底盘6 驱动桥.ppt

1、重庆机电职业技术学院车辆工程系,1,学习情境6 驱动桥,2,驱动桥的组成及功用：,重庆机电职业技术学院车辆工程系,3,4,驱动桥是传动系的最后一个总成，它由主减速器final drive)、差速器(differential)、半轴(half axle)和桥壳(axle housing)等组成，如图所示。,5,重庆机电职业技术学院车辆工程系,6,重庆机电职业技术学院车辆工程系,7,8,9,主减速器又称主传动器。,1) 将万向传动装置传来的发动机转矩传给差速器（传递动力）。 2) 在动力的传动过程中要将转矩增大并相应降低转速（转矩增大，转速降低）。 3) 对于纵置发动机，还要将转矩的旋转方向改变9

2、0（使传动轴左右旋转变为半轴的前后旋转）。,主减速器功用：降速增矩、根据需要改变转矩的方向,10,结构：桥壳-刚性的整体，两端通过悬架与车架连接。左右半轴始终在一条直线上，即行驶时左右驱动轮不能相互独立地跳动。 运动特点：当某一侧车轮通过地面的凸出物或凹坑升高或下降时，整个车桥和车身会随着路面的凸凹变化而发生倾斜，车身波动大。 应用：非独立悬架，多用于汽车的后桥上。,1整体式驱动桥(un-divided axle)-非断开式驱动桥,重庆机电职业技术学院车辆工程系,11,非断开式驱动桥,重庆机电职业技术学院车辆工程系,12,结构：主减速器固定在车架（或车身）上，驱动桥壳制成分段并用铰链连接，或除

3、主减速器壳外不再有驱动桥壳的其它部分。差速器与车轮之间的半轴各段之间用万向节连接。驱动桥两端分别用悬架与车架(或车身)连接。 运动：驱动轮及桥壳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。 应用：应用于独立悬架。,2断开式驱动桥(divided axle),13,断开式驱动桥,14,结构特征,图 例,主减速器,摆臂轴,摆臂,车轮,半轴,弹性元件,减振器,15,主减速器的结构形式因使用要求不同也有所不同，但都是由齿轮机构、支承调整装置和主减速器壳构成。,16,主减速器分类,重庆机电职业技术学院车辆工程系,17,1、单级主减速器,组成：一对大小啮合斜齿轮； 特点：

4、 小齿轮与输出轴制成一体， 大齿轮由铆钉与差速器的外壳连在一起。,18,(2)优点：结构简单、体积小，重量轻和传动效率高，且动力性能满足中型以下货车及轿车的要求。 应用：中型以下货车及轿车型上得以普遍采用。但i0不能太大(i07)。,1单级主减速器,重庆机电职业技术学院车辆工程系,19,EQ1090E型,重庆机电职业技术学院车辆工程系,20,EQ1090E型,21,发动机横向布置：主减速器主动齿轮轴线与差速器轴线平行无改变动力传递方向主减速器采用一对斜齿圆柱齿轮传动。 发动机纵向布置：需改变动力传递方向(一般为90) 主减速器都采用一对圆锥齿轮传动。,1单级主减速器,22,EQ1090E型单级

5、准双曲面齿轮（传动比为6.33）。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,23,有足够的支承刚度（跨置式支承）。此外，为限制从动齿轮过度变形，装有支承螺柱，它与从动齿轮端面之间的间隙为0.30.5mm。,主减速器应注意：,1）支承：,重庆机电职业技术学院车辆工程系,24,优点：齿轮的工作平稳性好、轮齿的弯曲强度和接触强度高，而且主动齿轮的轴线可相对从动齿轮轴线偏移。,3.准双曲面齿轮(hypoid gear),25,轴线向下偏移：保证离地间隙，可降低主动锥齿轮和传动轴的位置，重心降低，提高汽车行驶稳定性。 应用：较为广泛。东风EQ1090E，其偏移距为38mm。,3.准双曲面齿轮(hypoid ge

6、ar),重庆机电职业技术学院车辆工程系,26,双曲面锥齿轮,螺旋锥齿轮、等高齿锥齿轮,27,分类：螺旋锥齿轮、等高齿锥齿轮、双曲面锥齿轮 双曲面锥齿轮 特点：主从动锥齿轮轴线不相交，主动锥齿轮轴线低于或高于从动锥齿轮。 优点：同时啮合齿数多，传动平稳，强度大。 缺点：啮合齿面的相对滑动速度大， 齿面压力大，齿面油膜易被破坏。应采用专用含防刮伤添加剂的双曲面齿轮油。,锥齿轮的齿形,28,应用：桑塔纳、奥迪100、切诺基等发动机纵置的汽车上。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,29,作用： 减小摩擦和磨损。 方式：飞溅润滑。 结构： 进、回油道 通气塞 加、放油螺塞,4、主减速器的润滑,30,5、螺

7、旋锥齿与准双曲面齿传动方案比较,31,发动机纵向前置前轮驱动，整个传动系都集中布置在汽车前部: 主减速器装于变速器壳体内，没有专门的主减速器壳体。 变速器输出轴即为主减速器主动轴，动力由变速器直接传递给主减速器，省去了变速器到主减速器之间的万向传动装置。,桑塔纳轿车的单级主减速器,32,桑塔纳2000型单级主减速器,重庆机电职业技术学院车辆工程系,33,桑塔纳轿车的主减速器,主动锥齿轮,从动锥齿轮,差速器齿轮,行星齿轮轴,行星齿轮,差速器壳,圆锥轴承,34,35,必要性提高汽车通过性： 较大的传动比时，单级主减速器不能保证足够的离地间隙。 双级主减速器，保证足够的动力，又能减小其外廓尺寸，提高

8、汽车的通过性。 应用：解放CA1091型汽车双级主减速器：第一级为螺旋锥齿轮传动，第二级为圆柱斜齿轮传动。,2双级主减速器(double reduction final drive),36,2、双级主减速器,（1）结构： 一对螺旋锥齿轮，一对圆柱斜齿轮。 （2）优点： 较大的传动比、动力性好。 （3）组成：,重庆机电职业技术学院车辆工程系,37,CA1091型汽车主减速器及差速器剖面图,重庆机电职业技术学院车辆工程系,38,重庆机电职业技术学院车辆工程系,39,解放CA1091双级主减速器,40,1）第一级为圆锥齿轮传动，其调整装置与单级主减速器类同；2）由于双级减速，减小了从动锥齿轮的尺寸；

9、3）第二级为圆柱斜齿轮传动，圆柱齿轮多采用斜齿或人字齿，传力平稳；4）双级主减速器的减速比为两对副减速比的乘积。,双级主减速器的结构特点：,41,第一级：螺旋锥齿轮 第二级：园柱斜齿轮 1、支承方式悬臂式。 (1)第一级i小，从动齿轮直径小，主动轮轴承布置困难。 (2)第一级i小，主动锥齿轮及轴颈有可能做得较大，同时尽可能将两轴承的距离加大，可得到足够的支承刚度。,整体式双级主减速器,42,2、轴承预紧度调整： (1)主动齿轮：调垫片8。 (2)中轴：调垫片6、13。 (3)二级从动齿轮：调螺母3 。 3、啮和调整： 主动齿轮调垫片7；从动齿轮调垫片6。(将卸下的垫片加到13 以保证中间轴承原

10、先调好的预紧度不被破坏。),43,3.双速主减速器(two speed final drive),1）作用：为充分提高汽车的动力性和经济性，有些汽车装用具有两挡传动比的主减速器。 2）结构：一对圆锥齿轮+一个行星齿轮机构。齿圈和从动锥齿轮连成一体，行星架则与差速器的壳体刚性地连接。 3）动力传递：动力锥齿轮副行星齿轮机构差速器半轴驱动轮。,应用：单桥驱动的重型车(某些42重型货车)。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,44,双速主减速器(two speed final drive),45,应用：多轴驱动的越野汽车。 作用：简化结构，增大离地间隙。 结构：分动器到同一方向的两驱动桥之间只有一套万向

11、传动装置。 布置：传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。 定义：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。,4贯通式主减速器,46,贯通式主减速器,前面（或后面）两驱动桥的传动轴是串联的，传动轴从离分动器较近的驱动桥中穿过，通往另一驱动桥。这种布置称为贯通式驱动桥。,47,重庆机电职业技术学院车辆工程系,48,延安SX2150型汽车贯通式双级主减速器,（66越野车中驱动桥上）,49,主动准双曲面齿轮,从动圆柱齿轮,主动圆柱齿轮,凸缘盘,从动准双曲面齿轮,贯通轴,延安SX2150型汽车贯通式双级主减速器,第一级：斜齿园柱齿轮传动 i1=1

12、.19 第二级：准双曲面齿轮传动 i2= 5.429,i总=i1i2=6.46,（66越野车 中驱动桥上）,重庆机电职业技术学院车辆工程系,50,51,定义：双级主减速器的第二级齿轮减速机构放在两侧车轮近旁。 作用：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。 应用：越野车，重型汽车或大型客车。 分类： 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)。 行星轮系轮边减速器(上海SH3540A型汽车) 。,5轮边减速器,52,SH3540A汽车轮边减速器结构示意图,53,优点： 1、可使驱动桥的主减速器(第一级)尺寸减小，保证了足够的离地间隙。 2、可获得较大的主传

13、动比。 (i总=i1i行) 3、由于半轴在轮边减速器(第二级)之前，所以承受的转矩大为减小，因而半轴和差速器等零件尺寸可以减小。 缺点：需要两套轮边减速器，结构较复杂，制造成本较高。,轮边减速器,54,第一级是螺旋锥齿轮： i1=Z从锥/Z主锥 第二级是行星齿轮机构： i行=1+Z固定/Z主动,轮边减速器,55,各种双级主减速器的对比,56,差速器的作用,57,差速器的作用,58,滚动：v=r,滑动,滑转：0，v=0,滑移：v0，=0,边滚边滑,边滚边滑移：vr,边滚边滑转：vr,车轮的运动状态：,滑动的危害：轮胎磨损加剧、消耗发动机动力、转向困难和制动性能下降。所以在正常行使下，应尽量避免车

14、轮滑动。,59,是一个差速传动机构，差速器的功用是将主减速器传来的动力传给左、右两半轴，并在必要时允许左、右半轴以不同转速旋转，避免轮胎与地面间打滑，使车轮保持滚动行驶状态，以满足两侧驱动轮差速的需要。,1差速器的功用、类型,（1）差速器的功用,60,1差速器的功用、类型,（2）差速器的类型,差速器,按用途,轮间差速器,轴间差速器,装在同一驱动桥的驱动轮之间,装在各驱动桥之间,工作特性,普通差速器,防滑差速器,61,对称式锥齿轮差速器 (bevel gear differential),组成,视频,62,(2)结构特点：4个行星齿轮分别套在十字轴轴颈上，2个半轴齿轮与4个行星齿轮相互啮合，并一

15、起装在差速器壳内，两半壳用螺栓紧固。,对称式锥齿轮差速器 (bevel gear differential),(1)构造：主要由四个行星齿轮、行星齿轮轴、二个半轴齿轮和差速器壳以及垫片等组成。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,63,64,(3)演变：中型以下轿车传递扭矩小，可用两个行星齿轮，而行星齿轮轴，是一根带锁止销的直轴，速器壳制成整体式框架。,对称式锥齿轮差速器(bevel gear differential),重庆机电职业技术学院车辆工程系,65,桑塔纳2000对称式锥齿轮差速器,视频,66,桑塔纳2000对称式锥齿轮差速器,67,68,对称式锥齿轮差速器 (bevel gear di

16、fferential),69,(4)润滑：差速器是靠主减速器壳体中的润滑油润滑。在差速器壳体上开有窗口，供油进出。在十字轴轴颈铣出一平面，以保证行星齿轮与十字轴轴颈间的润滑。在行星齿轮的齿间钻有油孔，以保证齿面间的润滑。,对称式锥齿轮差速器 (bevel gear differential),70,(5)工作原理：差速器能起差速作用，主要是行星齿轮起了重要作用。行星齿轮有三种运动情况，即：公转、公转+自转、自转,71,差速器工作情况,行星齿轮运动：1、公转2、自转 3、既公转又自转,72,差速器运动原理,73,差速器运动原理,74,汽车直线行驶（两侧驱动轮阻力相同）,行星齿轮只有公转，没有自转

17、，两半轴齿轮同速转动， n1=n2=n0，即n1+n2=2n0,75,汽车转向（两侧驱动轮阻力不同）行星齿轮既有公转，又有自转，使两半轴齿轮以不同速转动，允许两后轮以不同转速转动。,76,如汽车右转向，外侧车轮有滑移的趋势，内侧车轮有滑转的趋势，即外侧车轮阻力小，内侧车轮阻力大，使行星齿轮除了公转还以n自转，n1=n0+n，n2=n0-n（差速作用），n1+n2=2n0,差速器转弯原理2（视频）,差速器转弯原理1（视频）,77,结论： （1）当差速器壳转速为零时，若一侧半轴齿轮受其它外来力矩而转动，则另一侧半轴齿轮即以相同转速反向转动。 若n1(n2)=0，则：n2(n1)=2n0,（2）当任

18、何一侧半轴齿轮的转速为零时，另一侧半轴齿轮的转速为差速器壳转速的两倍。若n0=0，则：n1=n2(反向),78,转矩特性,在传力过程中行星齿轮相当于一个等臂杠杆，两半轴齿轮半径相等，行星齿轮没有自转时，转矩均分给两半轴齿轮，即M1=M2=0.5M0 。,79,自转时，行星齿轮受到MT作用且与自转方向相反。MT使其对左右半轴齿轮附加了两个圆周力F1、F2。(左右驱动轮上的转矩之差等于差速器的内摩擦力矩MT ),MT很小，可以忽略不计，M1=M2=M0/2,转矩特性,80,锁紧系数K=0.050.15， 转矩比Kb=1.11.4 故可认为无论差不差速， MT很小，可以忽略不计，转矩总是平均分配的，

19、 M1=M2=M0/2 。,锁紧系数K：衡量差速器内摩擦力矩的大小及转矩分配特性。,差速器内摩擦力矩与其输入转矩之比为K。 而快慢半轴的转矩之比，定义为转矩比，以Kb表示。,81,（2）差速器的工作特性 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。 差速器的转矩特性：无论差速器差速与否，行星锥齿轮差速器都具有转矩等量分配的特性。,对称锥齿轮式差速器缺陷 在坏路面行驶时，汽车的通过性差。如左侧车轮陷于泥泞路面，右侧车轮位于良好路面，n10，n2=0，为什么？,重庆机电职业技术学院车辆工程系,82,为防止轴承用久后轴向产

20、生间隙而使齿轮移动，破坏原来正确的啮合位置，所以应有必要的预紧度。,主减速器应注意：,2）轴承预紧度,重庆机电职业技术学院车辆工程系,83,(1)主动齿轮轴承预紧度的调整：调整垫片（14）。T=1.01.5 N.m） (2)从动齿轮轴承预紧度的调整：调整螺母（2）。 （T=1.52.5 N.m）,主减速器应注意：,3）轴承装配预紧度的调整,84,EQ1141G型汽车主减速器及差速器,85,内容：齿面啮合印迹和齿侧间隙的调整。 方法：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。 判断：印迹位于齿高的中间偏于

21、小端，并占齿面宽度的60%以上，则为正确啮合。,2. 齿轮啮合间隙的调整方法,86,87,(1)正确的啮合印迹调垫片9（增、减垫片） (2)啮合间隙调整调整螺母2。防止过热膨胀，间隙为0.150.4mm， (可用专用仪器测量)为保证原调好的轴承预紧度，左端螺母拧入的圈数应等于右端螺母的拧出的圈数。,齿轮啮合调整,88,4主减速器锥齿轮副 （1）锥齿轮副 齿轮不应有裂纹，齿轮工作表面不得有明显斑点、剥落、缺损。否则应更换。 以圆锥主动齿轮壳后轴承孔轴线为基准，前轴承承孔的径向圆跳动及各端面的端面圆跳动公差为0.06mm。圆锥从动齿轮端面对其轴线的圆跳动公差为0.10mm。圆锥主动齿轮花键与凸缘键

22、槽的侧隙不大于0.20mm。逾限时，可酌情修理或更换。 圆锥主、从动齿轮啮合齿隙为0.15-0.50mm。否则应进行调整。 圆锥主动齿轮轴承预紧力应符合原设计规定或圆锥主动齿轮轴承的轴向间隙不大于0.05mm。否则应进行调整。 主动圆锥齿轮：轮齿锥面的径向圆跳动公差为0.05mm；前后轴承与轴颈、轴承孔的配合应符合原厂规定；从动锥齿轮的铆钉联接应牢固可靠；用螺栓连接的，连接螺栓的紧固应符合原厂规定，紧固螺栓锁止可靠。 齿轮若需更换时，必须成对更换。,89,能力目标： 1、会检修半轴和桥壳。 2、能编制半轴和桥壳的检修方案和计划。 3、能对各种车型半轴和桥壳进行检修。 4、会用检测设备和工具。

23、5、能注重安全和环保。 知识目标： 1、掌握半轴的支撑形式。 2、掌握半轴及桥壳的检修。,90,功用：半轴用于将差速器半轴齿轮传来的动力传给驱动轮或轮边减速器。 结构特点：传递的转矩较大，常制成实心轴。,半轴,重庆机电职业技术学院车辆工程系,91,非断开式驱动桥(整体式驱动桥)内，半轴为一刚性整轴； 断开式驱动桥处，半轴则分段并采用万向传动装置给驱动轮传递动力； 在转向驱动桥内，半轴一般需要分为内半轴和外半轴两段，中间用等角速万向节相连接。,半轴,结构型式：,92,半轴,半轴内端一般制有外花键与半轴齿轮连接，其外端与驱动轮的轮载轮毂连接。,93,半轴的受力情况，由半轴与驱动轮的轮毂在桥壳上的支

24、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。 、全浮式半轴 只传递扭矩，不传递弯矩。 、半浮式半轴 除传递扭矩外，还要传递弯矩。,2、分类：,重庆机电职业技术学院车辆工程系,94,1全浮式半轴支承 半轴外突缘用螺钉和轮毂连接，轮毂通过两个相对较远的圆锥滚子轴承支承于桥壳上，半轴内端用花键与差速器壳内的半轴齿轮支承于差速器壳两侧轴颈孔内，而差速器壳又以两侧轴颈通过轴承支承在桥壳上。,z,95,全浮式半轴支承,z,路面对驱动轮的作用力,X：,Z：构成使驱动桥弯曲的弯曲力矩。（上弯）,Y：构成使驱动桥弯曲的弯曲力矩。（下弯）,构成使驱动桥水平向内弯曲的弯曲力矩。,造成对

25、半轴的反扭矩,半轴外端弯曲力矩由轮毂轴承桥壳（由桥壳承受）,96,全浮式半轴支承,半轴半轴内端作用在主减速器从动轮的力，弯矩则由差速器壳承受，与半轴无关。这种只承受扭矩，而两端不承受任何反力和弯矩的支承形式，称为全浮式支承形式。,97,98,全浮式半轴支承,z,特点：半轴与桥壳没有直接联系，即半轴两端均不承受任何弯矩及反力故称全浮式，所谓全“浮”即指卸除半轴的弯曲载荷而言。 优点：拆装容易，拆装时只需拧下半轴突缘盘上的螺栓，即可将半轴从管套中抽出，而车轮及桥壳照样能支承汽车。 应用：大多数汽车使用。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,99,2半浮式半轴支承 半轴外端用键及螺钉与轮毂直接连接，半轴

26、直接通过轴承支承在桥壳内，半轴内端连接方式与全浮式内端相同。显然，此时作用在车轮上的各种反力都必须经过半轴才能传到驱动桥壳上。这种使半轴内端不受弯矩，外端承受全部弯矩的支承形式称半浮式半轴支承。,向内的侧向力由止推块承受。向外的侧向力由圆锥滚子轴承承受。,100,半轴外端用键及螺钉与轮毂直接连接，半轴直接通过轴承支承在桥壳内，半轴内端连接方式与全浮式内端相同。,向内的侧向力由止推块承受。向外的侧向力由圆锥滚子轴承承受。,2.半浮式半轴支承,101,国产某轿车驱动桥及半浮式半轴,重庆机电职业技术学院车辆工程系,102,作用在车轮上的各种反力都必须经过半轴才能传到驱动桥壳上。这种使半轴内端不受弯矩

27、，外端承受全部弯矩的支承形式称半浮式半轴支承。,半浮式半轴支承,103,半浮式半轴、全浮式半轴特点比较：,重庆机电职业技术学院车辆工程系,104,105,构成：主减速器壳、半轴套管。 功用：安装并保护主减速器、差速器和半轴；安装悬架或轮毂；支承汽车悬架以上各部分质量；承受悬架和驱动轮传来的反力和力矩；在驱动轮与悬架之间传力。 要求: 应具有足够的强度和刚度，质量小，便于制造，便于主减速器的拆装和调整。 类型：整体式、分段式。 应用：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。,106,结构：其中部为一环形空心壳体，两端压入半轴

28、套管，并用螺钉止动。 半轴套管于壳中伸出部分安装轮毂轴承，端部制有螺纹用以安装轮毂轴承调整螺母和锁紧螺母，桥壳上突缘盘用来固定制动底板。,解放CA1092型汽车的整体式桥壳,整体式桥壳,107,整体式桥壳,主减速器、差速器预先装在主减速器壳内，并用螺钉固定在桥壳环状空心壳体前端面上，桥壳后端面的大孔可用来检查主减速器的工作情况，后盖上装有检查油面用的螺塞。,108,铸造式,钢板冲压焊接式 (用钢板冲压形成，然后再焊接为一体，用于轻型货车、汽车)。,整体式,缺点：刚度，强度小。用于中型及以下车型,优点：刚度，强度大。,缺点：重量大，铸造质量不容易保证。生产效率低，用于中、重型货车,优点：重量轻，工艺简单，材料利用率高，成本底，适合于大批量生产。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,109,110,整体式桥壳,111,构成：一般分为两段，中间用螺栓连成一体，它