第六章 驱动桥结构

第六章 驱动桥
§6-1
概述
一、功用与组成 1、功用： （1）降速增扭。 （2）改变传动方向，然后分配给左右驱动轮。 （3）使左右驱动轮以不同转速旋转，实现转向、 不同路面行驶。 2、组成： （1）桥壳—是主减速器、差速器等传动装置的安 装基础。 （2）主减速器—降低转速、增加扭矩、改变扭矩 的传递方向。 （3）差速器—使两侧车轮不等速旋转，适应转向 和不同路面。 （4）半轴—将扭矩从差速器传给车轮。
• (3) 如汽车在转弯时发响，多为差速器行星齿轮啮合间隙过 大或半轴齿轮及键槽磨损，严重时应拆下来修理。 (4)在行驶中听到驱动桥有突然响声，多为齿轮损坏，应立即 停车检查排除。如继续行驶，将会打坏齿轮，使汽车停驶。 2、发热 1)现象 汽车行驶一段时间后，用手触摸驱动桥时有烫手的感觉。 • 2)原因 • (1)轴承装配过紧。 • (2)齿轮啮合间隙过小。 • (3)齿轮油太少或粘度不对。 • 3)诊断与排除 • 应结合发热部位，逐项检查予以排除。轮毂轴承过紧时， 常伴有起步费劲，行驶中发沉，滑行不良等现象。
§6-2
1、功用：
主减速器
（1）降速增扭； （2）改变转矩旋转方向90度； （3）满足汽车转弯及在不平路面上行驶时，左右驱动轮 以不同的转速旋转。
2、分类：
1）按传动齿轮副的数目分类 （1）单级主减速器 （2）双级主减速器 2）按主减速器传动比数分类 （1）单速式 （2）双速式
3）按齿轮副结构形式分： （1）圆柱齿轮式 （2）行星齿轮式 （3）圆锥齿轮式 （4）准双曲面齿轮式
螺旋锥齿轮、等高齿锥齿轮
双曲面锥齿轮
（3）优点： 同时啮合齿数多，传动平稳，强度大。 （4）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。
在桑塔纳、奥 迪100、切诺基等 发动机纵置的汽车 上，都采用了这种 形式的主减速器。
3、润滑
△P
A点：VA = ω0r +ω4r B点：VB = ω0r –ω4r
ω4r4
ω4r4 ω0r C
因：VA =ω1r VB = ω2r 相加，有运动方程： ω1 + ω2 =2ω0
A
B
ω4
n1=n0+△n n2=n0 - △n ， 但仍有n1+ n2=2n0
物理意义： 左右半轴齿轮之转速和等于差速器壳体转速的2倍 ，且与行星齿轮转速无关。
• 3、漏油 • 1)现象 • 齿轮油从驱动桥处向外渗油。 • 2)原因 • (1)主减速器油封损坏。 • (2)半轴油封损坏。 • (3)与油封接触的轴颈磨损，使之表面有沟 槽。 • (4)衬垫损坏或紧固螺栓松动。 • (5)齿轮油加注过多。
• 3)诊断与排除 (1) 齿轮油经半轴凸缘周围渗漏，系半轴油 封不良，更换半轴油封。无半轴油封的汽 车 (CA1091) 则因加注齿轮油过多或汽车在 横向坡较大的路面上行驶。 (2) 主减速器主动圆锥齿轮凸缘处漏油，说 明该处油封不良或凸缘轴颈表面磨损产生 沟槽，则更换油封。 (3)其它部位漏油可根据油迹查明原因。
• 3)诊断及排除 • (1) 停车检查，发现驱动桥有不正常的响声时，可 将驱动桥架起，起动发动机并挂上档，然后急剧改 变车速，察听驱动桥响声来源，以判断故障所在部 位。随即熄火并放人空档，在传动轴停止转动后， 用手转动传动轴凸缘，若有松旷感觉，则为啮合间 隙过大；如感到一点活动量没有，则说明啮合间隙 过小。此时应调整啮合间隙。 • (2)汽车在行驶中，如车速越高则响声越大，而滑行 时减小或消失，一般是轴承磨损松旷或齿轮啮合间 隙失常；如急速改变车速或上坡时发响，则为齿轮 啮合间隙过大，应予调整。
2、自锁式差速器
• 汽车在行驶过程中，根据路面情况自动改变驱动 轮间的转矩分配。在两半轴转速不等时，行星齿轮自 转，差速器所受摩擦力矩与快转半 轴旋向相反，与慢转 半轴旋向相同，故能 够自动地向慢转一方 多分配一些转矩。
3、托森差速器
1-差速器壳； 2-直齿轮轴；3-半轴；4直齿轮；5-主减速器被动 齿轮；6-蜗轮；7-蜗杆
二、桥壳 1、功用： 用来安装主减速器、差速器、半轴、轮毂等部 件的基础体。
2、桥壳分类： （1）整体式桥壳 （2）分段式桥壳 1）整体式桥壳: • 特点： • 强度、刚度好，便于拆装、调整，但质量大
2）分段式桥壳 • 特点： • 分段式桥壳各段之间可相对运动，采用 独立式悬架。
§6-5驱动桥故障诊断与检修
驱动桥的组成：
差速器 桥壳
半轴
主减速器
二、结构类型
1、整体式驱动桥： (非断开式)
驱动桥壳由中间的主减速器壳和两边与之刚性连接的 半轴套管组成，通过悬架与车身或车架相连。两侧车轮安 装在此刚性桥壳上，半轴与车轮不可能在横向平面内作相 对运动。
2、断开式驱动桥：
结构特点： • 车轮和车架相 对独立； • 铰链连接； • 主减速器 固 定在车架上；
啮合点A 啮合点B
• • • • • •
ω0r =ω1r =ω2r 即n1=n2 = n0
ω0r 且，n1+n2=2n0 A C B
此时差速器不 起差速作用
4
直线行驶时的差速器
2）当汽车右转弯行驶时：
• 路面阻力反映到差速机构上，使得行星齿 • 轮与半轴齿轮啮合点A、B受力不相等 • 如图汽车右转弯，（PA＜PB)， • 由于行星齿轮相当于一个 路面对车轮的附 等臂的杠杆，则 加力△P使行星齿 轮受力不平衡， • MA=PA×r ，MB=PB×r 产生自转力矩。 • MA＜MB 在MB-MA的作用下， 行星齿轮发生自转， △P 同时也有公转，差速器起差速作用 。
3、安装差速器的原因：
• • • • • • 1）原因：转弯、路面不平会造成两轮滚动距离不同。 2）形式： （1）轮间差速器 满足左右两轮实现不同转速 （2）轴间差速器 满足前后两轴实现不同转速
一、普通差速器
1、构造
行星锥齿轮差速器
桑塔纳轿车差速器分解图
2、差速器动力传递
1）行星齿轮转动： （1）公转 （2）自转 2）动力传递路线 • 主减速器主动锥齿轮→ 从动锥齿轮→差速器壳 →行星齿轮轴→左半轴 齿轮→左半轴→行星齿 轮右半轴齿轮→右半轴
右转弯时，行星齿轮自转，产生摩擦转 矩M4，使转速快的半轴1的转矩减小，使 转速快的半轴2的转矩增大，但由于M4， 很小，半轴1、2的转矩几乎不变，仍为 平均分配。
设输入差速器壳的转矩为M0 ，输出给左、右 两半轴齿轮的转矩为M1和M2，Mf为折合到半轴齿 轮上总的内摩擦力矩，则：
M1=（M0－Mf）/2
2、主减速器的调整装置 1）轴承预紧度的调整 目的：提高支承刚度 装置：调整垫片、波形套（主动锥齿轮） 调整螺母、调整垫片（从动锥齿轮） 2）啮合间隙及啮合印痕的调整 齿面接触情况调整：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。通过调整主动锥齿轮的前后 位置和从动锥齿轮的左右位置，可以调节齿面接触 情况。应使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，并偏于小端，占齿面宽度的60 ％以上。
M2=（M0+ Mf）/2
结论：无论差速器差速与否，普通行星齿轮差速 器都具有转矩等量分配的特性。 普通差速器等量分配特性对于汽车在坏路面 上行驶时十分不利，因一侧车轮打滑，所得作用 力矩很小，而另一车轮也只能同样分配得到很小 的转矩，以致汽车无法自拔。
差速器短片
二、防滑差速器
1、强制锁住式差 速器 当汽车在坏路 面上行驶时， 驾驶员通过差 速锁将差速器 暂时锁住，使 差速器不起差 速作用。
• 一、驱动桥常见故障诊断与排除 • 1、驱动桥异响： • 1)现象 • 当汽车以 40km/h 以上的速度行驶时，驱动桥会 发生越大，而当滑行时或低速时响声减小或消失。 • 2)原因 • (1)齿轮或轴承严重磨损或损坏。 • (2)主、从动齿轮配合间隙过大。 • (3)从动齿轮铆钉或螺栓松动。 • (4) 差速器齿轮、半轴内端或半轴齿轮花键磨损松 旷。
自锁差速器短片
§6-4
半轴与桥壳
一、半轴 功用：将差速器传来的动力传给驱动轮。 浮式半轴支承 受扭矩，不受弯矩。 特点：易于拆装，只需拧 下半轴凸缘上的螺栓即壳 抽出半轴
2、半浮式半轴支承 受扭矩，外端受弯矩。 结构紧凑，质量小， 但拆卸不方便。多 用于轿车及微型、 轻型车上。
在主减速器壳内要加一定量的齿轮油。当从动锥齿轮 转动时，把齿轮油甩溅到各齿轮和轴承上。 在主减速器壳后面设有加油口，应按加油口的高度加 注齿轮油。 在主减速器壳体上装有通气塞，防止壳内气压过高而 使齿轮油渗漏。 在更换齿轮油时，可通过设在主减速器壳下面的放油 口将齿轮油放出 。 应注意的是，准双曲面齿轮在工作时，齿面间有较大 的相对滑动，且齿面间压力很大，齿面油膜易被破坏。为 减少摩擦，提高效率，必须采用含防刮伤添加剂的双曲面 齿轮油，绝不允许用普通齿轮油代替，否则将使齿面迅速 擦伤和磨损，大大降低使用寿命。
轮边减速器：
3、结构： 4、传动比： 外齿圈 i=（外齿圈 齿数/半轴齿 行星齿轮 轮齿数）+1
中心齿轮 （半轴齿轮） 行星架 半轴管套
半轴 圆锥轴承
§6-3 差速器
1、功用： （1）将主减速器传来的动力传给左、右两半轴。 （2）并在必要时允许左、右半轴以不同的转速旋转，使左、 右驱动车轮相对于地面纯滚动而不是滑动。 2、分类： 1）按安装的位置分： （1）轮间差速器 轴间差速器 （2）普通差速器 防滑差速器 2）按差速器的功能分： （1）普通差速器 （2）防滑差速器 3）按两侧输出转矩是否相等分： （1）对称式 （2）不对称式
n1+ n2=2n0
推论： • ⑴ n1=0, n2 =2n0(如一个车轮掉入泥坑打滑，另一 个车轮在地面不转或一边半轴断） • ⑵n0=0， n1=-n2（如顶起汽车，传动轴制动，顺时 针转动一侧车轮，另一个车轮会以相同的转速逆时 针转动）