汽車驅(qū)動橋原理及結(jié)構(gòu)

1、汽車驅(qū)動橋原理及構(gòu)造,2020/10/7,2,車橋的分類,車橋根據(jù)驅(qū)動方式的不同主要分為四大類： 1、驅(qū)動橋；驅(qū)動橋可分為斷開式驅(qū)動橋、非斷開式 驅(qū)動橋。 2、支撐橋；支撐橋可分為普通支撐橋、隨動轉(zhuǎn)向支撐 橋。 3、轉(zhuǎn)向橋。 4、轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋。 其中轉(zhuǎn)向橋和支持橋都屬于從動橋。大多數(shù)汽車采用前置后驅(qū)動（FR），因此前橋作為轉(zhuǎn)向橋，后橋作為驅(qū)動橋；而前置前驅(qū)動（FF）汽車則前橋成為轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋，后橋充當(dāng)支撐橋。,2020/10/7,3,驅(qū)動橋作用原理,汽車驅(qū)動橋位于傳動系的末端。其基本功用首先是增扭， 降速，改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，即增大由傳動軸或直接從變速 器傳來的轉(zhuǎn)矩，并將轉(zhuǎn)矩合理的分配給左右驅(qū)動車

2、輪；其次， 驅(qū)動橋還要承受作用于路面或車身之間的垂直力，縱向力和 橫向力，以及制動力矩和反作用力矩等 ，,2020/10/7,4,驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu),驅(qū)動橋一般可分為非斷開式和斷開式兩種。 1.非斷開式驅(qū)動橋 非斷開式驅(qū)動橋也稱為整體式驅(qū)動橋，它由驅(qū)動橋殼1，主減速器（圖中包括6、7），差速器（圖中包括2、3、4）和半軸7組成。驅(qū)動橋殼1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(cè)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(nèi)作相對運動。 其原理是輸入驅(qū)動橋的動力首先傳到主減速器主動小齒輪7，經(jīng)主減速器減速后轉(zhuǎn)矩增大，再經(jīng)差速器分配給左右兩半軸5，最后傳至

3、驅(qū)動車輪。,2020/10/7,5,驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu),2、斷開式驅(qū)動橋 斷開式驅(qū)動橋為了與獨立懸架相適應(yīng)，驅(qū)動橋殼需要分為用鉸鏈連 接的幾段，更多的是只保留主減速器殼（或帶有部分半軸套管）部分， 主減速器殼固定在車架或車身上，這種驅(qū)動橋稱為斷開式驅(qū)動橋。,1-后橋殼；2-差速器殼；3-差速器行星齒輪；4-差速器半軸齒輪；5-半軸； 6-主減速器從動齒輪齒圈；7-主減速器主動小齒輪,2020/10/7,6,驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu),為了適應(yīng)驅(qū)動輪獨立上下跳動的需要，差速器與車輪之間的半軸 也要分段，各段之間用萬向節(jié)連接。,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,2020

4、/10/7,7,非斷開式驅(qū)動橋結(jié)構(gòu),非斷開式驅(qū)動橋按其主減速器不同可以分為以下三種結(jié)構(gòu) 1、中央單級減速驅(qū)動橋。 中央單級減速驅(qū)動橋是驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)中最為簡單的一種,是驅(qū)動橋的基 本形式, 在載重汽車中占主導(dǎo)地位。一般在主傳動比小于6的情況下,應(yīng)盡 量采用中央單級減速驅(qū)動橋。目前 的中央單級減速器趨于采用雙曲線 螺旋傘齒輪,主動小齒輪采用騎馬式 支承, 有差速鎖裝置供選用。,2020/10/7,8,非斷開式驅(qū)動橋結(jié)構(gòu),2、中央雙級驅(qū)動橋。 在國內(nèi)目前的市場上,中央雙級驅(qū)動橋主要有2種類型: 一類如伊頓 系列產(chǎn)品,事先就在單級減速器中預(yù)留好空間,當(dāng)要求增大牽引力與速比 時,可裝人圓柱行星齒輪減速機構(gòu)

5、,將原中央單級改成中央雙級驅(qū)動橋,這 種改制“三化”程度高, 橋殼、主減速器等均可通用,盆齒輪直徑不變;另一 類如洛克威爾系列產(chǎn)品,當(dāng)要增大牽引力與速比時,需要改制第一級傘齒輪 后,再裝入第二級圓柱直齒輪或斜齒輪,變成要求的中央雙級驅(qū)動橋,這時橋殼可通用,主減速器不通用, 盆齒輪有2個規(guī)格。,2020/10/7,9,非斷開式驅(qū)動橋結(jié)構(gòu),2020/10/7,10,非斷開式驅(qū)動橋結(jié)構(gòu),3、中央單級、輪邊減速驅(qū)動橋。 輪邊減速驅(qū)動橋較為廣泛地用于油田、建筑工地、礦山等非公路 車與軍用車上。當(dāng)前輪邊減速橋可分為2類:一類為圓錐行星齒輪式輪 邊減速橋，沃爾沃、雷諾等都采用此類車橋；另一類為圓柱行星齒輪

6、式輪邊減速驅(qū)動橋,奔馳、斯堪尼亞、中國重汽、重慶重汽等都采用此 類車橋。 1）、圓錐行星齒輪式輪邊減速橋。由圓錐行星齒輪式傳動構(gòu)成的 輪邊減速器,輪邊減速比為固定值2，它一般均與中央單級橋組成為一系 列。在該系列中,中央單級橋仍具有獨立性,可單獨使用,需要增大橋的輸 出轉(zhuǎn)矩，使?fàn)恳υ龃蠡蛩俦仍龃髸r，可不改變中央主減速器而在兩軸 端加上圓錐行星齒輪式減速器即可變成雙級橋。這類橋與中央雙級減速 橋的區(qū)別在于:降低半軸傳遞的轉(zhuǎn)矩，把增大的轉(zhuǎn)矩直接增加到兩軸端的 輪邊減速器上 ,其“三化”程度較高。但這類橋因輪邊減速比為固定值2,因 此,中央主減速器的尺寸仍較大,一般用于公路、非公路軍用車。,202

7、0/10/7,11,非斷開式驅(qū)動橋結(jié)構(gòu),2）、圓柱行星齒輪式輪邊減速橋。單排、齒圈固定式圓柱行星齒輪減速 橋,一般減速比在3至4.2之間。由于輪邊減速比大,因 ,中央主減速 器的速比一般均小于3,這樣盆齒輪就可取較小的直徑，以保證重型 汽車對離地問隙的要求。這類橋比單級減速器的質(zhì)量大z價格也要貴 些，而且輪毅內(nèi)具有齒輪傳動,長時間在公路上行駛會產(chǎn)生大量的熱 量而引起過熱;因此,作為公路車用驅(qū)動橋,它不如中央單級減速橋。,2020/10/7,12,非斷開式驅(qū)動橋主減速器,主減速器是汽車傳動系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件。對發(fā)動機 縱置的汽車來說，主減速器還利用錐齒輪傳動以改變動力方向。汽車正常

8、 行駛時，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速通常在2000至3000r/min左右，如果將這么高的轉(zhuǎn) 速只靠變速箱來降低下來，那么變速箱內(nèi)齒輪副的傳動比則需很大，而齒 輪副的傳動比越大，兩齒輪的半徑比也越大，換句話說，也就是變速箱的 尺寸會越大。另外，轉(zhuǎn)速下降，而扭矩必然增加，也就加大了變速箱與變 速箱后一級傳動機構(gòu)的傳動負(fù)荷。 主減速器的種類繁多，根據(jù)參加減速傳動的齒輪數(shù)目不同，可分為單 級式主減速器和雙級式主減速器。一些要求大傳動比的中、重型車采用雙 級主減速器.其主要目的是在同一傳動軸轉(zhuǎn)速下提供更大的半軸扭矩，即加 強減速增扭的作用。,2020/10/7,13,單級減速器就是一個主動椎齒輪和一個從動傘齒輪（俗

9、稱盆角齒） 主動椎齒輪連接傳動軸，順時針旋轉(zhuǎn)，從動傘齒輪貼在其右側(cè)，嚙合 點向下轉(zhuǎn)動，與車輪前進方向一致。由于主動錐齒輪直徑小，從動傘 齒輪直徑大，達到減速的功能。,非斷開式驅(qū)動橋主減速器,2020/10/7,14,雙級減速器多了一個中間過渡齒輪，主動椎齒輪左側(cè)與中間齒輪的 傘齒部分嚙合，傘齒輪同軸有一個小直徑的直齒輪，直齒輪與從動齒輪 嚙合。這樣中間齒輪向后轉(zhuǎn)，從 動齒輪向前轉(zhuǎn)動。中間有兩級減 速過程。 雙級減速由于使車橋體 積增大，過去主要用在發(fā)動機功 率偏低的車輛匹配上，現(xiàn)在主要 用于低速高扭矩的工程機械方面。,非斷開式驅(qū)動橋主減速器,2020/10/7,15,非斷開式驅(qū)動橋差速器,汽車

10、差速器是驅(qū)動轎的主件。它的作用就是在向兩邊半軸傳遞動力 的同時，允許兩邊半軸以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，滿足兩邊車輪盡可能以純滾 動的形式作不等距行駛，減少輪胎與地面的摩擦。 一、構(gòu)成 普通差速器由行星齒輪、行星輪架（差速器殼）、半軸齒輪等零件 組成。發(fā)動機的動力經(jīng)傳動軸進入差速器直接驅(qū)動行星輪架，再由行星 輪帶動左、右兩條半軸，分別驅(qū)動左、右車輪。差速器的設(shè)計要求滿足： （左半軸轉(zhuǎn)速）+（右半軸轉(zhuǎn)速）=2（行星輪架轉(zhuǎn)速）。當(dāng)汽車直行時， 左、右車輪與行星輪架三者的轉(zhuǎn)速相等處于平衡狀態(tài)，而在汽車轉(zhuǎn)彎時 三者平衡狀態(tài)被破壞，導(dǎo)致內(nèi)側(cè)輪轉(zhuǎn)速減小，外側(cè)輪轉(zhuǎn)速增加。,2020/10/7,16,非斷開式驅(qū)動橋差速

11、器,二、原理 驅(qū)動橋兩側(cè)的驅(qū)動輪若用一根整軸剛性連接，則兩輪只能以相同 的角度旋轉(zhuǎn)。這樣，當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向行駛時，由于外側(cè)車輪要比內(nèi)側(cè)車輪 移過的距離大，將使外側(cè)車輪在滾動的同時產(chǎn)生滑拖，而內(nèi)側(cè)車輪在 滾動的同時產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)。即使是汽車直線行駛，也會因路面不平或雖然 路面平直但輪胎滾動半徑不等（輪胎制造誤差、磨損不同、受載不均 或氣壓不等）而引起車輪的滑動。 當(dāng)轉(zhuǎn)彎時，由于外側(cè)輪有滑拖的現(xiàn)象，內(nèi)側(cè)輪有滑轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，兩 個驅(qū)動輪此時就會產(chǎn)生兩個方向相反的附加力，由于“最小能耗原理”， 必然導(dǎo)致兩邊車輪的轉(zhuǎn)速不同，從而破壞了三者的平衡關(guān)系，并通過 半軸反映到半軸齒輪上，迫使行星齒輪產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，使外側(cè)半軸轉(zhuǎn)速加

12、快，內(nèi)側(cè)半軸轉(zhuǎn)速減慢，從而實現(xiàn)兩邊車輪轉(zhuǎn)速的差異。,2020/10/7,17,三、分類 1、齒輪式差速器：當(dāng)左右驅(qū)動輪存在轉(zhuǎn)速差時，差速器分配給慢轉(zhuǎn) 驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩大于快轉(zhuǎn)驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩。這 限滑差速器種差速器轉(zhuǎn)矩 均分特性能滿足汽車在良好路面上正常行駛。但當(dāng)汽車在壞路上行駛 時，卻嚴(yán)重影響通過能力。例如當(dāng)汽車的一個驅(qū)動輪陷入泥濘路面時， 雖然另一驅(qū)動輪在良好路面上，汽車卻往往不能前進（俗稱打滑）。 此時在泥濘路面上的驅(qū)動輪原地滑轉(zhuǎn)，在良好路面上的車輪卻靜止不 動。這是因為在泥濘路面上的車輪與路面之間的附著力較小，路面只 能通過此輪對半軸作用較小的反作用力矩，因此差速器分配給此輪的 轉(zhuǎn)矩也較小，盡管另一驅(qū)動輪與良好路面間的附著力較大，但因平均 分配轉(zhuǎn)矩的特點，使這一驅(qū)動輪也只能分到與滑轉(zhuǎn)驅(qū)動輪等量的轉(zhuǎn)矩， 以致驅(qū)動力不足以克服行駛