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1、第十三章 驱 动 桥,第一节 概述 第二节 主减速器 第三节 差速器 第四节 半轴和桥壳,返回,第一节 概 述,一、驱动桥的作用和组成 驱动桥将万向传动装置（或变速器） 传来的动力经降速增扭、改变动力传递方向（发动机纵置时）后，分配到左右驱动轮，使汽车行驶，并允许左右驱动轮以不同的转速旋转。驱动桥是传动系的最后一个总成，它由主减速器、差速器、中轴和桥壳组成。其组成结构如图所示。,返回,下一页,第一节 概 述,二、驱动桥的类型 按悬架结构不同，驱动桥可分为整体式和断开式两种。 .整体式驱动桥 如图左图所示，整体式驱动桥采用非独立悬架，其驱动桥壳为一刚性的整体，两端通过悬架与车架连接，行驶时左右驱
2、动轮不能相互独立地跳动，整个车桥和车身会随着路面的凸凹变化而发生倾斜，这种结构多用于汽车的后桥上。 .断开式驱动桥 如图右图所示，断开式驱动桥采用独立悬架，其主减速器固定在车架上，驱动桥壳制成分段并用铰链连接，半轴也分段并用万向节连接。驱动桥两端分别用悬架与车架连接，这样，两侧的驱动轮及桥壳可以彼此独立地相对于车架上下跳动，而车身不会随车轮跳动，提高了其行驶平顺性和通过性。,返回,上一页,第二节 主减速器,一、主减速器的作用和类型 .作用 （）降低转速，增大转矩。 （）改变转矩旋转方向。主减速器使输入转矩增大、转速降低，并将动力传递方向改变后（发动机横置的除外）再传给差速器。 .结构形式 （）
3、按参加减速传动的齿轮副数目分，有单级主减速器和双级主减速器。 （） 按主减速器传动比挡数分，有单速式和双速式。 （） 按齿轮副结构形式分，有圆柱齿轮式、圆锥齿轮式和准双曲面齿轮式。如图所示为主减速器实物及安装位置。,下一页,返回,第二节 主减速器,二、主减速器的构造与工作原理 .单级主减速器 单级主减速器是指主减速传动装置，它是由一对齿轮传动完成的。其结构如图所示。如图所示为其实物图。单级主减速器具有结构简单、质量和体积小、传动效率高的特点，且动力性能满足中型以下货车及轿车要求。因此，这些车型普遍采用单级主减速器。,上一页,下一页,返回,第二节 主减速器,.双级主减速器 当汽车要求主减速器具有
4、较大的传动比时，如果由一对锥齿轮构成的单级主减速器来完成，就需把副锥齿做得很大，体积的增大就不能保证足够的离地间隙。这时需要采用两对齿轮降速的双级主减速器，以使其既能保证足够的动力，又能减小其外廓尺寸，提高汽车的通过性。如图所示为单级和双级主减速器的结构简图。如图所示为解放型汽车双级主减速器，第一级为锥齿轮传动，第二级为圆柱斜齿轮传动。,上一页,下一页,返回,第二节 主减速器,.双速主减速器 为了提高汽车的动力性和经济性，有些汽车的主减速器设有两个挡，即有两个传动比。可根据行驶条件的变化改变挡位，这种主减速器称为双速主减速器。此时，主减速器还兼起了副变速器的作用。,上一页,返回,第三节 差 速
5、 器,一、普通差速器 .差速器的构造 如图所示为行星锥齿轮差速器零件结构图。它由四个行星锥齿轮、一个十字形行星锥齿轮轴（简称十字轴）、两个半轴锥齿轮、差速器壳以及垫片等组成。 工作时，主减速器的动力传至差速器壳，依次经十字轴、行星齿轮和半轴齿轮传给半轴，再由半轴传给驱动车轮。当两侧车轮阻力相同，两侧车轮以相同速度转动时，行星齿轮只绕半轴轴线转动（即只有公转）。当两侧驱动轮所受的行驶阻力不相等（如汽车转弯） 时，通过半轴及半轴齿轮反作用于行星齿轮两啮合点的力将不相等，从而破坏了行星齿轮的平衡，使得行星齿轮除了随差速器壳一起公转外，还要绕行星齿轮轴自转。,下一页,返回,第三节 差 速 器,.差速器
6、的工作特性 （）差速器的运动特性。如图所示为行星锥齿轮差速器的运动原理图。差速器壳与行星齿轮轴连成一体，并由主减速器从动齿轮带动一起转动，是差速器的主动件，设其转速为。两半轴齿轮为从动件，设它们的转速分别为和。、两点分别为行星齿轮与两半轴齿轮的啮合点。点为行星齿轮的中心，、点到差速器旋转轴线的距离相等。,上一页,下一页,返回,第三节 差 速 器,当两侧驱动轮所受的行驶阻力相等，两侧车轮转速相等时，两侧车轮施加于半轴齿轮的反作用力相等，由于两半轴齿轮的半径相等均为，故通过两啮合点、施加于行星齿轮的力也相等。行星齿轮相当于一个等臂的杠杆，保持平衡，即行星齿轮不自转，而只随行星齿轮轴及差速器壳体一起
7、公转，所以两半轴无转速差，如图（）所示，差速器不起作用，即，且,上一页,下一页,返回,第三节 差 速 器,（）差速器的转矩特性。如图所示为行星锥齿轮差速器的转矩分配示意图。设主减速器传至差速器壳的转矩为，经行星齿轮轴和行星齿轮传给两半轴齿轮，两半轴齿轮的转矩分别为和。当两侧驱动轮转速相同时，行星齿轮无自转，即、（为行星齿轮自转时，其内孔和背面所受的摩擦力矩），行星齿轮相当于一个等臂杠杆，均衡拨动两半轴齿轮转动。所以，差速器将转矩平均分配给两半轴齿轮，即,上一页,下一页,返回,第三节 差 速 器,二、防滑差速器 .摩擦片式自锁差速器 如图所示为摩擦片式自锁差速器结构图。 摩擦片式自锁差速器是在普
8、通行星锥齿轮差速器的基础上发展而成的。它在两半轴齿轮背面与差速器壳之间各装有一套摩擦式离合器，以增加差速器内的摩擦力矩。摩擦式离合器由推力压盘、主动摩擦片和从动摩擦片组成。推力压盘上的内花键与半轴相连，而其上的外花键与从动摩擦片的内花键连接。主动摩擦片的外花键与差速器壳的内花键连接。推力压盘及主、从动摩擦片均可做微小的轴向移动。十字轴由两根互相垂直的行星齿轮轴组成，其端部均切有凸形斜面，差速器壳上与之相配合的孔稍大于轴，且有凹型斜面。两根行星齿轮轴的形面是反向安装的。,上一页,下一页,返回,第三节 差 速 器,当两侧驱动轮阻力相同，两半轴无转速差时，转矩平均分配给两半轴。由于差速器壳通过形斜面
9、驱动行星齿轮轴，在传递转矩时，斜面上产生的平行于差速器轴线的轴向分力迫使两根行星齿轮轴分别向左、右方向略微移动，通过行星齿轮推动推力压盘压紧摩擦片。此时转矩经两条路线传给半轴：一路经行星齿轮轴、行星齿轮和半轴齿轮将大部分转矩传给半轴；另一路则由差速器壳、主动摩擦片、从动摩擦片、推力压盘传给半轴。当一侧车轮在坏路面上滑转或转弯时，两侧驱动轮阻力不相等，差速器起差速作用，使两半轴转速不相等，即一侧半轴的转速高于差速器壳的转速，另一侧半轴的转速低于差速器壳的转速。这样，由于转速差及轴向力的存在，主、从动摩擦片间将产生摩擦力矩，且经从动摩擦片及推力压盘传给两半轴的摩擦力矩方向相反：与快转半轴的转向相反
10、，而与慢转半轴的转向相同。因而使得慢转半轴所分配到的转矩大于快转半轴所分配到的转矩。摩擦作用越强，两半轴的转矩差越大，最大可达倍。,上一页,下一页,返回,第三节 差 速 器,.托森差速器 如图所示为全轮驱动的轿车前、后驱动桥之间采用的新型托森差速器。它是一种轴间自锁差速器，其安装在变速器后端，转矩由变速器输出轴传给托森差速器，再由差速器直接分配给前驱动桥和后驱动桥。托森差速器由差速器壳、个涡轮、根蜗轮轴、个直齿圆柱齿轮及前、后轴蜗杆组成。空心轴和差速器壳通过花键相连而一起转动。涡轮通过涡轮轴固定在差速器壳上，对涡轮分别与前轴涡杆及后轴蜗杆相啮合，每个涡轮两端分别固定一个圆柱直齿轮，与前、后轴蜗
11、杆相啮合的蜗轮彼此通过直齿圆柱齿轮相啮合，前轴蜗杆和前驱动桥的差速器齿轮轴为一体，后轴蜗杆和后驱动桥的驱动凸缘盘为一体。,上一页,下一页,返回,第三节 差 速 器,如图所示为其工作原理示意图，当汽车直线行驶（或前后驱动条件相同），前、后驱动桥无转速差时，来自发动机的驱动力通过空心轴传至差速器壳。差速器壳通过涡轮轴将驱动力传至涡轮（此时涡轮无自转），再传到前、后轴蜗杆。前轴蜗杆再通过差速器齿轴将动力传至前桥，后轴蜗杆通过驱动轴凸缘盘将驱动力传至后桥，从而实现前、后驱动桥的同速驱动。差速器不起差速作用。 当汽车转弯（或前后驱动条件不同） 时，前、后驱动桥出现转速差，通过啮合的直齿圆柱齿轮相对转动（
12、即涡轮自转），使一轴蜗杆转速加快，另一轴蜗杆转速下降，实现差速作用。差速器能使转速较低的驱动桥比转速较高的驱动桥分配到的转矩大，即附着力大的驱动桥比附着力小的驱动桥得到的驱动转矩大。,上一页,下一页,返回,第三节 差 速 器,.电控式限滑差速器 如图所示，在差速器的输入端（外壳）和输出端之间安装有两个离合器，该离合器由一个电磁线圈控制，电磁线圈通电会产生磁性，吸引离合器摩擦片使之相互结合，结果是差速器的输入端和输出端直接联通，动力不经过差速器，直接到达传动轴。当电磁线圈不通电时，离合器片彼此分离，不传递动力，差速器恢复为普通形式。 控制电磁线圈通电可以用人工的方法，安装一个开关，由司机手工控制
13、，正常行驶时开关不接通，当需要锁死差速器时，接通开关。开关的控制也可以由计算机控制，当计算机检测到两边驱动轮转速差超过预订值时，就接通电磁线圈开关，使差速器锁死。,上一页,返回,第四节 半轴和桥壳,一、半轴 半轴用于将差速器传来的动力传给驱动轮。因其传递的转矩较大，常制成实心轴。半轴的结构因驱动桥结构形式的不同而不同。整体式驱动桥中的半轴为一刚性整轴；而转向驱动桥和断开式驱动桥中的半轴则分段并用万向节连接。如图所示为其实物图。半轴内端一般制有外花键与半轴齿轮连接，其外端与轮毂连接。,下一页,返回,第四节 半轴和桥壳,.全浮式半轴支承 全浮式半轴支承多用于货车。如图所示为全浮式半轴支承示意图，它
14、表明了汽车半轴外端与轮毂、桥壳的连接情况。半轴外端锻有凸缘，借螺柱与轮毂连接，轮毂用两个相距一段距离的圆锥滚子轴承支承在半轴套管上。半轴套管与空心梁压配成一体，组成驱动桥壳。这种半轴支承形式中半轴与桥壳没有直接联系。半轴的内端用花键与差速器的半轴齿轮连接，半轴齿轮的毂部支承在差速器壳两侧轴颈的孔内，而差速器壳又以其两侧轴颈直接支承在桥壳上。,上一页,下一页,返回,第四节 半轴和桥壳,.半浮式半轴支承 半浮式半轴支承特点是半轴外端通过轴承支承在桥壳上，作用在车轮的力都直接传给半轴，再通过轴承传给驱动桥壳体。半轴既受转矩，又受弯矩。如图示是汽车半浮式半轴的结构与安装，其结构特点是外端以圆锥面及键与
15、轮毂相固定支承在一个圆锥滚子轴承上，向外的轴向力由圆锥滚子轴承承受，向内的轴向力通过滑块传给另一侧半轴的圆锥滚子轴承。,上一页,下一页,返回,第四节 半轴和桥壳,二、桥壳 驱动桥壳既是传动系的组成部分，同时又是行驶系的组成部分，其作用是安装并保护主减速器、差速器和半轴，以及安装悬架或轮毂。它还要与从动桥一起支承汽车悬架以上各部分质量，承受驱动轮传来的反力和力矩，并在驱动轮与悬架之间传力。因此，要求桥壳应具有足够的强度和刚度，且应质量小，便于制造，便于主减速器的拆装和调整。驱动桥壳可分为整体式和分段式两类，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
16、、钢板冲压焊接等形式。,上一页,下一页,返回,第四节 半轴和桥壳,如图所示为解放型汽车的整体铸造式驱动桥壳。它由空心梁、半轴套管、主减速器壳及后盖等组成。空心梁用球墨铸铁铸成，中部有一个环形大通孔，前端用以安装主减速器及差速器总成，后端用来检视主减速器及差速器的工作情况。后盖通过螺钉安装于后端面，后盖上装有检查油面用的螺塞。空心梁上的凸缘盘用来固定制动底板，两端压入钢制半轴套管，并用止动螺钉限定位置。半轴套管外端轴颈用来安装轮毂轴承，其最外端还制有螺纹，以便对轴承进行限位及预紧度调整。,上一页,下一页,返回,第四节 半轴和桥壳,这种铸造的整体式桥壳具有较大的强度和刚度，且便于主减速器的拆装和调整。
