第五章(詳)輪式機械驅動橋

1、2022-5-27輪式機械驅動橋1工程機械底盤2022-5-27輪式機械驅動橋2第五章輪式工程機械驅動橋2022-5-27輪式機械驅動橋3驅動橋驅動橋|指變速箱或萬向節(jié)-傳動軸之后，驅動輪之前的所有傳動機構。|驅動橋主要由五大機構組成：主傳動器、差速器、半軸、輪邊減速器、橋殼2022-5-27輪式機械驅動橋4主傳動器與差速器主動錐齒輪主動錐齒輪從動錐齒輪從動錐齒輪半軸齒輪半軸齒輪行星齒輪軸行星齒輪軸行星齒輪行星齒輪差速器殼差速器殼圓錐軸承圓錐軸承半軸半軸272022-5-27輪式機械驅動橋5驅動橋各機構功能驅動橋各機構功能主傳動器降低轉速、增加扭矩、改變扭矩的傳遞方向。差速器使兩側驅動車輪不等

2、速旋轉，以適應不同路面。半軸將扭矩從差速器傳給車輪。輪邊減速器增扭減速。橋殼支承、承力傳力。2022-5-27輪式機械驅動橋65-1 主 傳 動 器一、作用改變力的傳遞方向；增扭減速二、結構形式、單級主傳動器由一對圓錐齒輪組成，也采用雙曲面齒輪。只進行一次增扭減速，傳動比一般為3.56.7，不超過7。從動錐齒輪從動錐齒輪主動錐齒輪主動錐齒輪結構簡單，重量輕，傳動效率高，結構簡單，重量輕，傳動效率高，主要用在中小型工程機械主要用在中小型工程機械和汽車上。和汽車上。2022-5-27輪式機械驅動橋7單級主傳動器結構裝配圖叉形凸緣叉形凸緣主動錐齒輪主動錐齒輪從動錐齒輪從動錐齒輪主動錐齒輪主動錐齒輪從

3、動錐齒輪從動錐齒輪主動錐齒輪主動錐齒輪從動錐齒輪從動錐齒輪2022-5-27輪式機械驅動橋102、雙級主減速器傳動方式：第一級：錐齒輪傳動第二級：圓柱斜齒輪傳動功用：獲得較大的減速比，傳動比為711。減小了從動齒輪的尺寸，增大了離地間隙，保證了最小離地間隙足夠大，以提高通過性。從動錐齒輪從動錐齒輪主動錐齒輪軸主動錐齒輪軸主動錐齒輪主動錐齒輪半軸半軸中間軸中間軸第二級主動齒輪第二級主動齒輪第二級從動齒輪第二級從動齒輪從動錐齒輪從動錐齒輪主動錐齒輪主動錐齒輪第二級主動齒輪第二級主動齒輪第二級從動齒輪第二級從動齒輪2022-5-27輪式機械驅動橋12三、主動齒輪軸的支承型式| 主動齒輪的尺寸較小，為

4、增大軸的剛度，主動齒輪和軸常做成一體這種型式剛度不好，這種型式剛度不好，易變形。易變形。在輕型機械上采用在輕型機械上采用。1、 懸臂式支承懸臂式支承 只在齒輪軸的一側用兩個相隔較遠的只在齒輪軸的一側用兩個相隔較遠的相對安裝的軸承支承。兩軸承距離應大相對安裝的軸承支承。兩軸承距離應大于懸臂長度的于懸臂長度的2倍，且裝軸承處軸徑應倍，且裝軸承處軸徑應盡可能大，應盡可能大，應懸臂長度。懸臂長度。2022-5-27輪式機械驅動橋132、騎馬式支承（跨置式）這種形式支承剛度好，這種形式支承剛度好，不易變形；不易變形；傳動軸長度短。傳動軸長度短。工程機械多采用。工程機械多采用。2022-5-27輪式機械驅

5、動橋14四、主傳動器齒輪正確嚙合要求、大小錐齒輪的螺旋方向應相反、齒輪的螺旋方向和軸的旋轉方向決定了錐齒輪傳動的軸向受力方向。正確的設計應是：在重載時（低檔），軸向力的方向應使大小齒輪相互推開，以防止減小齒側間隙，加速齒面磨損，甚至引起輪齒卡住折斷。、調整為保證主、從動齒輪處于正確的嚙合位置，以減小傳動噪聲和正常磨損，要對主傳動器進行調整。縱向：調整墊片；橫向：調整螺母；防止變形：止推螺母。如圖所示2022-5-27輪式機械驅動橋155-2 差速器轉彎；在不平路面上行駛，兩輪走過的距離總不等；輪胎滾動半徑總不等(左右輪胎氣壓不等；胎面磨損不同；左右負載不同)。一、作用1、使左右驅動輪實現(xiàn)以不同

6、的轉速旋轉。2、將主傳動器傳來的轉矩分給兩半軸，、將主傳動器傳來的轉矩分給兩半軸，使兩側的驅動車輪產(chǎn)生驅動力。使兩側的驅動車輪產(chǎn)生驅動力。差速器殼從動錐齒輪從動錐齒輪主動錐齒輪主動錐齒輪半軸半軸半軸齒輪半軸齒輪行星齒輪行星齒輪行星齒輪軸行星齒輪軸2022-5-27輪式機械驅動橋16二、普通差速器/行星錐齒輪差速器行星錐齒輪差速器|結構93681741125101-左半軸齒輪左半軸齒輪 2-右半軸齒輪右半軸齒輪 3-左差速器殼左差速器殼 4-行星輪行星輪 5-行星輪軸行星輪軸 6-主傳動從動齒輪主傳動從動齒輪 7-墊圈墊圈 8-墊片墊片 9-軸承軸承 10-螺栓螺栓 11-右差速器殼右差速器殼2

7、022-5-27輪式機械驅動橋17結構簡圖65491171381022022-5-27輪式機械驅動橋18工作原理行星輪運動： 公轉 自轉 既公轉又自轉2022-5-27輪式機械驅動橋19（1）運動特性分析|、當行星輪只隨行星架繞差速器旋轉軸線以6公轉時Ua=Ub=Uc=6r此時半軸齒輪1、2的角速度：1=2=6；差速器不起差速作用，直線行駛，行星輪只公轉不自轉。2022-5-27輪式機械驅動橋20ACBACBuaucubwruaucubw行星輪只有公轉無自轉時A、B、C三點速度2022-5-27輪式機械驅動橋21直線行駛時的差速器工作情況齒條、轉彎行駛行星輪除公轉外，還有自轉角速度 ？Ua=6

8、r+rUb=6rrUc=6r又A、B點是嚙合點，按半軸齒輪轉速分析：Ua=1r Ub=2r1r+2r=（6r+r）+（6rr）右轉彎右轉彎1+2=26 即：即：n1+n2=2n6 此式即為兩半軸齒輪直徑相等的普通齒輪式差速器的運動特性方程此式即為兩半軸齒輪直徑相等的普通齒輪式差速器的運動特性方程r62022-5-27輪式機械驅動橋23轉彎行駛時的差速器工作情況2022-5-27輪式機械驅動橋24ACBACBuaucubwruaucubw行星輪公轉又自轉時行星輪公轉又自轉時A A、B B、C C三點速度三點速度2022-5-27輪式機械驅動橋25、不論行星輪的運動狀態(tài)如何，左右兩半軸齒輪的轉速之

9、和等于差速器殼轉速的兩倍（條件：差速器左右半軸齒輪齒數(shù)相等）。、快速軸增加的轉速等于慢速軸減小的轉速。、若一半軸不動，另一半軸則以2倍于差速器殼的轉速旋轉 n1=0，n2=2n6 如車輪陷入泥濘中，該車輪就以2倍的轉速旋轉，另一側車輪不動。、n6=0，n1=n2兩側車輪相反旋轉 如架修驅動橋，剎住傳動軸，轉動一側車輪的情況。運動特性結論運動特性結論2022-5-27輪式機械驅動橋26動力傳遞：主傳動器主動齒輪軸 從動大錐齒輪 差速器殼 行星輪軸（十字軸）行星輪 半軸齒輪 半軸（2）、動力特性分析）、動力特性分析右轉彎時，行星齒右轉彎時，行星齒輪自轉，產(chǎn)生摩擦輪自轉，產(chǎn)生摩擦轉矩轉矩M4，使轉速

10、快，使轉速快的半軸的半軸1的轉矩減小，的轉矩減小，使轉速快的半軸使轉速快的半軸2的的轉矩增大，但由于轉矩增大，但由于M4很小，半軸很小，半軸1、2的轉矩幾乎不變，的轉矩幾乎不變，可認為仍為平均分可認為仍為平均分配。配。 A：轉：轉彎時彎時轉矩分配轉矩分配M1=（M6M4）/2 M2=（M6+M4）/2 一般一般M4很小，因此通常認為是很小，因此通常認為是差速不差力差速不差力，即轉矩總是平均分配的。，即轉矩總是平均分配的。轉矩分配轉矩分配2022-5-27輪式機械驅動橋28 直線行駛時：行星輪只有公轉，此時相當于一個等臂杠桿，磨擦轉矩不存在，因此，當行星輪沒有自轉時，總是將轉矩M6平均分配給左右

11、半軸齒輪，即M1=M2=M6/2B、直線行駛時轉矩分配、直線行駛時轉矩分配2022-5-27輪式機械驅動橋29普通錐齒輪式差速器平均分配轉矩的特性，將影響機械的通過性能。如輪胎陷入泥濘的情況，在硬地上車輪所產(chǎn)生的牽引力就受到了限制，使機械無法起步。采用帶差速鎖的差速器，可解決這一問題。結構如圖7-2所示：當一側車輪附著條件小時，可將全部扭矩傳給另一側車輪。但操作要及時，不宜接合過早和分離過晚。因此，人控式差速鎖有不足之處。 三、帶差速鎖的差速器三、帶差速鎖的差速器2022-5-27輪式機械驅動橋30四、限滑差速器結構及工作原理（自鎖式）有自鎖性能有自鎖性能當一側車輪附著力當一側車輪附著力不足而

12、出現(xiàn)打滑時，不足而出現(xiàn)打滑時，自動將力矩自動將力矩傳到另一側車輪。傳到另一側車輪。適用適用 于非硬質路面于非硬質路面上運行的機械。上運行的機械。、起重機等、起重機等2022-5-27輪式機械驅動橋315-3 半軸| 半軸是在差速器殼與輪邊減速器或驅動輪之間傳遞動力的實心軸，其內端與差速器半軸齒輪花鍵連接，外端與輪邊減速或驅動輪輪轂連接。| 作用在從動大齒輪上的力及彎矩由差速器殼直接承受，與半軸無關，即內端不受力和彎矩。半軸與驅動輪或輪邊減速在橋殼上的支承形式，決定了半軸的受力狀況。2022-5-27輪式機械驅動橋32半軸按其外端支承受力分為1）全浮式半軸支承受扭矩，不受彎矩。2）半浮式半軸支承

13、受扭矩，外端受彎矩。2022-5-27輪式機械驅動橋33一、全浮式半軸1、支承結構（教材圖6-14） 半軸的外端與橋殼不直接接觸，而是通過兩個相距較遠的相對安裝的圓錐滾子軸承支承在半軸套管上，套管與橋殼壓配在一起。對有輪邊減速的機械，半軸是兩端制有花鍵的實心軸，外端與太陽輪花鍵相連，半軸是浮動的；對沒有輪邊減速的車輛，外端鍛成凸緣與輪轂用螺栓相連，輪轂支承在套管上。 2、特點及應用只承受轉矩，不承受彎矩，受力狀態(tài)好，工程機械上多采用。工程機械的半軸布置工程機械的半軸布置2022-5-27輪式機械驅動橋35二、半浮式半軸1、 支承結構（圖6-15） 半軸用軸承直接支承在橋殼上，作用在車輪上的各反

14、力都必須經(jīng)過半軸傳給驅動橋殼。車輪所受的反力與軸承中心有一定距離，這樣反力產(chǎn)生的彎矩要由半軸承受。2、特點及應用 既承受扭矩，還承受較大的彎矩，主要用在輕型車輛上。2022-5-27輪式機械驅動橋36|半軸除上述兩種最常用的形式外，還受到驅動橋半軸除上述兩種最常用的形式外，還受到驅動橋結構的影響，比如在轉向驅動橋中，半軸應斷開結構的影響，比如在轉向驅動橋中，半軸應斷開并用等角速萬向節(jié)連接。在斷開式驅動橋中，半并用等角速萬向節(jié)連接。在斷開式驅動橋中，半軸也分段并用萬向節(jié)和滑動花鍵或伸縮型等角速軸也分段并用萬向節(jié)和滑動花鍵或伸縮型等角速萬向節(jié)連接。萬向節(jié)連接。2022-5-27輪式機械驅動橋375

15、-4 輪邊減速器輪邊減速器是傳動系中最后一級增扭減速機構。輪邊減速方案、行星齒輪傳動方案（1）、太陽輪為主動件與半軸用花鍵相連，齒圈用花鍵與驅動轎殼體固定連接，行星架和車輪相連為從動件 ntKnq（k1）nj0 i=K+1（2）、太陽輪為主動件與半軸相連，齒圈從動件與車輪相連，行星架與橋殼固定不動 i=K第一種方案傳動比較大，故輪式機械的輪邊減速器多用。ZL50、TL180（圖6-19）就是采用的（1）方案| 行星傳動方案其特點是：能以較小尺寸獲得較大傳動比，布置輪轂內，結構緊湊，零件受力均衡。故多在工程機械上采用。2022-5-27輪式機械驅動橋392、定軸式圓柱齒輪傳動圓柱齒輪式輪邊減速，

16、因結構尺寸大，不好布置，在輪式機械上較少采用。多用在履帶式機械上和車身較長，便于布置的輪式機械上。2022-5-27輪式機械驅動橋405-5 典型驅動橋|ZL50驅動橋1、主傳動器2、差速器3、半軸4、輪邊減速器5、調整Zl50前前(后后)橋總成橋總成ZL50裝載機傳動簡圖裝載機傳動簡圖2022-5-27輪式機械驅動橋43ZL30驅動橋(鉸接式車架)(成工)| 前驅動橋前驅動橋1、兩個主傳動器、兩個主傳動器2、差速器（圖、差速器（圖1-3）:裝有差速鎖裝有差速鎖3、全浮式半軸、全浮式半軸4、輪邊減速（、輪邊減速（2級行星輪系）：求出速比級行星輪系）：求出速比| 后驅動橋后驅動橋 除無差速鎖外除

17、無差速鎖外,全部相同。全部相同。Zl30前橋前橋Zl30傳動簡圖傳動簡圖前橋前橋2022-5-27輪式機械驅動橋46 轉向驅動橋|工程機械為了獲得大的牽引力，多采用全橋驅動，即前后橋都是驅動橋。|對于采用整體式車架且用偏轉車輪轉向的工程機械，則必須采用轉向驅動橋才能同時完成傳遞動力與轉向的功能。|轉向驅動橋的主傳動器、差速器、輪邊減速器等與驅動橋相同，只是把半軸做成內外兩段，中間用等角速萬向節(jié)連接。 轉向驅動橋的應用實例，見圖6-21，圖6-22。2022-5-27輪式機械驅動橋47WYL60C驅動橋-前橋（轉向驅動橋）WLY60型液壓挖掘機傳動簡圖型液壓挖掘機傳動簡圖2022-5-27輪式機

18、械驅動橋49習 題1、驅動橋的組成？2、差速器差速原理及作用？3、主傳動器的類型及作用？主動齒輪軸的支承型式有哪幾種，各有什么特點？4、計算圖1-4中的主傳動和輪邊減速的速比？2022-5-27輪式機械驅動橋50FaFaFaFa調整墊片調整螺母止推螺栓調整螺母2022-5-27輪式機械驅動橋52雙級主減速器工作情況驅動橋的類型驅動橋的類型斷開式驅動橋：轉向驅動橋非斷開式驅動橋：2022-5-27輪式機械驅動橋54轉彎轉彎轉彎時PPPP路面對車輪的附路面對車輪的附加力加力P使行星齒使行星齒輪受力不平衡，輪受力不平衡，產(chǎn)生自轉力矩。產(chǎn)生自轉力矩。 由于自轉力矩的產(chǎn)由于自轉力矩的產(chǎn)生，行星齒輪與行生，行星齒輪與行星齒輪軸之間產(chǎn)生星齒輪軸之間產(chǎn)生摩擦力矩。摩擦力矩。 由于行星齒輪的公轉與自轉