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第十四章驱动桥14.1概述...................................................................214.2主减速器...............................................................314.3差速器..................................................................614.4半轴与桥壳..............................................................8学习目标：1.掌握单级主减速器的结构特点和调整过程；2.了解双级主减速器的结构特点和调整要求；3.掌握普通齿轮式差速器的结构和工作特性；4.了解防滑差速器的防滑原理；5.掌握半铀的结构形式。学习方法：分析典型车型主减速器、差速器的结构特点，介绍半轴的支承形式，通过实物和多媒体课件动态演示相结合，并和汽车拆装与调整实践教学相辅相承，使学生掌握各驱动桥的结构特点。学习内容：§14.1概述§14.2主减速器§14.3差速器§14.4半轴和桥壳学习重点：1.单级主减速器的结构和调整；2差速器的工作原理；3.半铀的结构形式。作业习题：1.驱动桥的功用是什么？它由哪几部分组成？其动力是如何传递的？2.驱动桥有哪些类型？各自特点是什么？3.桑塔纳轿车单级主减速器的构造是怎样的？有哪些调整项目？4.何谓双曲面齿轮传动主减速器？有何特点？5.汽车双级主减速器有何特点？6.驱动桥中为什么要设差速器？7.画简图并叙述行星锥齿轮差速器的工作原理。8.防滑差速器有哪些类型？9.试述强制锁止差速器的工作原理。10.常用的半轴支承型式有哪些？分析其受力情况。14.1概述驱动桥的功用是将万向传动装置传来的动力改变其传递方向，并由主减速器降速增扭后传给差速器，再分配到左右半轴，最后传至驱动轮，使汽车行驶。一般汽车的驱动桥如图14-1-1所示，它由主减速器、差速器、半轴和桥壳等组成。万向传动装置传来的动力依次经主减速器、差速器和半轴最后传给驱动轮。主减速器可以降低转速、增加扭矩、并改变扭矩的传递方向，以适应汽车行驶的方向。差速器的功用是在必要时可使汽车两侧的车轮以不同的转速旋转，以适应汽车转弯及在不平道路上行驶。半轴的功用是将扭矩从差速器传到驱动轮。桥壳用以支承汽车的部分重量，并承受驱动轮上的各种作用力，同时它又是主减速器、差速器等传动装置的外壳。14.2主减速器主减速器的功用是降速增扭，若发动机纵置还将改变动力传递的方向并传给差速器。为满足不同的使用要求，主减速器有不同的结构类型。按齿轮数目分，有单级式和双级式。有些汽车将双级式主减速器的第二级圆柱齿轮传动设置在两侧驱动轮处，称为轮边减速器。按传动速比个数分，有单速式和双速式。14.2.1单级主减速器单级主减速器结构简单、质量小、体积小、传动效率高。在轿车及中型以下货车上得以普遍采用。如图14-2-1所示为上海桑塔纳轿车单级主减速器。因采用发动机纵向前置前轮驱动，整个传动系都集中布置在汽车前部，其主减速器装于变速器壳体内，没有专门的主减速器壳体。由于省去了变速器到主减速器之间的万向传动装置，所以变速器输出轴即为主减速器主动轴。主减速器由一对双曲面锥齿轮和组成。主动锥齿轮的齿数为9，从动锥齿轮的齿数为37，因此其传动比i。为：i。=37/9=4.111主动锥齿轮与变速器输出轴制为一体，用双列圆锥滚子轴承和圆柱滚子轴承支承在变速器壳体内。环状的从动锥齿轮靠凸缘定位，并用螺钉与差速器壳连接。差速器壳由一对圆锥滚子轴承支承在变速器壳体上。主减速器的调整包括轴承予紧度和齿轮的啮合调整。主动锥齿轮轴上的轴承的预紧度无需调整，从动锥齿轮轴承的预紧度可通过调整垫片3（S2）和11（S1）的总厚度来调整，在装好左、右半轴后，从动齿轮应转动灵活，又没有轴向间隙感。啮合调整包括啮合间隙和啮合印痕的调整，齿轮的标准啮合间隙为Δ=0.08~0.15mm，齿轮啮合间隙的调整通过调整垫片S2和S1调整，一侧减的垫片应加到另一侧，就可在保证已调整好的轴承预紧度不变的情况下，达到啮合间隙调整的目的。齿轮啮合印痕的调整通过调整垫片7（S3）进行，调整好后，转动主、从动齿轮扭矩为1.47~2.45N·m的力矩。桑塔纳轿车主减速器的主、从动锥齿轮采用双曲面锥齿轮，有些车型的主、从动锥齿轮采用螺旋锥齿轮，如图14-2-2所示。双曲面锥齿轮的主、从动齿轮轴线不相交，主动锥齿轮轴线可低于（也可高于）从动锥齿轮轴线，在保证一定离地间隙的情况下，与之相连的传动轴的位置也相应降低，从而使汽车质心降低，提高了行驶的稳定性。其次，双曲面齿轮发生根切的最少齿数较少（最少可为5个），因此主动齿轮在满足传动比和强度要求的条件下尺寸可尽量小一些，相应从动锥齿轮的尺寸也可减小，从而减小了主减速器壳外形轮廓尺寸，有利于车身布置和提高最小离地间隙。此外，双曲面齿轮的啮合系数大，同时参加啮合的齿数多，传动平稳，噪声小，承载能力大。缺点是啮合面间相对滑动速度大，接触压力大，摩擦面的油膜易被破坏，因而对润滑油要求高，必须使用专门的双曲面齿轮油。另外，双曲面齿轮螺旋角较大，传动时轴向力大，易造成轴的支承定位件的损坏而引起轴向窜动。因此对这些机件的强度、刚度要求高，相应地调整精度要求也较高。14.2.2双级主减速器当汽车主减速器需要有较大的传动比时，若采用单级主减速器，由于主动锥齿轮受强度、最小齿数的限制，其尺寸不能太小，相应地从动锥齿轮直径将较大。这不仅使从动齿轮刚度降低，而且会使主减速器壳及驱动桥壳外形轮廓尺寸增大，难以保证足够的离地间隙，这时需采用双级主减速器。14.2.3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具有两个档。可根据行驶条件的变化改变档位，这种主减速器称为双速主减速器。14.2.4贯通式主减速器有些多轴驱动的越野汽车，为了简化结构，增大离地间隙，分动器到同一方向的两驱动桥之间只用一套万向传动装置。这样，传动轴须从距离分动器较近的驱动桥中穿过，再通向距离分动器较远的驱动桥，这种被传动轴穿过的驱动桥称为贯通式驱动桥。14.2.5轮边减速器有些汽车为了增加最小离地间隙，同时获得大的传动比，以提高通过能力和动力性，将双级主减速器的第二级齿轮减速机构放在两侧车轮近旁，称为轮边减速器。轮边减速器又有定轴轮系和行星轮系两种结构型式。14.3差速器汽车转向时，内、外两侧车轮中心在同一时间内移动过的曲线距离不相等，外侧车轮移过的距离大于内侧车轮，见图14-3-1。若两侧车轮用一根刚性转轴连接，两车轮只能以相同的转速转动。转向时，内侧车轮必然是边滚动边滑转，外侧车轮必然是边滚动边滑移，导致驱动车轮不能作纯滚动。同样，即使汽车直线行驶，由于路面不平或诸多因素造成的轮胎有效半径不相等，都会使两侧车轮实际移过的距离不相等，从而产生上述滑转和滑移现象。车轮相对于地面的滑转和滑移。不仅会加剧轮胎的磨损．而且还会增加汽车的功率耗损和燃料消耗，并导致转向困难、制动性能恶化和行驶稳定性差等。为了消除以上不良现象，必须将两侧车轮的驱动轴分成两段，即左半轴和右半轴，并在其间设差速器，这种装在同一驱动桥两侧驱动轮之间的差速器称为轮间差速器。因此，差速器的功用是将主减速器传来的动力传给左、右两半轴，并在必要时允许左、右半轴以不同转速旋转，以满足两侧驱动轮差速的需要。此外，多桥驱动的汽车各驱动桥之间也同样存在上述驱动车轮相对于地面的滑转和滑移现象。为此，有些汽车在驱动桥之间也装有差速器——称为轴间差速器。14.3.1普通齿轮差速器构造普通齿轮式差速器有锥齿轮式和圆柱齿轮式两种。由于锥齿轮式差速器结构简单、工作平稳，因此目前应用最为广泛。图14-3-2为上海桑塔纳轿车采用的一字轴式行星锥齿轮差速器。它由两个行星锥齿轮、一字形行星锥齿轮轴、两个半轴齿轮、整体框架式差速器壳及复合式推力垫片组成。行星齿轮轴装入差速器壳后用止动销定位。两个行星齿轮分别松套在行星锥齿轮轴的轴颈上。两个半轴锥齿轮分别与行星齿轮啮合，以其轴颈支承在差速器壳中，并以花键孔与半轴连接。螺纹套用来紧固半轮齿轮。行星齿轮背面和差速器壳相应位置的内表面，均制成球面，以保证行星齿轮良好的对中性，使其与两个半轴齿轮能正确啮合。行星齿轮和半轴齿轮的背面与差速器壳之间装有复合式推力垫片，用以减轻摩擦面间的摩擦和磨损，提高差速器的使用寿命。使用中还可以通过更换垫片来调整齿轮的啮合间隙。差速器靠主减速器壳内的齿轮油来润滑。为了保证行星齿轮与行星齿轮轴轴颈之间的润滑，在十字轴轴颈上铣有平面，并在行星齿轮的齿间钻有油孔与其中心孔相通。同样，半轮齿轮齿间也钻有油孔，与其背面相通，以加强背面与差速壳之间的润滑。有些汽车上，因传递的扭矩较大，可用四个行星锥齿轮，相应的行星齿轮轴为十字形行星锥齿轮轴。14.3.2普通齿轮差速器工作原理（1）差速器的运动特性①差速器不起作用时，两半轴转速均等于差速器壳的转速。即nl＝n2＝no②差速器起作用时，一侧半轴增加的转速等于另一侧半轴减小的速度，△nl=△n2。③左、右两半轴转速之和永远等于差速器壳转速的两倍。即nl＋n2＝2n0由这一特性可知，当任何一侧半轴齿轮的转速为零时，另一侧半轴齿轮的转速为差速器壳转速的两倍；当差速器壳转速为零时，若一侧半轴齿轮受其它外来力矩而转动，则另一侧半轴齿轮即可以相同的转速反向转动。（2）差速器的扭矩特性无论差速器差速与否，行星锥齿轮差速器都具有转矩等量分配的特性。14.4半轴与桥壳14.4.1半轴半轴的功用是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。半轴内端一般制有外花键与半轴齿轮连接，外端与轮毂相连。现代汽车常采用全浮式半轴支承和半浮式半轴支承两种型式。（1）全浮式半轴支承全浮式半轴支承的结构如图14-4-1所示。半轴外端锻造有半轮凸缘，通过轮毂螺栓与轮毂相连，轮毂用两个距离较远的圆锥滚子轴承和支承在半轴套管上，半轴套管与空心梁压配成一体，组成驱动桥壳。这种支承型式，半轴与桥壳没有直接联系。半轴内端用花键与半轴齿轮套合，并通过差速器壳支承在主减速器壳的座孔中。全浮式半轴支承便于拆装，只须拧下半轴凸缘上的轮毂螺栓，即可将半轴抽出，而车轮和桥壳照样能支持住汽车。（2）半浮式半轴支承半浮式半轴支承型式如图14-4-2所示，从图中可以看出，车轮与桥壳之间无直接联系，而支承于伸出的半轴外端，距支承轴承有一悬臂，因此，地面作用于车轮的各种反力都须经半轴外端的悬伸部分传给桥壳，使半轴外端不仅要承受转矩，而且还要承受各种反力及其形成的弯矩。半轴内端通过花键与半轮齿轮连接，不承受弯矩。故称这种支承型式为半浮式半轴支承。14.4.2桥壳驱动桥壳既是传动系的组成部分，同时也是行驶系的组成部分。作为传动系的组成部分，其功用是安装并保护主减速器、差速器和半轴。作为行驶系的组成部分，其功用是安装悬架或轮毂，和从动桥一起支承汽车悬架以上各部分质量，承受驱动轮传来的作用力和力矩，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，质量小，便于主减速器的拆装和调整。驱动桥壳可分为整体式桥壳和分段式桥壳两种类型