驱动桥

>> 第13章驱动桥
13.2 主减速器
一、概述
1.主减速器的功用：是降速增扭、改变传动方向。

2.分类
为满足不同的使用要求，主减速器的结构型式也是不同的。

1)按齿轮副数目分，有单级式和双级式。

双级式主减速器中，若第二级减速齿轮有两副，一般制成独立的减速机构，布置在两侧车轮附近，称为轮边减速器。

2)按传动比分，有单速式和双速式。

前者的传动比是固定的，后者有两个传动比供驾驶员选择，以适应不同行驶条件的需要。

本章只介绍单速式主减速器。

二、单级主减速器
1.构造
它只有一对锥齿轮传动，结构简单。

质量小、体积小、传动效率高。

故轿车和一般轻、中型货车采用单级主减速器。

如图13-3所示的单级主减速器，是由一对双曲面齿轮18、7及支承装置组成。

其主减速比为i0=6.33。

主动锥齿轮18和输入轴制成一体，通过三个轴承19、17和13支承在主减速器壳4上。

从动锥齿轮7通过螺栓固定在差速器壳5上，差速器壳两侧通过两个锥轴承3支承在主减速器壳上。

两个轴承盖1不能互换，有装配记号。

轴承3外侧装有调整螺母2。

从动锥齿轮啮合处的背面装有支承螺柱6。

润滑：为使轴承13和17得到充分的润滑，壳体4侧面铸有进油道8，差速器壳转动时，将齿轮油飞溅到进油道中。

润滑轴承的油又从轴承13的前方经壳体4下方的回油道16流回主减速器壳底部。

图13-3 单级主减速器及差速器
1-差速器轴承盖；2-轴承调整螺母；3、13、17-圆锥滚子轴承；4-主减速器壳；5-差速器壳；6-支承螺柱；7-从动锥齿轮；8-进油道；9、14-调整垫片；10-防尘罩；11-叉形凸缘，12-油封；15-轴承座；16-回油道；18-主动锥齿轮；19-圆柱滚子轴承；20-行星齿轮垫片；21-行星齿轮；22-半轴齿轮推力垫片；23-半轴齿轮；24-行星齿轮轴(十字轴)；25-螺栓
2.工作情况
万向传动装置传来的动力由叉形凸缘11经花键传给主动锥齿轮18、从动锥齿轮7，减速变向后，通过螺栓传给差速器壳5，由差速器传给两侧半轴驱动车轮旋转。

3.结构分析
1)主动锥齿轮常见的支承型式有跨置式和悬臂式
(1)跨置式--主动锥齿轮前后方均有轴承支承(图13-4)，其支承刚度大。

负荷较大的单级主减速器，多数采用这种型式。

当前方两锥轴承出现间隙时，齿轮将会轴向窜动而导致齿面啮合印痕发生变化，但变化较小。

(2)悬臂式--主动锥齿轮只在前方有支承，后方没有支承，其支承刚度较差。

多用于负荷较小的汽车单级主减速器(图13-4b)。

有些中、重型汽车的双级主减速器主动锥齿轮也采用这
种支承型式。

有的重型车主减速器主动锥齿轮采用三个轴承支承(图13-4)，以提高支承刚度。

图13-4 主动锥齿轮的支承型式及调整装置
a)跨置式；b)、c)悬臂式
1-主动锥齿轮啮合状况调整垫片；2-隔套；3-轴承预紧度调整垫片；4-主动锥齿轮轴承座；6-主动锥齿轮；6- 凸缘叉；7-主减速器壳；8-油封盖
2)主减速器的调整装置
(1)轴承预紧度的调整装置
①目的：主、从动锥齿轮的锥轴承应有一定的预紧度，即在装配时就使锥轴承承受一定的轴向压紧力，以提高支承刚度。

②主动锥齿轮轴承预紧度多用调整垫片调整。

a.若两锥轴承外圈距离已定，就可增减两轴承内圈之间的距离来调整(见图13-4a、b)，在隔套2(图13-4a)和主动锥齿轮轴的轴肩前面(图13-4b)装有调整垫片3，可调整两锥轴承内圈压紧后的距离，即调整轴承预紧度。

b.有的两锥轴承内圈距离已定，在主减速器油封盖后面装有调整垫片3(图13-4c)，可调
整两轴承外圈之间的距离，即调整轴承预紧度。

也有的汽车通过精选隔套长度来调整。

c.近年来有的汽车用弹性波形隔套长度来调整轴承预紧度，波形套采用冷拔低碳无缝钢管制造，其上有一波纹区或其他易产生轴向变形的结构。

当轴承预紧后，波形套便超过弹性极限进入塑性变形范围，使轴承预紧度保持在规定范围内。

故弹性波形隔套是一种调整迅速、精确有效的装置。

但也有缺点：因有塑性变形，波形隔套拆装一次就缩短一次，只能靠加垫片来弥补。

③从动锥齿轮轴承预紧度的常见调整装置有两种：
a.多数主减速器用两个调整螺母2调整差速器壳两侧的轴承预紧度(图13-3)；
b.在差速器轴承外圈外端面或内圈内端面处加减调整垫片。

(2)齿轮啮合印痕和啮合间隙的调整装置
锥齿轮的啮合印痕和间隙是通过齿轮的轴向移动改变其相对位置来实现的。

①主动锥齿轮常见的调整装置：
a.增减主动锥齿轮轴承座与主减速器壳之间的调整垫片厚度来调整(图13-3垫片9)主动锥齿轮相对于从动锥齿轮向外向里的移动量。

b.有的增减主动锥齿轮背面与轴承之间的垫片厚度来调整(见图13-4b垫片1)，这种结构的轴承预紧度调整片3靠在轴肩上，调整齿轮的轴向位移的同时，等量增减轴承预紧度的调整垫片。

c.增减主动锥齿轮轴肩前面的调整垫片厚度来调整(图13-4c垫片1)。

②从动锥齿轮的调整装置：从动锥齿轮轴向位移的调整装置与轴承预紧度的调整装置是共用的。

在预紧度调好后，将左右两侧调整螺母一侧松出多少另一侧等量紧进多少，或将左右两侧的调整螺母从一侧调到另一侧，在轴承预紧度不变的情况下，达到啮合状况调整的目的。

(3)从动锥齿轮的止推装置
有的单级主减速器从动锥齿轮因负荷较大产生变形而破坏正常啮合，为此，常在从动锥齿轮啮合处的背面装有止推装置(参见图13-3的支承螺柱6)，在小负荷时与齿轮背面留有一定间隙，当负荷超过一定值时，因从动锥齿轮及支承轴承的变形，抵在支承螺柱端面上，既限制了齿轮的变形量，又承受部分负荷，保护差速器侧轴承。

止推装置与从动锥齿轮的间隙可以调整，一般为0.3mm~0.5mm。

3)锥齿轮的齿形
(1)主、从动锥齿轮的齿形常用的有格里森圆弧齿螺旋锥齿轮、奥利康等高齿锥齿轮和双曲面齿轮。

(2)三种齿形横断面的齿廓在齿高方向上都是渐开线齿型，其宏观特征的主要区别是：
①圆弧齿螺旋锥齿轮与等高齿锥齿轮，其主从动锥齿轮轴线都是相交的(图13-5a)，二者不同的是沿齿长方向，前者由大端到小端齿高是逐渐缩小的，而后者在全齿长上齿高是相等的。

②双曲面齿轮的主要特征是主、从动锥齿轮轴线不相交，主动锥齿轮轴线低于(也有的高于)从动锥齿轮一个距离(图13-5b)。

(3)双曲面齿轮的主要优点是同时啮合的齿数多，传动平稳性好，强度大，其缺点是啮合齿面的滑动速度大，应使用专门的双曲面齿轮油。

因主动锥齿轮的螺旋角大，工作时轴向力大，所以轴向支承件(如垫片、轴承等)的强度、刚度要求也高，这也是双曲面主动锥齿轮易产生轴向窜动的一个主要原因。

图13-5 主减速器锥齿轮的比较
a)圆弧齿螺旋锥齿轮和等高齿锥齿轮；b)双曲面齿轮
三、双级主减速器
1.目的：减速比比较大的主减速器，若用一对锥齿轮传动，从动锥齿轮直径就太大，使汽车的最小离地间隙过小，通过性太差，故常采用双级主减速器。

2.结构：
图13-6所示的双级主减速器。

第一级为锥齿轮传动，第二级为圆柱斜齿轮传动。

第一级从动锥齿轮16加热后套在中间轴14的凸缘上并用铆钉铆紧。

第二级主动圆柱齿轮与中间轴制成一体。

中间轴两端通过锥形轴承支承在主减速器壳上，由于其右端靠近从动锥齿轮受力大，故该端的轴承大于左端的轴承。

圆柱从动齿轮夹在两半差速器壳之间，用螺栓与差速器壳紧固在一起。

图13-6 双级主减速器
1-第二级从动齿轮；2-差速器壳；3-调整螺母；4、15-轴承盖；5-第二级主动齿轮；6、7、8、13-调整垫片；9-第一级主动锥齿轮轴；10-轴承座；11-第一级主动锥齿轮；12-主减速器壳；14-中间轴；
16-第一级从动锥齿轮；17-后盖
第一级主动锥齿轮轴承预紧度用轴肩前面调整垫片8调整；轴向位置用调整垫片7移动轴承座10来调整；中间轴轴承预紧度及从动锥齿轮的轴向位置利用轴两端轴承盖处的垫片6和13调整；垫片厚度增减--调整预紧度；垫片等量地从一边调到另一边--调整从动锥齿轮的轴向位置。

3.双级主减速器主要有如下结构特点：
(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)第二级为圆柱齿轮传动。

圆柱齿轮多采用斜齿或人字齿，传力干稳。

人字齿轮传动消除斜齿轮产生轴向力的缺点。

(3)由于双级减速，减小了从动锥齿轮的尺寸，其背面一般不需要止推装置。

(4)主动锥齿轮后方的空间小，常为悬臂式支承。

(5)因有中间轴，故多了一套调整装置。

但第二级圆柱齿轮的轴向移动只能调整齿的啮合长度，使啮合副互相对正，不能调整啮合印痕和间隙。

(6)双级主减速器的减速比为两对齿轮副减速比的乘积。

设第一级的减速比为i1、第二级的减速比为i2，则双级主减速器的总传动比i0=i1.i2。

四、轮边减速器
1.目的：在重型货车、越野车或大型客车上，需有较大的主传动比和较大的离地间隙时，可将双级主减速器的第二级减速齿轮机构制成结构相同的两套，其安装位置靠近两侧驱动车轮，称为轮边减速器。

2.类型：轮边减速器有外啮合圆柱齿轮式、内啮合齿轮齿圈式和行星齿轮式等多种型式。

3.行星齿轮式轮边减速器
如图13-7，外齿圈6与桥壳1连成整体。

半轴2与半轴齿轮(中心轮)3连成整体。

半轴齿轮3带动行星齿轮4自转、公转，行星齿轮轴5随着公转，通过行星架7带动车轮旋转，起到减速作用。

由第十一章行星齿轮的变速原理知，其减速比为
i2=1+齿圈6的齿数÷半轴齿轮3的齿数
图13-7 行星齿轮式轮边减速器示意图
1-桥壳；2-半轴；3-半轴齿轮；4-行星齿轮；5行星齿轮轴；6-外齿圈；7-行星架
图13-8 贯通式主减速器示意图。