1章4节驱动桥

第四节驱动桥汽车驱动桥的功用是把由万向传动装置或直接由变速器传来的转矩传递给左、右驱动车轮，实现降速增扭、改变转矩的传递方向,实现两侧车轮的差速,承受作用于路面和车架或车厢之间的各向力。

驱动桥应能保证具有合适的主减速比，使汽车具有良好的动力性和经济性；具有较大的离地间隙以保证良好的通过性；尽可能减轻重量以提高行驶的平顺性。

一、驱动桥的组成一般汽车驱动桥包括主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳等组成,如图1-4-1所示。

发动机的动力经离合器、变速器（或分动器）、万向传动装置输入驱动桥，首先传到主减速器图1-4-1 非断开式驱动桥图1-4-2 断开式驱动桥1-驱动桥壳2-主减速器3-差速器4-半轴5-轮毂1-主减速器 2-半袖 3-弹性元件 4-减振器5-车轮 6-摆臂 7-摆臂轴2，增大转矩降低转速后，再由差速器3分配给左右半轴4，最后通过半轴外端的凸缘盘传至驱动车轮的轮毂5。

驱动桥壳1由主减速器壳和半轴套管组成。

轮毂借助轴承支承在半轴套管上。

二、驱动桥的类型驱动桥按其半轴套管与主减速器壳体的连接方式可分为非断开式（或称整体式）驱动桥和断开式驱动桥两种。

在非断开式驱动桥（图1-4-1）中，半轴套管与主减速器壳刚性连成一体，整个驱动桥通过非独立弹性悬架与车架连接，故左、右半轴和驱动轮相对主减速器没有相对运动，亦称为整体式驱动桥。

其结构简单，但平顺性差，一般多用于普通车辆。

在图1-4-2中，左、右半轴2的内端通过万向节与主减速器1相连，外端通过万向节与驱动轮相连，主减速器固连于车架上，而左、右驱动轮则分别通过悬架与车架相连。

这样，两侧驱动轮就可以彼此独立地相对与主减速器上下跳动。

因此，驱动桥壳分成左右两段并通过铰链与半轴连接，故称这种驱动桥为断开式驱动桥。

这种驱动桥为适应车轮绕摆臂轴7上下跳动的需要，差速器与轮毂之间的半轴两端用万向节连接。

断开式驱动桥的优点是可以提高汽车行驶平顺性和通过性，相应采用的悬架为独立悬架。

其缺点是结构复杂，制造成本高，故许多轿车和越野汽车的驱动桥采用独立悬架。

若驱动桥同时兼作转向桥时，则此类驱动桥称为转向驱动桥，它与车架之间可以是非独立悬架式连接，也是独立悬架式连接，后者称为断开式转向驱动桥。

三、主减速器主减速器的功用是降速增扭、改变转矩的传递方向。

一般车辆正常行驶时，由于主减速器的减速比通常是传动系中最大的，起到主要的降速增扭作用，故称之为主减速器,通常由一对或若干对减速齿轮副构成。

根据主减速器的使用目的、要求的不同，其结构形式也有很大差异。

按主减速器所处的位置可分为中央主减速器和轮边减速器。

按参加减速传动的齿轮副数目可分为单级式主减速器和双级式主减速器。

按主减速器速比的变化可分为单速主减速器和双速主减速器两种。

按齿轮副结构型式可分为圆柱齿轮式和圆锥齿轮式两种。

主减速器齿轮类型有圆柱齿轮、直齿锥齿轮、螺旋锥齿轮和双曲面齿轮等。

圆柱齿轮结构简单、加工容易。

且直齿圆柱齿轮，没有轴向力，使用中不需要调整。

圆柱齿轮多用于横置发动机的前置前驱动，后置后驱动的轿车和客车上。

直齿锥齿轮齿线（齿廓面与节锥面的交线）的形状是直线，制造较容易，传动时轴向力小、支承较简单；但不产生根切的小齿轮最小齿数较多，传动比较小；轮齿重叠系数小，承载能力较低，传动中噪音较大。

目前已很少采用。

螺旋锥齿轮的齿线形状是圆弧线或延伸外摆线。

螺旋角通常为30°～35°。

这种型式的齿轮允许的最少齿数随螺旋角的增大而减少，最少齿数为5～6个，在传动比相同时，其结构尺寸比直齿锥齿轮小；传动时，同时啮合的齿数较多，故承载能力较大，传动平稳、噪音较小。

但对轴承的支承刚度和轴向定位要求较高，需用专用铣齿机床加工。

目前在汽车上应用较广泛。

准双曲面锥齿轮的节面，理论上应为双曲面，但实际上均制成近似的圆锥面，因此称为准双曲面齿轮。

它与螺旋锥齿轮传动不同之处在于：两齿轮的轴线不相交，而有一偏置距，当传动比一定，大齿轮尺寸相同时，双曲面齿轮副的小齿轮有较大的分度圆直径及齿轮轴的轴颈直径，从而提高了齿轮的啮合刚度和强度；另外，啮合的齿数多，传动更平稳、噪音小，承载能力强，还可获得更大的传动比。

由于双曲面齿轮副两轴线偏置，可以调整汽车质心位置，或提高离地间隙，改善通过性。

但双曲面齿轮副在啮合过程中，除了有沿齿高方向的侧向滑动外，还有沿齿长方向的纵向滑动，要求用含刮伤添加剂的双曲面齿轮油润滑，以减少摩擦，提高效率，决不允许用普通齿轮油代替；此外，小齿轮的螺旋角大，传动时轴向力大，需加强支承，要求较高的制造和装配精度。

它在汽车上应用广泛，一汽奥迪100轿车、CA7560型高级轿车、北京BJ2020N越野汽车、东风EQ1090E型汽车上都用这种齿轮。

1、单级主减速器轿车和一般轻、中型货车是以速度为主，采用单级主减速器即可满足汽车动力性要求。

而且单级主减速器结构简单、体积小、重量轻和传动效率高，所以单级主减速器应用非常广泛。

但对速比较大的主减速器，主动锥齿轮容易发生根切现象，从而降低齿轮强度。

为使主、从动齿轮啮合传动时冲击噪声较小，且沿轮齿长度方向磨损较均匀，则必须保证主动和从动齿轮之间正确的相对位置，为此，在结构上一方面要使主、从动锥齿轮有足够的支承刚度，使其在传动过程中不至于发生较大变形而影响正常啮合；另一方面应有必要的啮合调整装置。

主减速器装配时，圆锥滚子轴承应有一定的装配预紧度，目的在于减小在锥齿轮传动过程中产生的轴向力所引起的齿轮轴的轴向位移，提高轴的支承刚度，保证锥齿轮副的正常啮合。

但预紧度过大，传动效率则降低，且加剧轴承磨损。

为调整圆锥滚子轴承和的预紧度，在两轴承内座圈之间的隔离套的一端装有一组厚度不同的调整垫片，若预紧度过大，则增加调整垫片的总厚度；反之，则减少调整垫片的总厚度。

工程上用预紧力矩表示预紧度的大小。

调整到能以1.0～1.5N·m的力矩转动叉形凸缘，预紧度即为合适。

支承差速器壳的圆锥滚子轴承的预紧度靠拧动两端调整螺母调整。

调整时应用手转动从动锥齿轮，使滚子轴承具有适宜的预紧度。

调好后应能以1.5～2.5N·m的力矩转动差速器组件。

锥齿轮啮合的调整是指齿面啮合印痕和齿侧间隙的调整。

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），然后用手往复转动主动锥齿轮，于是从动锥齿轮轮齿的两工作面上便出现红色印迹。

若从动齿轮轮齿正转和逆转工作面上的印迹均位于齿高的中间偏于小端，且占齿面宽度的60% 以上，则为正确啮合。

正确啮合的印迹位置可通过增减主减速器壳与轴承座之间的调整垫片的总厚度（即移动主动锥齿轮的位置）而获得。

齿侧间隙是指轮齿啮合时，轮齿侧面间的最小间隙。

齿侧间隙除了能适应齿形误差，防止齿轮受热膨胀卡滞外，还可以贮存润滑油。

一般新轮齿齿侧间隙为0.15～0.50mm。

齿侧间隙的调整方法是转动轴承调整螺母以改变从动锥齿轮的位置。

若间隙大于规定值，应使从动锥齿轮靠近主动锥齿轮，反之则离开。

为保持已调好的差速器圆锥滚子轴承预紧度不变，一般将一端轴承调整螺母拧入的圈数应等于另一端轴承调整螺母退出的圈数。

有时，也可通过同时调整垫片和轴承调整螺母来保证齿轮副的正确的啮合间隙。

长期使用后的齿轮，因磨损而使齿侧间隙增大是正常现象。

在进行啮合印痕调整时，不应强行恢复原有的齿侧间隙，而应以保证正常的啮合印痕的要求为主。

当齿侧间隙超过报废值时，齿轮应成对更换。

综上所述，驱动桥主减速器调整的总体思路是：先主动件，后从动件；具体某一件则是先调预紧度，后调安装距。

调整的一般步骤为：①调整主动锥齿轮圆锥滚子轴承预紧度（或游隙）；②调整主动锥齿轮的安装距；③调整从动锥齿轮圆锥滚子轴承预紧度（或游隙）；④调整齿轮的啮合印痕；⑤检查齿侧间隙。

新装齿轮副时，若其齿侧间隙未达到合适范围，应调整齿侧间隙，且应与啮合印痕调整结合进行。

主减速器的润滑采用飞溅润滑，即主减速器壳中所贮齿轮油，靠从动锥齿轮转动时甩溅到各齿轮、轴和轴承上进行润滑。

主动齿轮轴前端的圆锥滚子轴承远离从动齿轮，润滑困难，在主减速器壳体中铸出进油道和回油道以便润滑。

主减速器壳体上装有通气塞防止壳内气压过高而使润滑油渗漏。

2、双级主减速器对一些载重量较大的载重汽车和公共汽车来说，根据发动机特性和使用条件，要求主减速器具有较大的传动比时，由一对锥齿轮构成的单级主减速器已不能保证足够的离地间隙，这时则需要用两对齿轮降速的双级主减速器。

双级主减速器，一般第一级采用螺旋锥齿抡或准双曲面锥齿轮，第二级采用圆柱齿轮。

解放CA1091型汽车驱动桥即为双级主减速器。

剖面图如图1-4-3所示。

解放CA1091型汽车主减速的第一级传动副为螺旋锥齿轮副11和16，第二级传动副为斜齿圆柱齿轮副5和1。

主减速器主传动比i0有5.77、6.25和7.63三种。

第一级主动锥齿轮与第一级主动齿轮轴9制成一体，主动锥齿轮轴支承在位于齿轮同一侧的两个相距较远的圆锥滚子轴承上，而主动锥齿轮悬伸在轴承之外，构成悬臂式支承。

这种支承型式结构比较简单，但支承刚度不如跨置式的。

一般双级主减速器中，主动齿轮轴多用悬臂式支承主要是因为第一级齿轮传动比较小，从动锥齿轮直径较小，在主动齿轮外端要再加一个图1-4-3解放CA1091型汽车双级主减速器及差速器1-第二级从动齿轮 2-差速器壳 3 -调整螺母 9、15-轴承盖 5-第二级主动齿轮 67、8、13-调整垫片 9-第一级主动齿轮轴 10-轴承座 11-第一级主动齿轮 12-主减速器壳 14-中间轴 16-第一级从动锥齿轮 17-后盖支承，布置上很困难；另外，小传动比的主动锥齿轮及轴颈尺寸有可能做得较大，同时，尽可能将两轴承的距离加大，同样可得到足够的支承刚度。

主减速器也需要调整，调整方法可参考前述东风EQ1090E主减速器的调整。

四、差速器汽车左右驱动轮在同一时间内驶过的路程不等时（如：弯道、不平路面等），差速器可使两侧车轮以不同转速旋转，同时传递转矩，即保证两侧驱动轮的运动是纯滚动。

汽车行驶过程中，车轮对路面的相对运动有两种状态：滚动和滑动，其中滑动又有滑转和滑移两种。

汽车转弯行驶时，两侧车轮在同一时间内驶过的路程不等，外侧车轮驶过的路程较内侧车轮的长。

若两侧车轮用一根轴刚性连接，则两轮转速必然相等，而两轮却要在同时间内驶过不同路程，车轮必然不是纯滚动，外轮边滚动边滑移，内轮边滚动边滑转。

必然使轮胎磨损加剧、转向困难和发动机油耗增加等。

为消除车轮的滑动现象，在驱动轮之间设置差速器，连接左右半铀，即可解决。

同样，汽车在不平路面上直线行驶时，两侧车轮实际驶过的曲线路程也不相等。

因此在角速度相同的条件下，在明显坑凹不平的路面上行驶的一侧车轮是边滚动边滑移，另一侧车轮则是边滚动边滑转。

即使路面非常平直，但由于轮胎制造装配误差、磨损程度不同、承受载荷不同或充气压力不等，各轮胎的滚动半径实际上不可能相等，因此，只要各轮角速度相等车轮对路面的滑动就必然存在。