的路面时频繁打滑，而另一辆车通过同样的路面时，基本不打滑。小王为了将来开着省心，选择了采用防滑差速器的那辆汽车。本任务要求学生从驱动桥的组成及分类、主减速器的分类及构造、差速器的构造及工作原理、半轴的分类及构造、桥壳的分类及构造等方面来认识驱动桥。任务引入6.1.1驱动桥的组成及分类1．驱动桥的组成无论何种驱动桥，都是由主减速器、差速器、半轴和桥壳等组成的◎主减速器：能够降速增矩，改变动力的传递方向。◎差速器：能够使两侧驱动轮不等速旋转。◎半轴：能够将扭矩从差速器传至驱动轮。◎桥壳：是驱动桥的安装基础，能够承受驱动桥其他部件的载荷和部分作用力。

按照整体性不同，驱动桥可分为整体式驱动桥和断开式驱动桥。

按照功能特点不同，驱动桥可分为变速驱动桥和独立驱动桥。

变速驱动桥将变速器和驱动桥各组成部分安装在一个壳体内；独立驱动桥将各组成部分都安装在独立的驱动桥桥壳内。2．驱动桥的分类整体式驱动桥一般与非独立悬架配套使用，又称为非断开式驱动桥。外观及构造如图6-1所示。1）整体式驱动桥（a）外观（b）构造图6-1整体式驱动桥的外观及构造断开式驱动桥一般与独立悬架配套使用，其桥壳分为两段。断开式驱动桥的外观及构造如图6-2所示。2）断开式驱动桥（a）外观（b）构造图6-2断开式驱动桥的外观及构造变速驱动桥（见图6-3）是指将变速器和驱动桥布置在一个壳体内，让其变为一体式传动的驱动桥，变速器的输出轴也是主减速器的输入轴。变速驱动桥能同时实现变速、差速等功能，可缩短传动路线、提高传动效率。3）变速驱动桥图6-3变速驱动桥6.1.2主减速器主减速器主要有以下两大功用。降速增矩。1主减速器可作为变速器的延伸，为变速器的各挡位再提供一个共同的传动比，将转速降低，从而有效降低汽车对变速器减速能力的要求。改变动力传递方向。2主减速器还能够改变动力的传递方向，将动力传递给差速器，进而传递给驱动轮。按传动比挡数的不同，主减速器可分为单速主减速器和双速主减速器。单速主减速器的传动比为定值；双速主减速器则有两个传动比，可根据行驶条件的变化改变挡位。1）按传动比挡数不同分类1．主减速器的分类◎圆柱齿轮式主减速器：具有结构简单、易于加工的特点。它多用在发动机横向布置的汽车上。◎锥齿轮式主减速器：多用在发动机纵向布置的汽车上，可分为螺旋锥齿轮式主减速器和准双曲面锥齿轮式主减速器。目前，乘用车多采用准双曲面锥齿轮式主减速器。2）按齿轮副形式不同分类按齿轮副形式的不同，主减速器可分为圆柱齿轮式主减速器和锥齿轮式主减速器。◎单级主减速器：采用一对锥齿轮传动，即只有一级减速机构。◎双级主减速器：采用一对锥齿轮和一对圆柱齿轮传动，即有两级减速机构。3）按参加传动的齿轮副数量不同分类按参加传动的齿轮副数量不同，主减速器可分为单级主减速器和双级主减速器。单级主减速器结构简单、重量小、体积小、传动效率高，主要用于乘用车，轻、中型客车和货车。2．单级主减速器图6-5发动机前置后轮驱动汽车的单级主减速器1）发动机前置后轮驱动汽车的单级主减速器发动机前置后轮驱动汽车的单级主减速器如图6-5所示。发动机前置前轮驱动汽车的单级主减速器如图6-6所示。2）发动机前置前轮驱动汽车的单级主减速器图图6-6发动机前置前轮驱动汽车的单级主减速器1—变速器前壳；2—差速器壳；3—调整垫片；4—主动锥齿轮；5—变速器后壳；6—双列轴承；7—主动轴；8—轴承；9—从动锥齿轮。双级主减速器的构造如图6-7所示。双级主减速器的第一级为锥齿轮传动，主动轴和第一级主动锥齿轮制成一体；第二级采用圆柱齿轮传动，第二级主动圆柱齿轮和中间轴制成一体，中间轴两端通过轴承（通常为圆锥滚子轴承）支撑在主减速器壳上，第二级从动圆柱齿轮紧固在差速器壳上。3．双级主减速器图6-7双级主减速器的构造结构图详见教材p125普通齿轮式差速器（见图6-8）通常采用行星锥齿轮传动，因此也被称为行星锥齿轮差速器，此类差速器由行星锥齿轮、半轴锥齿轮、行星锥齿轮轴、差速器壳等组成。6.1.3差速器图6-8普通齿轮式差速器1．普通齿轮式差速器1）普通齿轮式差速器的构造（a）汽车直行时（b）汽车转弯时图6-9普通齿轮式差速器的工作原理2）普通齿轮式差速器的工作原理普通齿轮式差速器的工作原理如图6-9所示。差速器壳与行星锥齿轮轴连成一体，并由主减速器从动锥齿轮带动着一起转动，是差速器的主动件。两侧半轴锥齿轮为差速器的从动件。为提高汽车通过不良路面的能力，可采用防滑差速器。

汽车上常用的防滑差速器有强制锁止式差速器和自锁式差速器两大类。2．防滑差速器图6-10摩擦片差速器强制锁止式差速器就是在普通齿轮式差速器上装设了差速锁的差速器。强制锁止式差速器结构简单、易于制造，但操纵不便，一般要在停车时操纵。1）强制锁止式差速器2）摩擦片差速器摩擦片差速器是在普通齿轮式差速器的基础上发展而来的差速器，如图6-10所示。1—差速器壳；2—膜片弹簧；3—从动摩擦片；4—主动摩擦片；5—行星锥齿轮；6—行星锥齿轮；7—半轴锥齿轮；8—推力压盘。1—差速器壳；2—蜗轮轴；3—前轴蜗杆；4—直齿圆柱齿；5—主减速器从动锥齿轮；6—蜗轮；7—蜗杆。托森差速器是一种轴间自锁差速器，装在变速器后端，在现代四轮驱动的乘用车上得到了广泛应用。变速器输出轴将转矩传给托森差速器，再由托森差速器直接分配给前驱动桥和后驱动桥。托森差速器采用蜗轮、蜗杆作为啮合副，如图6-11所示。图6-11托森差速器3）托森差速器1．全浮式半轴全浮式半轴的支撑形式如图6-12所示。全浮式半轴除承受和传递转矩外，不承受其他任何力和力矩，因此称为“全浮式”。全浮式半轴易于拆装，只需要拧下半轴凸缘上的轮毂螺栓，即可将半轴抽出，抽出半轴后驱动轮和桥壳仍能支撑住汽车。全浮式半轴在汽车上应用最为广泛，绝大多数的轻型、中型、重型货车，越野汽车和客车都采用这种形式的半轴。图6-12全浮式半轴的支撑形式6.1.4半轴半浮式半轴的支撑形式如图6-13所示。半轴内端通过花键与半轴锥齿轮连接，并通过差速器壳支撑在主减速器壳的座孔中；半轴外端通过轴承（通常为圆锥滚子轴承）直接支撑在桥壳内，驱动轮的轮毂直接固定于半轴外端。半浮式半轴具有支撑结构紧凑、重量小的特点，但半轴受力情况复杂，且拆装不方便，若拆除半轴，汽车就无法支撑在地面上。半浮式半轴广泛应用于承受反作用力和力矩较小的汽车上。图6-13半浮式半轴的支撑形式2．半浮式半轴桥壳的功用主要包括：6.1.5桥壳支撑并保护主减速器、差速器和半轴等部件；1使左、右驱动轮的轴向相对位置固定；2在驱动轮与悬架之间传递动力。3承受汽车悬架以上各部分重量，承受驱动轮传来的反作用力和力矩；4整体式桥壳一般由空心梁、半轴套管、主减速器壳及后盖等组成，如图6-14所示。空心梁中部有一环形大通孔，前端用来安装主减速器及差速器总成，后端用来检视主减速器、差速器的工作情况。图6-14整体式桥壳1．整体式桥壳

整体式桥壳具有较大的强度和刚度，且便于主减速器和差速器的拆装、维修，操作时不必将整个驱动桥拆下来，但重量较大。整体式桥壳普遍应用于各类汽车上。分段式桥壳一般分为两段，用螺栓将两段连成一体，如图6-15所示。分段式桥壳易于制造，但是不方便对主减速器和差速器进行拆装、维修，操作时必须将整个驱动桥从汽车上拆下来。分段式桥壳现在已较少使用。图6-15分段式桥壳2．分段式桥壳案例分析——拆解与组装差速器实践操作以行星锥齿轮差速器为例，拆解与组装差速器。12准备工作拆解与组装差速器拆解与组装差速器详细操作步骤请扫描二维码查看任务6.2

驱动桥故障诊断与检修任务引入小王买了一辆新车，开了一段时间后，突然发现驱动桥很容易发热。他担心是不是驱动桥内有部件烧坏了，便立刻将汽车送到修理厂检修。维修师傅摸了摸驱动桥的桥壳，发现发热仅集中在个别部位，接着很快根据发热的具体部位确定了故障原因。本任务要求学生从确认故障现象、制订诊断流程、找出故障原因、排除故障等方面完成驱动桥的故障诊断与检修。6.2.1驱动桥过热汽车行驶一段里程后，驱动桥的桥壳发烫，用手触摸时会烫到无法忍受。1．故障现象2．故障原因油封过紧，使摩擦阻力过大。1轴承损坏或调整不当，一般是调整得过紧。2齿轮油油量不足、变质或规格不符合要求。3复合式推力垫片与主减速器从动锥齿轮背面间隙过小。4主减速器的主、从动锥齿轮的啮合间隙过小。5行星锥齿轮与半轴锥齿轮的啮合间隙过小。61）局部过热的故障诊断3．故障诊断方法（1）油封处过热。故障由油封过紧引起。（2）轴承处过热。故障由轴承损坏或调整不当引起。（3）油封和轴承处均不过热，但有其他部位过热。3．故障诊断方法（1）检查齿轮油的液面高度。（2）检查齿轮油黏度、润滑性能和规格。（3）检查主减速器主、从动锥齿轮的啮合间隙。2）普遍过热的故障诊断6.2.2驱动桥漏油1．故障现象在驱动桥加油口、放油螺塞处，或油封、各接合面处可见到明显漏油痕迹。2．故障原因加油口、放油口螺塞松动或损坏。1油封磨损、硬化；油封装反；油封与轴颈不同轴；油封与轴颈磨损而出现沟槽。2通气孔堵塞。3接合平面变形；密封衬垫过薄、硬化或损坏；紧固螺栓松动或损坏。4桥壳有铸造缺陷或裂纹。5齿轮油加注过多，驱动桥工作时壳体内压力增高，使齿轮油渗出。63．故障诊断方法诊断驱动桥漏油故障时，应根据漏油痕迹出现的具体部位判断漏油的具体原因，之后再进行检查确认。6.2.3驱动桥异响1．故障现象汽车挂挡行驶及脱挡滑行时，驱动桥均发出较大异响。1汽车转弯时驱动桥发出较大异响，而直线行驶时异响减弱或消失。2汽车挂挡行驶时，驱动桥异响，在脱挡滑行或低速行驶时异响减弱或消失。34汽车起步或突然改变车速时，驱动桥发出异响。2．故障原因（1）齿轮油油量不足、变质或规格不符合要求。（2）轴承过于松旷。（3）主减速器主、从动锥齿轮的啮合间隙过大或过小。（4）主减速器锥齿轮磨损严重，或出现损伤。（5）行星锥齿轮与半轴锥齿轮的啮合间隙过大。（6）半轴锥齿轮与半轴花键配合松旷。（7）行星锥齿轮与半轴锥齿轮的齿面磨损严重、出现损伤。（8）差速器壳支撑轴承松旷。1）汽车挂挡行驶及脱挡滑行均有异响3．故障诊断方法（1）检查齿轮油的液面高度、黏度、润滑性能和规格。（2）检查轴承是否松旷。（3）检查主减速器主、从动锥齿轮啮合间隙。2）汽车挂挡行驶时有异响，脱挡滑行时异响减小或消失若汽车挂挡行驶时驱动桥发出较大异响，而脱挡滑行时异响减弱或消失，故障由轴承松旷或锥齿轮间的啮合间隙过大引起。3）汽车转弯时驱动桥发出较大异响若汽车转弯时驱动桥发出较大异响，而直线行驶时异响减弱或消失，故障可能由行星锥齿轮与半轴锥齿轮的啮合间隙过大、半轴锥齿轮与半轴花键配合松旷、行星锥齿轮与半轴锥齿轮的齿面磨损严重或出现损伤等引起。4）汽车起步或突然改变车速时发出异响若汽车起步或突然改变车速时驱动桥发出异响，故障通常由差速器壳支撑轴承松旷引起。6.2.4主减速器及差速器的调整为确保主减速器和差速器能够正常工作，在其装配过程中，需要进行一些调整，具体包括调整主、从动锥齿轮的轴承预紧度、啮合间隙及啮合印痕。主减速器及差速器的调整质量是决定其锥齿轮副工作寿命的关键。1．调整原则调整时，应先调整轴承预紧度，再调整啮合间隙及啮合印痕。1轴承预紧度必须按照该车型的规定方法和数值进行调整。2调整啮合间隙及啮合印痕时，应保持已调整好的轴承预紧度不变，确保其始终符合该车型规定值。3啮合间隙及啮合印痕都必须符合技术条件，否则应成对更换锥齿轮副。4主、从动锥齿轮的支撑状态对主减速器及差速器能否正常工作至关重要。其原因有以下两点。锥齿轮副在工作中会产生轴向力，易造成锥齿轮及轴承的损坏。（1）2．调整主、从动锥齿轮的轴承预紧度主减速器和差速器的传动对锥齿轮副的啮合精度要求高。（2）1）调整主动锥齿轮轴承预紧度在前轴承内圈下加减调整垫片进行调整。1利用伸缩衬套进行调整。2调整主动锥齿轮轴承预紧度的方法有以下两种。2）调整从动锥齿轮轴承预紧度对于单级主减速器，调整从动锥齿轮轴承预紧度时，应慢慢转动两侧调整螺母，同时慢慢转动差速器总成。对于双级主减速器，从动锥齿轮与第二级主动圆柱齿轮固定在同一根轴上，轴两端用轴承支撑在主减速器壳上。调整主、从动锥齿轮的啮合间隙及啮合印痕就是调整主、从动锥齿轮的啮合状态。观察啮合印痕时，应观察从动锥齿轮（大齿轮）的接触面（凸面及凹面），各种啮合印痕如图6-16所示。

除图中所示，不正常的啮合印痕还包括偏向齿顶和偏向齿根。3．调整主、从动锥齿轮的啮合间隙及啮合印痕图6-16各种啮合印痕（a）正常啮合印痕（凸面）

（b）正常啮合印痕（凸面）（c）偏向大端面（凸面）（d）正常啮合印痕（凹面）

（e）偏向小端面（凹面）

（f）偏向大端面（凹面）主、从动锥齿轮的啮合间隙及啮合印痕不符合要求时，应按表6-4所示的方法进行调整，这种方法可简化为如下口诀：大进从，小出从，顶进主，根出主。表6-4主、从动锥齿轮的啮合间隙及啮合印痕的调整方法1）主减速器壳的检修壳体应无裂损，各部位螺纹的损伤不得多于两牙，否则应进行更换。差速器左、右轴承轴承孔的同轴度公差应符合该车型规定。（1）（2）1．主减速器的检修6.2.5驱动桥各主要部件的检修（3）（4）（5）主减速器壳纵轴线相对横轴线的垂直度公差应符合该车型规定。主减速器壳纵轴线与横轴线应在同一平面内，其位置度公差应符合该车型。主减速器壳与侧盖的配合应符合该车型规定。锥齿轮工作表面不得有明显斑点、剥落、缺损和阶梯形磨损。1主动锥齿轮的轮齿锥面径向圆跳动公差应符合该车型规定。2前后轴承与轴颈、轴承孔的配合应符合该车型规定。3用螺栓连接和紧固的部分，其连接螺栓的紧固程度应符合该车型规定，紧固螺栓的锁止功能应确保可靠。42）主减速器锥齿轮的检修更换锥齿轮时，必须成对更换。5检修差速器时，应重点注意以下几点。差速器壳若存在裂纹，应进行更换。（1）2．差速器的检修（2）（3）（4）速器壳与复合式推力垫片的接触面应光滑、无沟槽。行星锥齿轮、半轴锥齿轮不得有裂纹，工作表面不得有明显斑点、脱落、缺损。差速器壳与轴承、差速器壳与行星锥齿轮轴的配合应符合该车型规定检修轴承时，应重点注意以下两点。轴承的钢球和滚道上不得有伤痕、剥落、严重黑斑或烧损变色等缺陷，否则应进行更换。（1）3．轴承的检修（2）轴承架不得有缺口、裂