幻灯片编辑:哈尔滨工业大学出版社2013全国汽车类情境·体验·拓展·互动·“1+1”理实一体化规划教材主讲人:教师姓名更新日期:xxxx-xx-xx驱动桥任务目标任务描述1.了解:驱动桥的概念。2.熟悉:驱动桥的类型、组成。3.掌握:主减速器的作用、原理和差速器的作用。4.学会:各种主减速器和差速器的区别。驱动桥是汽车动力传动装置之一,它的作用是将动力经驱动桥传递给驱动轮。本任务主要讨论驱动桥的组成、各组成的作用和工作原理。学习任务162学习任务16驱动桥3本章内容合作交流创新[]项目16.1驱动桥概述项目16.2主减速器项目16.3差速器的分类及差速原理项目16.4半轴和桥壳学习任务16驱动桥项目16.1驱动桥概述58%4学习任务16驱动桥驱动桥是传动系的最后一个总成。发动机的动力经过离合器(或液力变矩器)、变速器、万向传动装置,传到了驱动桥,最后传给驱动轮。驱动桥一般是由主减速器、差速器、半轴、桥壳等组成,如图16.1所示。学习任务16驱动桥6动桥的功用是将由万向传动装置传来的发动机转矩传给驱动车轮,并经降速增矩、改变动力传动方向,使汽车行驶,而且允许左右驱动车轮以不同的转速旋转。16.1.1驱动桥的功用具体来说有如下5个作用:(1)通过主减速器齿轮的传动,降低转速,增大转矩;(2)将万向传动装置传来的动力通过采用锥齿轮的主减速器折过90°角,改变力的传递方向;(3)通过差速器可以使内外侧车轮以不同转速转动,适应汽车的转向要求;(4)通过半轴是将动力由差速器传给驱动车轮,使汽车行驶;(5)通过桥壳和车轮,实现承载及传力作用。学习任务16驱动桥7驱动桥按结构形式不同,可以分为整体式驱动桥和断开式驱动桥。整体式驱动桥又称为非断开式驱动桥。当驱动车轮采用非独立悬架时,应该选用非断开式驱动桥;当驱动车轮采用独立悬架时,则应该选用断开式驱动桥。因此,前者又称为非独立悬架驱动桥;后者称为独立悬架驱动桥。独立悬架驱动桥结构较复杂,但可以大大提高汽车在不平路面上的行驶平顺性。16.1.2驱动桥类型及组成学习任务16驱动桥81.整体式驱动桥整体式驱动桥如图16.2所示,其驱动桥壳为一刚性的整体,是一根支承在左右驱动车轮上的刚性空心梁,齿轮及半轴等传动部件安装在其中。驱动桥两端通过悬架与车架或车身连接,左右半轴始终在一条直线上,即左右驱动轮不能相互独立地跳动。当某一侧车轮因地面不平而升高或下降时,整个驱动桥及车身都要随之发生倾斜,车身波动大。学习任务16驱动桥学习任务16驱动桥102.断开式驱动桥为提高车辆行驶的平顺性和通过性,多数轿车和越野车采用独立悬架的断开式驱动桥,如图16.3所示。断开式驱动桥的桥壳是分段的并用铰链连接,各段彼此之间可以做相对运动,所以这种桥称为断开式驱动桥。另外,它又总是与独立悬挂相匹配,故又称为独立悬挂驱动桥。这种车桥的中段,主减速器及差速器等是悬置在车架横粱或车厢底板上,或与脊梁式车架相连。这样,两侧驱动车轮及桥壳可以彼此独立地相对于车架或车身上下跳动,相应地就要求驱动车轮的传动装置及其外壳或套管作相应摆动。学习任务16驱动桥学习任务16驱动桥Agenda12学习任务16驱动桥项目小结2驱动桥的结构组成。驱动桥的作用。驱动桥的类型。项目16.2主减速器58%13学习任务16驱动桥主减速器是在传动系中起降低转速,增大转矩作用的主要部件;当发动机纵置时还具有改变转矩旋转方向的作用。它是依靠齿数少的齿轮带齿数多的齿轮来实现减速的,采用圆锥齿轮传动则可以改变转矩旋转方向。14主减速器的存在有两个作用,第一是改变动力传输的方向,第二是作为变速器的延伸为各个档位提供一个共同的传动比。变速器的输出是一个绕纵轴转动的力矩,而车轮必须绕车辆的横轴转动,这就需要有一个装置来改变动力的传输方向。之所以叫主减速器,就是因为不管变速器在什么档位上,这个装置的传动比都是总传动比的一个因子。有了这个传动比,可以有效的降低对变速器的减速能力的要求,这样设计的好处是可以有效减小变速器的尺寸,使车辆的总布置更加合理。简而言之,主减速器主要的作用,就是减速增扭。发动机的输出功率是一定的,根据功率的计算公式,当通过主减速器将传动速度降下来以后,能获得比较高的输出扭矩,从而得到较大的驱动力。学习任务16驱动桥15为满足不同的使用需求,主减速器的结构形式也是不同的。按参加减速传动的齿轮副数目分,有单级式主减速器和双级式主减速器。在双级式主减速器中,若第二级减速器齿轮有两副,并分置于两侧车轮附近,实际上成为独立部件,则称为轮边减速器。按主减速器传动比挡数分,有单速式和双速式。前者的传动比是固定的,后者有两个传动比供驾驶员选择,以适应不同行驶条件的需要。按齿轮副结构形式不同分,有圆柱齿轮式(又分为轴线固定式和轴线旋转式即行星齿轮式)、锥齿轮式和准双曲面齿轮式。学习任务16驱动桥16单级主减速器总成主要靠一对锥齿轮传递扭矩,具有结构简单、传动效率高、体积小、重量轻等优点,它广泛地用在主减速比小于7.6的各种中、小型汽车上。因此,轿车和一般轻、中型货车均采用单级主减速器。单级减速器就是一个主动锥齿轮(俗称角齿),和一个从动锥齿轮(又称从动伞齿轮或盆角齿),主动锥齿轮连接传动轴,顺时针旋转,从动锥齿轮贴在其右侧,啮合点向下转动,与车轮前进方向一致。由于主动锥齿轮直径小,从动锥齿轮直径大,达到减速的功能,如图16.4所示。16.2.1单级主减速器学习任务16驱动桥学习任务16驱动桥18为了使主动齿轮和从动齿轮之间啮合传动时冲击轻、噪声低,而且轮齿沿其长度方向磨损均匀,因此必须有正确的相对位置。为此,在结构上一方面要使主动和从动锥齿轮有足够的支承刚度,使其在传动过程中不至于发生较大变形而影响正常啮合;另一方面,应有必要的啮合调整装置。1.支承刚度为保证主动锥齿轮有足够的支承刚度,主动锥齿轮与轴制成一体,前端支承在互相贴近而小端相向的两个圆锥滚子轴承13和17上,后端支承在圆柱滚子轴承19上,形成跨置式支承。环状的从动锥齿轮7连接在主减速器壳4的座孔中。在从动锥齿轮的背面,装有支承螺栓6,以限制从动锥齿轮过度变形而影响齿轮的正常工作。装配时,支承螺栓与从动锥齿轮端面之间的间隙为0.3~0.5mm,转动支承螺柱可以调整此间隙。学习任务16驱动桥192.轴承预紧度圆锥滚子轴承一般都是成对使用,在装配主减速器时,圆锥滚子轴承应有一定的装配预紧度,即在消除轴承间隙的基础上,再给予一定的压紧力,其目的是为了减小在锥齿轮传动过程中,轴向力所引起的齿轮轴的轴向位移,以提高轴的支承刚度,保证锥齿轮副的正常啮合。但也不能过紧,若过紧则传动效果低,且加速轴承磨损。为调整圆锥滚子轴承13和17的预紧度,在两轴承内座垫圈之间的隔离套的一端装有一组厚度不同的调整垫片14。如发现过紧则增加垫片14的总厚度,反之,减少垫片的总厚度。通常用预紧力矩来表示预紧度的大小,对于EQl090E型汽车主减速器主动轴,调整到能以1.0~1.5N·m的力矩转动叉形凸缘1l,预紧度即为合适。支承差速器壳的圆锥滚子轴承3的预紧度靠拧紧两端调整螺母2调整。调整时应用手转动从动锥齿轮,使滚子轴承处于适宜的预紧度。调好后应能以1.5~2.5N·m的力矩转动差速器组件。应该指出的是圆锥滚子轴承预紧度的调整必须在齿轮啮合调整之前进行。学习任务16驱动桥203.啮合的调整(1)齿面啮合印迹的调整正转工作时逆转工作时先在主动锥齿轮轮齿上涂以红色颜料(红丹粉与机油的混合物),然后用手使主动锥齿轮往复转动,于是从动锥齿轮轮齿的两工作面上便出现红色印迹。若从动齿轮轮齿正转和逆转工作面上的印迹均位于齿高的中间偏于小端,并占齿面宽度的60%以上,则为正确啮合,如图16.6所示。正确啮合的印迹位置可通过增减主减速器壳与主动锥齿轮轴承座15之间的调整垫片9的总厚度(即移动主动锥齿轮的位置)而获得。学习任务16驱动桥学习任务16驱动桥22(2)齿侧间隙的调整拧动轴承调整螺母2以改变从动锥齿轮的位置。轮齿的齿侧间隙应在0.15~0.4mm范围内。若间隙大于规定值,应使从动锥齿轮靠近主动锥齿轮,反之则离开。为保持已调好的圆锥滚子轴承的预紧度不变,一端螺母拧进的圈数应等于另一端螺母拧出的圈数。为了减小驱动桥的外形尺寸,目前主减速器中基本不用直齿圆柱齿轮,而采用螺旋圆锥齿轮。在同样传动比的情况下,主动螺旋齿轮齿数可以做得少些,主减速器的结构就比较紧凑,可以增加离地间隙。而且运动平稳,噪声小,因而在汽车上得到了广泛的应用。学习任务16驱动桥学习任务16驱动桥当齿面啮合状况与齿侧间隙不符合要求时,可按表16.1中的方法进行调整。调整时注意齿侧间隙不得小于最小值。学习任务16驱动桥25近年来,在准双曲面齿轮广泛用于轿车的基础上,越来越多地使用在中型、重型汽车上。这是因为它与螺旋圆锥齿轮相比,不仅齿轮的工作平稳性更好,弯曲强度和接触强度更高,而且,其主动锥齿轮的轴线相对从动锥齿轮轴线可以偏移。在保证一定的离地间隙的情况下,主动齿轮的轴线向下偏移,可降低主动锥齿轮和传动轴的位置,因而使车身和整个汽车的重心降低,提高了汽车的行驶稳定性,如图16.8所示。东风EQl090E型汽车主减速即采用了这种下偏移的准双曲面齿轮,其偏移距为38mm。学习任务16驱动桥准双曲面齿轮工作时,由于齿面间的相对滑移量大,且齿面间的压力也大,齿面油膜易被破坏。为了减少摩擦,提高效率,必须使用专门级别的含防刮伤添加剂的双曲线齿轮油,决不允许用普通齿轮油代替,否则会使齿面迅速擦伤和磨损,大大降低主减速的使用寿命。学习任务16驱动桥27当汽车主减速器需要较大的传动比时,若仍采用单级主减速器,由于主动锥齿轮受强度、最小齿数的限制,其尺寸不能太小,相应的从动锥齿轮尺寸将增大,这不仅使从动锥齿轮刚度降低,而且会使主减速器壳及驱动桥外形轮廓尺寸增大,难以保证足够的离地间隙,从而需要采用两对齿轮来实现降速的双级主减速器。由两级齿轮减速器组成,结构复杂、质量加大,制造成本也显著增加,因此仅用于主减速比较大(7.6i0≤12)且采用单级减速不能满足既定的主减速比和离地间隙要求的重型汽车上。以往在某些中型载货汽车上虽有采用,但在新设计的现代中型载货汽车上已很少见。这是由于随着发动机功率的提高、车辆整备质量的减小以及路面状况的改善,中等以下吨位的载货汽车往具有更高车速的方向发展,因而需采用较小主减速比的缘故。16.2.2双级主减速器学习任务16驱动桥28学习任务2汽车发动机基本知识双级减速器有两组减速齿轮,实现两次减速增扭。为提高锥形齿轮副的啮合平稳性和强度,第一级减速齿轮副是螺旋锥齿轮。二级齿轮副是斜齿圆柱齿轮。主动圆锥齿轮旋转,带动从动圆锥齿轮旋转,从而完成一级减速。第二级减速的主动圆柱齿轮与从动圆锥齿轮同轴而一起旋转,并带动从动圆柱齿轮旋转,进行第二级减速。因从动圆柱齿轮安装于差速器外壳上,所以,当从动圆柱齿轮转动时,通过差速器和半轴即驱动车轮转动。如图16.9所示为解放CA1092汽车的双级主减速器。301.双速主减速器对于载荷及道路状况变化大、使用条件非常复杂的重型载货汽车来说,要想选择一种主减速比来使汽车在满载甚至牵引并爬陡坡或通过坏路面时具有足够的动力性,而在平直而良好的硬路面上单车空载行驶时又有较高的车速和满意的燃油经济性,是非常困难的。为了解决这一矛盾,提高汽车对各种使用条件的适应性,有的重型汽车采用具有两种减速比并可根据行驶条件来选择档位的双速主减速器。它与变速器各档相配合,就可得到两倍于变速器的档位。显然,它比仅仅在变速器中设置超速档,即仅仅改变传动比而不增加档位数,更为有利。当然,用双速主减速器代替超速档,会加大驱动桥的质量,提高制造成本,并要增设较复杂的操纵装置,因此它有时被多档变速器所代替。16.2.3其他类型主减速器学习任务16驱动桥312.单级贯通式主减速器单级贯通式主减速器用于多桥驱动汽车的贯通桥上,其优点是结构简单、主减速器的质量较小、尺寸紧凑,并可使中,后桥的大部分零件,尤其是使桥壳、半轴等主要零件具有互换性。它又分为双曲面齿轮式和蜗轮式两种结构型式。双