汽車構造（下冊） 課件 第17章 驅動橋

第17章驅動橋2025/1/2117.1概述17.2主減速器17.3差速器17.4半軸與橋殼第17章

驅動橋21.驅動橋組成與功用：1）組成驅動橋一般由主減速器、差速器、半軸和橋殼等組成。2）功用1）降速增矩。2）改變轉矩傳遞方向，并分配給左右驅動輪。3）使左右驅動輪以不同轉速旋轉，實現(xiàn)轉向、不同路面行駛。17.1概述2.驅動橋分類（1）整體式驅動橋：(非斷開式)17.1概述驅動橋殼由中間的主減速器殼和兩邊與之剛性連接的半軸套管組成，通過懸架與車身或車架相連。兩側車輪安裝在此剛性橋殼上，半軸與車輪不可能在橫向平面內作相對運動。2.驅動橋分類（1）整體式驅動橋：(非斷開式)17.1概述左右驅動輪不能相互獨立的跳動，當一側車輪通過地面的凸起或凹坑時，整個驅動橋及車身都要發(fā)生傾斜。2.驅動橋分類（2）斷開式驅動橋17.1概述有些斷開式驅動橋省去了橋殼，主減速器與驅動輪之間通過擺臂用鉸鏈連接，半軸用萬向節(jié)連接。特點：車輪和車架相對獨立；驅動橋殼分段并通過鉸鏈連接；主減速器固定在車架上；1-主減速器；2-半軸；3-彈性元件；4-減振器；5-車輪；6-擺臂；7-擺臂軸2.驅動橋分類（2）斷開式驅動橋17.1概述兩側的驅動輪分別用彈性元件與車架連接，驅動輪與橋殼可以彼此獨立地相對于車架上下跳動。2.驅動橋分類（3）四驅驅動橋17.1概述功用：是減速增扭，改變轉矩旋轉方向。分類：1）按參加減速傳動的齒輪副數目分：單級和雙級。2）按傳動比檔數分：單速和雙速。3）按齒輪副結構形式分：圓柱齒輪式(又可分為軸線固定式和軸線旋轉式及行星齒輪式），圓錐齒輪式準雙曲面齒輪式17.2主減速器1.單級主減速器特點1）結構簡單，體積小，重量輕，傳動效率高，多應用于轎車及一般輕中型貨車；2）采用飛濺潤滑;3）缺點:傳動比小，不能適應需大傳動比的重型車輛。一、單級主減速器主減速器采用準雙曲面齒輪；i0=38/6=6.332.結構一、單級主減速器為保證主從動錐齒輪之間正確的相對位置，從而使得傳動時沖擊噪聲較小，且輪齒沿長度方向磨損均勻，必須：1）主從動錐齒輪有足夠的支承剛度；2）有必要的嚙合調整裝置；(東風EQ1090E型汽車主減速器)2.結構一、單級主減速器1）主動錐齒輪支承方式；①跨置式主動錐齒輪前后方均有軸承支承，支承剛度較大。適用于負荷較大的單級主減速器②懸臂式主動錐齒輪只在前方有支承，后方沒有，支承剛度較差。適用于負荷較小的輕型車。2.結構一、單級主減速器2）從動錐齒輪支承方式；為提高支承剛度，防止負荷過大時從動齒輪變形過大而破壞嚙合，可采用支承螺柱。3.調整（1）軸承預緊度的調整目的：提高支承剛度裝置：調整墊片、波形套（主動錐齒輪）—1.0~1.5N·m

調整螺母、調整墊片（從動錐齒輪）-

1.5~2.5N·m一、單級主減速器3.調整（2）錐齒輪嚙合的調整是指嚙合印痕及嚙合間隙的調整。一、單級主減速器1）嚙合印痕調整：先在主動錐齒輪輪齒上涂以紅色顏料，然后使主動錐齒輪往復轉動，于是從動錐齒輪輪齒的兩工作面上便出現(xiàn)紅色印跡。通過調整主動錐齒輪的前后位置和從動錐齒輪的左右位置，可以調節(jié)齒面接觸情況。應使動齒輪輪齒正轉和逆轉工作面上的印跡均位于齒高的中間，并偏于小端，占齒面寬度的60％以上。2）嚙合間隙的調整：主動齒輪：調整墊片調整；從動齒輪：通過調整螺母或調整墊片調整。嚙合間隙：0.15~0.40mm調整口訣：大進從、小出從、頂進主、根出主。

一、單級主減速器3.調整在發(fā)動機橫向布置汽車的驅動橋上，主減速器采用斜齒園柱齒輪；在發(fā)動機縱向布置汽車的驅動橋上，采用圓錐齒輪和準雙曲面齒輪。準雙曲面齒輪工作平穩(wěn)性更好，彎曲強度和接觸強度更高，還可以使主動齒輪軸線相對于從動齒輪軸線偏移。當主動齒輪軸線向下偏移時，可以降低傳動軸的位置，從而有利于降低車身及整車重心高度，提高汽車的行駛穩(wěn)定性。

一、單級主減速器4.準雙曲面齒輪：(準雙曲面齒輪與錐齒輪的區(qū)別)4.準雙曲面齒輪：近年來準雙曲面齒輪在廣泛應用于轎車、輕型客車基礎上，也越來越多地用在中、重型貨車上得到采用。缺點：嚙合齒面的相對滑動速度大，齒面壓力大，齒面油膜易被破壞。應采用專用含防刮傷添加劑的雙曲面齒輪油。一、單級主減速器

在桑塔納、奧迪100、切諾基等發(fā)動機縱置的汽車上，都采用了這種形式的主減速器。

轎車單級主減速器：一、單級主減速器

5.潤滑：在主減速器殼內要加一定量的齒輪油。當從動錐齒輪轉動時，把齒輪油甩濺到各齒輪和軸承上。在主減速器殼后面設有加油口，應按加油口的高度加注齒輪油。在主減速器殼體上裝有通氣塞，防止殼內氣壓過高而使齒輪油滲漏。在更換齒輪油時，可通過設在主減速器殼下面的放油口將齒輪油放出。應注意的是，準雙曲面齒輪在工作時，齒面間有較大的相對滑動，且齒面間壓力很大，齒面油膜易被破壞。為減少摩擦，提高效率，必須采用含防刮傷添加劑的雙曲面齒輪油，絕不允許用普通齒輪油代替，否則將使齒面迅速擦傷和磨損，大大降低使用壽命。一、單級主減速器當汽車主減速器需要較大的傳動比時，若仍采用單級主減速器，由于主動錐齒輪受強度、最小齒數的限制，其尺寸不能太?。幌鄳膹膭渝F齒輪尺寸將增大，不僅使其剛度降低，而且會使主減速器殼體及驅動橋外殼輪廓尺寸增大，難以保證足夠的離地間隙，因此需要雙級主減速器。雙級主減速器能適應更大的傳動比，用于中、大型車。二、雙級主減速器1.結構二、雙級主減速器1—第二級從動齒輪

2—差速器殼

3—調整螺母

4、15—軸承蓋

5—第二級主動齒輪6、7、8、13—調整墊片

9—第一級主動齒輪軸

10—軸承座

11—第一級主動齒輪12—主減速器殼

14—中間軸

16—第一級從動錐齒輪

17—后蓋1.結構1）傳動方式

一級：錐齒輪傳動二級：圓柱斜齒輪傳動2）傳動比i=(25/13)(45/15)=5.77或i=(25/12)(45/15)=6.25i=(25/11)(47/14)=7.633）主動錐齒輪支承形式懸臂式？？二、雙級主減速器2.調整二、雙級主減速器1）軸承預緊度的調整2）錐齒輪嚙合的調整某載貨汽車雙級主減速器的剖面圖二、雙級主減速器1-主動錐齒輪2-主動錐齒輪凸緣3-主動錐齒輪前軸承蓋4-橡膠油封5-止推墊圈6-主動錐齒輪前軸承7-密封墊片8-軸承調整墊片9-主動錐齒輪后軸承10-軸承座11-錐齒輪嚙合調整墊片12-加油孔螺栓13-主動圓柱齒輪14-從動錐齒輪15-從動圓柱齒輪16-行星齒輪軸17-通氣塞18-行星齒輪19-墊圈20-橋殼后蓋21-半軸齒輪22-半軸齒輪墊片23-差速器左殼24-差速器軸承25-軸承調整環(huán)26-差速器軸承蓋27-調整環(huán)止動片28-半軸套管29-半軸30-后橋殼31-減速器外殼32-主動圓柱齒輪的圓錐滾子軸承(左)在重型載貨車、越野汽車或大型客車上，當要求傳動系的傳動比值較大，離地間隙較大時，往往在兩側驅動輪附近再增加一級減速傳動，稱為輪邊減速器，輪邊減速也可以看作是主減速器的第二級傳動。1.應用：重型貨車越野車大型客車三、輪邊減速器2.結構3.傳動比i=（齒圈齒數+太陽輪齒數）/太陽輪齒數）=（齒圈齒數/太陽輪齒數）+1三、輪邊減速器圖17-9輪邊減速器的結構示意圖1—半軸套管2—半軸3—太陽輪4—行星齒輪5—行星齒輪軸6—齒圈7—行星架三、輪邊減速器a)結構圖

b)傳動簡圖1-齒圈2-行星齒輪3-太陽輪4-行星架5-制動鼓6-輪轂7-半軸套管8-制動底板斯太爾汽車后驅動橋的輪邊減速器為了充分提高汽車的動力性和經濟性，有些汽車裝用了兩檔的主減速器，此時，主減速器還兼起了副變速器的作用。四、雙速主減速器1-接合套2-半軸3-撥叉4-行星齒輪5-主動錐齒輪6-差速器7-從動錐齒輪8-齒圈9-行星架齒圈8和從動錐齒輪7連成一體，行星架9則與差速器6的殼體剛性地連接。四、雙速主減速器多橋驅動越野汽車的各驅動橋的布置有非貫通式和貫通式兩種。采用貫通式驅動橋可以減少分動器的動力輸出軸數量，簡化了結構。五、貫通式主減速器延安SX2150型6×6越野汽車的貫通式雙級主減速器五、貫通式主減速器1.功用1）將主減速器傳來的動力傳給左、右兩半軸。2）在必要時允許左、右半軸以不同的轉速旋轉，使左、右驅動車輪相對于地面純滾動而不是滑動。2.安裝差速器的原因當汽車轉彎或直線行駛而道路不平時，會造成兩輪滾動距離不同。如果兩側車輪轉速相等，一定會造成外輪的滑移和內輪滑轉現(xiàn)象的發(fā)生?；坪突D現(xiàn)象的危害：17.3差速器加速車輪的磨損，汽車功率的消耗和燃油消耗，并導致轉向困難，制動性能惡化，行駛穩(wěn)定性差。3.差速器的類型1）根據形式不同分為：a.輪間差速器：裝在同一驅動橋兩側驅動輪之間，滿足左右兩輪實現(xiàn)不同轉速。b.軸間差速器：裝在多軸驅動汽車的各驅動橋之間，滿足前后兩軸實現(xiàn)不同轉速。2）根據其工作特性的不同分為：a.普通差速器b.防滑差速器17.3差速器電控防滑差速器托森式差速器高摩擦自鎖式差速器強制鎖止式差速器1.結構：錐齒輪式特點：結構簡單、緊湊、工作平穩(wěn)。應用最廣泛。一、普通差速器1-差速器殼體軸承2-差速器殼體3-半軸齒輪墊片4-半軸齒輪5-行星齒輪墊圈

6-行星齒輪7-從動錐齒輪8-右外殼9-行星齒輪軸10-螺栓某轎車差速器分解圖一、普通差速器1－差速器殼

2－螺栓

3－圓錐滾子軸承

4－車速表齒輪

5－車速表齒輪鎖緊套筒6－螺紋套

7－半軸齒輪

8－止動銷9－行星齒輪10－行星齒輪軸11－復合式推力墊片12－主減速器從動錐齒輪2.差速器動力傳遞1）動力傳遞路線主減速器主動錐齒輪→從動錐齒輪→差速器殼→十字軸（行星齒輪軸）→行星齒輪→半軸齒輪→半軸→驅動輪。2）行星齒輪轉動（1）公轉（2）自轉一、普通差速器3.工作原理主動件轉速為n0一、普通差速器3.工作原理（1）普通差速器運動特性(轉速）①當汽車直線行駛時路面阻力反映到差速機構上，使得行星齒輪與半軸齒輪嚙合點A、B受力相等（PA=PB)，由于行星齒輪相當于一個等臂的杠桿，則MA=PA×rMB=PB×rMA=MB(大小相等，方向相反）所以，行星齒輪沒有自轉，只有公轉，差速器不起差速作用。一、普通差速器3.工作原理（1）普通差速器運動特性(轉速）①當汽車直線行駛時一、普通差速器ABCω0ω0r=ω1r=ω2r即n0=n1=n2此時差速器不起差速作用且，n1+n2=2n0

ω1ω2r3.工作原理（1）普通差速器運動特性(轉速）①當汽車直線行駛時一、普通差速器3.工作原理（1）普通差速器運動特性(轉速）②當汽車右轉彎行駛時路面阻力反映到差速機構上，使得行星齒輪與半軸齒輪嚙合點A、B受力不相等，如圖汽車右轉彎，（PA＜PB)，由于行星齒輪相當于一個等臂的杠桿，則MA=PA×r，MB=PB×rMA＜MB在MB-MA的作用下，行星齒輪發(fā)生自轉，同時也有公轉，差速器起差速作用。此時，n1=n0+△nn2=n0-△n，但仍有n1+n2=2n0

一、普通差速器3.工作原理（1）普通差速器運動特性(轉速）差速器運動特性方程式:n1+n2=2n0

左右半軸齒輪之轉速和等于差速器殼體轉速的2倍，且與行星齒輪轉速無關。推論：⑴n1=0,n2=2n0(如一個車輪掉入泥坑打滑，另一個車輪在地面不轉或一邊半軸斷）⑵n0=0，

n1=-n2（如頂起汽車，傳動軸制動，順時針轉動一側車輪，另一個車輪會以相同的轉速逆時針轉動）一、普通差速器3.工作原理（1）普通差速器運動特性(轉速）②當汽車右轉彎行駛時一、普通差速器3.工作原理（2）普通差速器轉矩特性1）行星齒輪不自轉時n4=0MT=0(MT為行星齒輪自轉時內孔和背面所受的摩擦力矩）一、普通差速器由于行星齒輪相當于一個等臂杠桿，均勻撥動兩半軸齒輪轉動。所以，差速器將差速器殼體轉矩M0平均分配給兩半軸齒輪，則

M1=M2=M0/23.工作原理（2）普通差速器轉矩特性2）行星齒輪自轉時n4≠0MT≠0(MT為行星齒輪自轉時內孔和背面所受的摩擦力矩）。一、普通差速器當n1＞n2時，則

M1=(M0-MT)/2

M2=(M0+MT)/2

所以，M1＜M2由于差速器內充滿齒輪油，摩擦阻力MT很小，可以忽略不計，所以，M1=M2=M0/23.工作原理（2）普通差速器轉矩特性設輸入差速器殼的轉矩為M0

，輸出給左、右兩半軸齒輪的轉矩為M1和M2，MT為折合到半軸齒輪上總的內摩擦力矩，則：鎖緊系數K=|M2-M1|/M0=MT/M0,

轉矩比kb=(1+k)/(1-k)結論：無論差速器差速與否，普通行星齒輪差速器都具有轉矩等量分配的特性。普通差速器等量分配特性對于汽車在壞路面上行駛時十分不利，因一側車輪打滑，所得作用力矩很小，而另一車輪也只能同樣分配得到很小的轉矩，以致汽車無法自拔。一、普通差速器M1=（M0－MT）/2M2=（M0+MT）/2為了提高汽車在壞路上的通過能力，在某些越野汽車、高級轎車上裝用了防滑差速器。其工作原理是在一個驅動輪滑轉時，設法使大部分轉矩甚至全部轉矩傳給不滑轉的驅動輪。常用的防滑差速器可分為強制鎖止式和高摩擦自鎖式兩大類。二、防滑差速器1.強制鎖止式差速器其實質是加一個差速鎖。特點是把其中一根半軸和另一根半軸直接或間接鎖為一體而共同旋轉。這種差速器也叫作帶差速鎖式差速器。當需要時，由駕駛員操縱差速鎖，使兩半軸成為一個整體，與差速器殼一同旋轉。當一側驅動輪滑轉而無牽引力時，從主減器傳來的轉矩全部分配到另一側驅動輪上，使汽車得以正常行駛。當汽車通過壞路后駛上好路時駕駛員便摘下差速鎖。強制鎖止式差速器結構簡單，易于制造，但操縱不便，一般要在停車時使用。二、防滑差速器1.強制鎖止式差速器二、防滑差速器該車采用電控氣動方式操縱差速鎖。2.高摩擦式差速器有摩擦片式、滑塊凸輪式等結構形式。其特點是在兩驅動輪轉速不同時，不需人工操縱，會自動向轉速慢的車輪多分配一些轉矩。。思路：在兩半軸轉速不等時，行星齒輪自轉，差速器所受摩擦力矩與快轉半軸旋向相反，與慢轉半軸旋向相同，故能夠自動地向慢轉一方多分配一些轉矩。。二、防滑差速器2.高摩擦式差速器二、防滑差速器a)結構剖面圖b)摩擦片組1-差速器殼；2-主、從動摩擦片組；3-推力壓盤；4-十字軸；5-行星齒輪；6-V形斜面；7-彈簧鋼片；8-主動摩擦片；9-從動摩擦片2.高摩擦式差速器為增加內摩擦，在半軸齒輪與差速器殼１之間裝有主、從動摩擦片組2和壓盤3。壓盤3以內花鍵與半軸相連，在(壓盤）軸頸處用外花鍵與從動摩擦片9連接。主動摩擦片8則用花鍵與差速器殼l內鍵槽相配。二、防滑差速器

十字軸4由兩根互相垂直的行星齒輪軸組成，其端部均切出凸Ｖ形斜面６，相應地差速器殼孔上與之相配的孔較大，有凹V形斜面，兩根行星齒輪軸的Ｖ形面是反向安裝的。2.高摩擦式差速器1）直線行駛時，兩半軸無轉速差，轉矩平均分配給兩半軸。由于差速器殼通過Ｖ形斜面驅動行星齒輪軸，斜面產生的力迫使兩行星齒輪軸分別向（圖示的）左、右方向(向外)略微移動，通過行星齒輪使推力壓盤壓緊摩擦片。二、防滑差速器此時轉矩經兩條路線傳給半軸：

一路經行星齒輪軸、行星齒輪和半軸齒輪將大部分轉矩傳給半軸；

另一路則由差速器殼經主、從動摩擦片、壓盤傳給半軸。

2.高摩擦式差速器2）當汽車轉彎或一側車輪在路面上滑轉時，行星齒輪自轉，起差速作用，左、右半軸齒輪的轉速不等。由于轉速差的存在和軸向力的作用，主、從動摩擦片間在滑轉的同時產生摩擦力矩。其摩擦力矩的方向與快轉半軸的旋向相反，與慢轉半軸的旋向相同。從而使慢轉半軸傳遞的轉矩明顯增加。二、防滑差速器（－－轉速慢的半軸即壓盤被摩擦力拖快了，轉矩增加，反之快的半軸即壓盤受到了摩擦力的阻礙，轉矩減小。）3.托森式差速器托森式差速器是一種新型的差速器.采用了渦輪蝸桿傳動具有良好的自鎖性能的基本原理，結構緊湊，傳遞轉矩可變范圍較大且可調。廣泛應用于全輪驅動轎車的中央差速器以及后驅動橋輪間差速器。但是由于其在高速轉矩差時的自動自鎖作用，一般不能用于前驅動橋輪間差速器。二、防滑差速器視頻：/x/page/n0529mgejjy.html?1-差速器殼

2-前軸蝸桿

3-蝸輪

4-后軸蝸桿

5-蝸輪軸

6-直齒圓柱齒輪3.托森式差速器二、防滑差速器l—差速器前齒輪軸2—空心軸3—差速器外殼4—差速器后齒輪軸5—后軸蝸桿6—直齒圓柱齒輪7—蝸輪軸8—蝸輪9—前軸蝸桿托森式差速器托森式差速器組成：由差速器殼、6個蝸輪、6根蝸輪軸、12個直齒圓柱齒輪及前、后軸蝸桿組成。12個直齒圓柱齒輪兩兩嚙合，差速器殼體連接蝸輪軸，蝸桿連接半軸。3.托森式差速器1）防滑原理簡單的說，就是綜合了蝸輪蝸桿和普通差速器的行星齒輪機構：把行星齒輪差速機構的齒輪傳動副更換成蝸輪蝸桿傳動副。而蝸輪蝸桿具有單向傳動、反向鎖止的能力（類似于你擰螺栓，可以讓螺母上下運動，但是你拽螺母，沒法讓螺栓旋轉）。二、防滑差速器3.托森式差速器1）防滑原理因此差速的時候相當于蝸桿帶著蝸輪轉（正向傳動可以產生差速）；打滑的時候蝸輪帶著蝸桿轉——轉不動（反向鎖止可以限制動力傳輸到打滑的車輪）。而不同的螺距，具有不同的鎖止能力，從而決定了托森差速器扭矩分配的能力。二、防滑差速器3.托森式差速器2）轉矩分配原理托森差速器是利用蝸輪蝸桿傳動副的高內摩擦力矩Mr進行轉矩分配的。而Mr又取決于兩端輸出軸的相對轉速。當n1、n2

轉速差比較小時，后端蝸輪帶動蝸桿摩擦力亦較小，通過差速器直齒圓柱齒輪吸收兩側輸出軸的轉速差。當前軸蝸桿較高時，蝸輪驅動蝸桿的摩擦力矩也較大，差速器將抑制該車輪的空轉，將輸入轉矩Mo多分配到后端輸出軸上，轉矩分配為：M1=1/2(Mo-Mr)M2=1/2(Mo+Mr)二、防滑差速器4.電控防滑差速器電控防滑差速器主要包括濕式防滑控制差速器和主動防滑控制差速器兩種。濕式防滑控制差速器的工作情況是電控單元根據驅動輪的滑移量來控制發(fā)動機轉速和汽車制動力。該種差速器已在日本日產公司生產的公爵和總統(tǒng)等轎車上裝用。主動防滑控制差速器的工作情況是電控單元利用傳感器提供的車輛運行狀況和道路情況，再按駕駛人的意愿，令執(zhí)行機構提供最優(yōu)的左、右驅動輪的驅動力。二、防滑差速器一.半軸功用：將差速器傳來的動力傳給驅動輪。軸的內側通過花鍵與半軸齒輪相連，外側用凸緣與驅動輪的輪轂相連。分類：根據半軸外端受力狀況的不同，半軸分為兩種。全浮式半軸：半軸只承受轉矩，而兩端均不承受任何反力和反力矩。半浮式半軸：車輪上的各反力矩必須經過半軸傳給驅動橋殼，半軸外端承受全部彎矩。17.4半軸與橋殼一.半軸1.全浮式半軸