驱动桥

第二篇 汽车传动系
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2）断开式驱动桥
当驱动轮采用独立悬架时，两侧的驱 动轮分别通过弹性悬架与车架相连，两车 轮可彼此独立地相对于车架上下跳动。与
断开式驱动桥
减振器 弹性元件 半轴 主减速器
此相对应，主减速器壳固定在车架上，半
轴与传动轴通过万向节铰接，传动轴又通 过万向节与驱动轮铰接，这种驱动桥称为 断开式驱动桥。
车轮 摆臂
摆臂轴
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第一节 主减速器(Final Drive)
• 作用：
减速增矩；改变运动方向。 将主减速器置于尽量靠近驱动轮处，以减小传动件的转矩载荷。
• 分类:
按传动级数分为： 单级式 、双级式 ； 按传动比的数量分为： 单速式、双速式； 按齿轮形式分为： 圆柱齿轮式， 圆锥齿轮式， 准双曲面式；

某主减速器和差速器示意图
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一、单级主减速器
单级主减速器是指主减速传动是由一对齿轮传动完成的。具有结构简 单、体积小、质量轻和传动效率高等优点。
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• 主动齿轮的支承
跨置式支承——（轴承）支承点在齿轮两端。支承刚度好。 悬臂式支承——支承点在齿轮的一侧。结构简单。
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独立驱动桥：
含主减速器、差速器、半轴等。相对其他动力传动总成独立存在。
变速驱动桥：
将变速器和主减速器、差速器、半轴等合为一体。
变速驱动桥
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常见的变速驱动桥安装布置形式：
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第五节 驱动车轮的装置与桥壳
一、半轴(Half-axle)
主减速器从动齿轮 行星 齿轮
半轴齿轮
半轴齿轮 行星齿轮轴 差速器壳
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• 转速
n1 + n2 = 2 n0 ——左、右半轴齿轮转速之和等于 2倍差速器壳转速。


(n1 + n2)与行星齿轮自转速度无关。 n1 = n2 时：n1 = n0 ，n2 = n0 ； n1(或n2 ) = 0 时：n2 (或n1 ) = 2 n0 ； n0 = 0 时：n1 = – n2
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五、贯通式主减速器


多轴驱动汽车的各驱动桥的布置有非贯通式和贯通式两种。 主动齿轮轴贯穿壳体，将动力传向另一驱动桥。 采用两级传动。
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一些贯通式主减速器结构图：
延安SX2150型汽车贯通式双级主减速器
主动 圆柱 齿轮
贯通轴
从动圆 柱齿轮 主动准双曲面齿轮 从动准双曲面齿轮
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二、强制锁止式差速器
差速器的动力学特性不利于汽车的通过性，可以采用强制锁止式差速器
克服其缺点。
差速锁:
需锁止时，用差速锁将一个半轴齿轮与差速器壳锁成一体，则差速器无 差速作用。此时有M1+ M2 =M0 。
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外接合器与半轴通过花 键相连，内接合器与差速器 壳体通过花键相连。当内外 接合器相互接合时，将半轴 齿轮与差速器壳体连为一 体，差速器失去差速功能， 传给两侧驱动轮的转矩可以 不同。

• 转矩比 S = M2 / M 1 • 锁紧系数 K = Mr / M 0
此类差速器MT 很小，S＝1.1 ~ 1.4 ； K =0.05 ~ 0.15。左右车轮可以有很大的 转速差，但转矩差却很小。
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通过运动学分析可以掌握差速器的差速原理；通过动力学分析 可以掌握其转矩分配特性。 内摩擦力矩很小的对称式锥齿轮差速器的运动学和动力学特性 可以概括为“差速但不差转矩”，即可以使两侧驱动轮以不同转速 转动，但不能改变传给两侧驱动轮的转矩。
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• 结构类型： 1）非断开式驱动桥
当车轮采用非独立悬架时，驱动 桥采用非断开式。其特点是半轴套管 与主减速器壳刚性连成一体，整个驱
轮毂
非断开式车桥示意图
主减速器
半轴
动桥通过弹性悬架与车架相连，两侧
车轮和半轴不能在横向平面内做相对 运动。非断开式驱动桥也称整体式驱 动桥。
驱动桥壳 差速器

主动控制式
通过电子装置或电液控制装置来实现限滑。
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二、转矩式敏感式限滑差速器
按其结构主要可以分为锥盘式、轮齿式和摩擦片式3种。

锥盘式
主要特征在于它的锥盘外部呈一定角度的锥形，与差速器壳内部相应 的锥形相配合。

轮齿式
利用不同轮齿的特性来实现限滑，也是转矩式限滑差速器广泛采用的 一种结构。
圆柱齿轮式轮边减速器
半轴 轮毂
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四、双速主减速器
具有两档传动比，以提高汽车的动力性和经济性。 有两级传动：锥齿轮传动、行星齿轮系传动。
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行星齿轮系中：
主动件：齿圈(主减速器从动齿轮)。 从动件：行星架(差速器壳)。
中心轮与从动件(行星架/差速器壳)连接
中心轮与固定件(桥壳)连接
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轴承预紧度的调整
除采用垫片调整外，更多采 用了调整螺母，更为快捷方便。 调整的部位和方法依车不同而不 同。
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• 齿轮轴线偏移的作用：
在驱动桥离地间隙h不变的情况下，可以降低主动锥齿轮的轴线位置， 从而使整车车身及重心降低。
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二、双级主减速器
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结构放大示意图：
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第三节 限滑差速器(Limited Slip Differential)
一、限滑差速器的分类

转矩敏感式（转矩式）
限滑转矩Mr主要与差速器输入转矩M0密切相关。Mr随M0增加而增大。

转速敏感式（转速式）
限滑转矩Mr主要与差速器左右半轴转速差(n1－n2 )密切相关。 Mr随 M0增加而增大。
利用蜗轮蜗杆传动的不可逆性原理和齿面高摩擦条件，使差速器根据其 内部内摩擦力矩大小而自动锁死或松开。 托森差速器常被用 于全轮驱动轿车的中央 轴间差速器，后驱动桥 的轮间差速器，但通常 不用于转向驱动桥的轮 间差速器。 差动转矩较小时起 差速作用，过大时自动 锁死，可有效提高汽车 的通过性。
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第十八章 驱动桥(Drive Axle)
• 组成：
主减速器(Final Drive)、差速器(Differential)、半轴(Half-axle) ； 桥壳(Axle Case) 。
• 功用：
1）通过主减速器齿轮的传动， 降低转速，增大转矩； 2）主减速器采用锥齿轮传动， 改变转矩的传递方向； 3）通过差速器可以使内外侧车 轮以不同转速转动，适应汽车的转 向要求； 4）通过桥壳和车轮，实现承载 及传力作用。
能在必要时使汽车变成由单
侧车轮驱动，其锁紧系数为1， 明显提高了汽车的通过能力。此 外还具有工作可靠，使用寿命长 等优点。其缺点是左右车轮传递 转矩时，时断时续，引起车轮传 动装置中载荷的不均匀性和加剧
轮胎磨损。
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第四节 变速驱动桥(transaxle)
驱动桥按其功能特点分又可分为独立式驱动桥和变速驱动桥。
特点:
结构简单，工作平稳；K达5以上；用 于小型车。
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三、转速敏感式限滑差速器
• 黏性联轴器
Fra Baidu bibliotek
多用作轴间差速器。也有用作轮间差速器 动力传动路线：
前传动轴 壳体
花键
外叶片
硅油膜剪切力
内叶片
花键
后传动轴

限滑原理： 前、后传动轴之间的相 对速度越大，油膜黏滞阻力 越大； 前、后传动轴之间的相 对转动时间较长时，硅油温 度升高，壳体内压增大使叶 片轴向移动，内、外叶片间 的间隙减小，油膜厚度减小， 黏滞阻力增大；温度增大至 一定值时，内、外叶片贴在 一起，前后传动轴锁死。
采用两级齿轮传动，主减速 器有较大传动比。可减小从动锥 齿轮的直径。 与单级主减速器轴承预紧度 的调整类似，双级主减速器的齿 轮轴轴承预紧度调整依车不同而 也会不同。下图给出CA1091型汽 车双级主减速器的调整垫片与调 整螺母分布图。
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三、轮边减速器(Wheel-hub Drive)
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一、齿轮式差速器
为一行星齿轮系。行星架为输入端，中心轮、齿圈为2个输出端。将齿轮 变形后，就由不对称式变为对称式。
行星轮 行星架
中心轮 齿圈
• 类型：
圆锥齿轮式 圆柱齿轮式
对称式（等转矩式） 不对称式（不等转 矩式）
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• 对称式锥齿轮差速器的结构与工作原理：
结构：差速器壳；行星齿轮；半轴齿轮；行星齿轮轴。 转矩传递路线：（1个输入端,2个输出端）

差速器壳→行星轮轴→行星轮→2个半轴齿轮 ↑ ↓ ↓ （主减速器从动齿轮） （半轴）（半轴）
对称式锥齿轮差速器零件分解图
半轴齿轮
行星齿轮 半轴齿轮 半轴齿轮垫片 差速器壳 半轴齿轮垫片
差速器壳
螺栓
行星齿轮 行星齿轮轴 行星齿轮垫片
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行星齿轮的运动状态： 左右车轮上的阻力矩相等时，两半轴齿轮转速相等，此时： 行星齿轮不自转，只公转。半轴齿轮相对差速器壳无转动。 左右车轮上的阻力矩不相等时，两半轴齿轮转速不等，此时： 行星齿轮既自转，又公转。半轴齿轮相对差速器壳有转动。 差速器简图
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• 转矩
行星轮不自转时： M 1 = M2 = M 0 / 2 行星轮自转(设 n1 > n2 )时： M 1 =（M0 – Mr）/ 2 M2 =（M0 + Mr ）/ 2 M 1 < M2 ； 左、右半轴齿轮转矩之差(M 1 –M2 ) 等于差速器内摩擦力矩Mr 。摩擦 力矩Mr 越大，(M 1 –M2) 越大。
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工作原理：
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• 滑块凸轮式差速器
主动套为输入件， 内、外凸轮花键套为两 个输出件。 内、外凸轮花键套 转速不相等时，滑块径 向滑动，与内、外凸轮 间产生摩擦力矩，使慢 转的输出件上可得到比 快转的输出件更大的转 矩。
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• 牙嵌式自由轮差速器
牙嵌式自由轮差速器多用于 中、重型汽车。
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第二节 普通圆锥齿轮差速器(Differential)
作用：
向两侧驱动轮传递转矩。 使两侧驱动轮以不同转速转动，以满足转向等情况下内外驱动轮要以 不同转速转动的需要。 基本工作原理：
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轮间差速器：轮间差速，向同一车桥上两侧的驱动轮输出动力。当汽车
转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左右驱动轮以不同的转速滚动，以 保证两侧驱动车轮作纯滚动运动。 轴间差速器：桥间差速，向两个驱动桥输出动力。
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锥齿轮啮合的调整
是指通过调整主动齿轮、从动齿轮的轴向位置来调整啮合状态。 在主动锥齿轮齿面上涂以红色颜料，然后使锥齿轮往复转动，以此产
生啮合印迹。
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• 准双曲面锥齿轮的特点、螺旋方向、轴线偏移与润滑：
1）特点： 轮齿的弯曲强度、接触强度高； 可使主动齿轮下偏移； 齿面间相对滑动大,齿面压力大。 2）齿轮旋转方向的判断： 从齿轮小端向大端看，齿面向左旋为左旋齿轮，右旋为右旋齿轮，一 对准双曲面锥齿轮互为左右旋。 3）上下偏移的判断： 将小齿轮置于大齿轮右侧，小齿轮轴线在大齿轮轴线下方为下偏移， 反之，为上偏移。 4）润滑 准双曲面齿轮必须使用“双曲面齿轮油”。 对主动齿轮前轴承的润滑（图） 。

摩擦片式
最早被开发为产品，应用也最为广泛。
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摩擦片自锁差速器
结构原理:
主、从动摩擦片分别与差速器壳和与 半轴相连的推力压盘连接。差速器壳带动 行星齿轮轴时，斜面将两轴分别向外推， 压紧摩擦片。
工作状况：
两侧车轮同速时: 摩擦片间无滑动。动力传动路线为: 差速器壳→行星轮轴→行星轮→半轴齿轮 →半轴 两侧车轮不同速时: 摩擦片间有滑动。摩擦力矩MT大。力 传动路线为： 差速器壳→行星轮轴→行星轮→半轴齿轮 →半轴摩擦片→推力压盘
在重型载货车、越野汽车或大型客车上，当要求传动系的传动比值较大， 离地间隙较大时，往往在两侧驱动轮附近再增加一级减速传动，称为轮边减 速器，轮边减速也可以看作是主减速器的第二级传动。
• 特点：半轴传递的转矩小；主减速器尺寸小，离地间隙大或质心低；
结构复杂成本高。 • 用于：重型汽车、越野车、大型客车。 • 类型：行星齿轮式 、圆柱齿轮式。
黏性联轴器结构
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四、主动控制式限滑差速器
• 电磁主动控制限滑差速器
常用多片摩擦式离合器，通过 对电磁力的控制，改变内摩擦力矩。
• 电液主动控制限滑差速器
常用多片摩擦式离合器，通过对 电磁阀的控制，改变油压、活塞压力 来改变内摩擦力矩。
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五、其他几种常用限滑差速器
• 托森差速器