第十八章 驱动桥

1. 第十八章 驱动桥

2. 主要内容： 一、概述 二、主减速器 三、差速器 四、半轴与桥壳

3. 一、概 述 1、功用： 将万向传动装置输入的发动机转矩经降速增扭后，改变传动方向，然后分配给左右驱动轮，且允许左右驱动轮以不同转速旋转。 2、组成： 主减速器：降低转速、增加扭矩、改变扭矩传递方向。 差速器：使两侧车轮不等速旋转，以适应不同路面。 半轴：将扭矩从差速器传给车轮。 桥壳：是主减速器、差速器等传动装置的安装基础。

4. 3、结构类型 1）非断开式驱动桥： （整体式驱动桥） 2）断开式驱动桥：

5. 1）整体式驱动桥 后轮驱动驱动桥的主要部件机构图所示的非断开式驱动桥也称为整体式驱动桥，它由驱动桥壳1，主减速器（图中包括6、7），差速器（图中包括2、3、4）和半轴7组成。驱动桥壳1由中间的主减速器壳和两边与之刚性连接的半轴套管组成，通过悬架与车身或车架相连。两侧车轮安装在此刚性桥壳上，半轴与车轮不可能在横向平面内作相对运动。 输入驱动桥的动力首先传到主减速器主动小齿轮7，经主减速器减速后转矩增大，再经差速器分配给左右两半轴5，最后传至驱动车轮。

6. 后轮驱动驱动桥的主要部件机构图 1-后桥壳； 2-差速器壳； 3-差速器行星齿轮； 4-差速器半轴齿轮；5-半轴； 6-主减速器从动齿轮齿圈； 7-主减速器主动小齿轮

7. 2）断开式驱动桥 为了与独立悬架相适应，驱动桥壳需要分为用铰链连接的几段，更多的是只保留主减速器壳（或带有部分半轴套管）部分，主减速器壳固定在车架或车身上，这种驱动桥称为断开式驱动桥。为了适应驱动轮独立上下跳动的需要，差速器与车轮之间的半轴也要分段，各段之间用万向节连接。 断开式驱动桥的构造图 1-主减速器；2-半轴； 3-弹性元件；4-减振器； 5-车轮；6-摆臂；7-摆臂轴

8. 二、主减速器 1、功用：1）将万向传动装置传来的发动机的转矩传给差速器 2）在动力的传动过程中要将转矩增大并相应降低转速 2、分类：按参加减速传动的齿轮副数目分，可分为单级式 主减速器和双级式主减速器。 1）除了一些要求大传动比的中、重型车采用双级主减速 器外，一般微、轻、中型车基本采用单级主减速器。 单级主减速器具有结构简单、体积小，重量轻和传 动效率高等优点。 2）按主减速器传动比档数分，可分为单速式和双速式两 种。目前，国产汽车基本都采用了传动比固定的单速 式主减速器。在双速式主减速器上，设有供选择的两个 传动比，这种主减速器实际上又起到了副变速器的作用 。

9. 3）按减速齿轮副结构型式分，可分为圆柱齿轮式、圆锥齿 轮和准双曲面齿轮等型式。 在发动机横向布置汽车的驱动桥上，主减速器往往采用简单的斜齿园柱齿轮；在发动机纵向布置汽车的驱动桥上，主减速器往往采用圆锥齿轮和准双曲面齿轮等型式。与圆锥齿轮相比，准双曲面齿轮工作平稳性更好，弯曲强度和接触强度更高，还可以使主动齿轮轴线相对于从动齿轮轴线偏移。当主动齿轮轴线向下偏移时，可以降低传动轴的位置，从而有利于降低车身及整车重心高度，提高汽车的行驶稳定性。 圆锥齿轮和准双曲面齿轮图

10. （一）单级主减速器 叉形凸缘 1、构造： 从动锥齿轮 主动锥齿轮 支承螺柱 差速器壳 半轴 半轴齿轮

11. 桑塔纳轿车的主减速器 从动锥齿轮 差速器齿轮 行星齿轮 主动锥齿轮 差速器壳 行星齿轮轴 圆锥轴承

12. 2、 结 构 1）主动锥齿轮的支承型式 跨置式： 主动锥齿轮前后方均有轴承支承，支 承刚度较大。 悬臂式： 主动锥齿轮只在前方有支承，后方没 有，支承刚度较差。 2）主减速器的调整装置 轴承预紧度的调整 目的：提高支承刚度 装置：调整垫片、波形套（主动锥齿轮） 调整螺母、调整垫片（从动锥齿轮）

13. 主减速器与差速器结构图

14. 3）锥 齿 轮 的 齿 形 分类：螺旋锥齿轮、等高齿锥齿轮、双曲面锥齿 轮、双曲面齿轮 特点：主从动锥齿轮轴线不相交，主动锥齿轮轴 线低于或高于从动锥齿轮。 优点：同时啮合齿数多，传动平稳，强度大。 缺点：啮合齿面的相对滑动速度大， 齿面压力 大，齿面油膜易被破坏。应采用专用含防 刮伤添加剂的双曲面齿轮油。

15. 单级主减速器结构图 螺旋锥齿轮、等高齿锥齿轮 双曲面锥齿轮

16. 上图为单级主减速器结构，它采用一对准双曲面锥齿轮传动。主动锥齿轮4与输入轴制成一体，用圆锥滚子轴承5和6支承。这两个轴承安装在主减速器壳的轴承孔内，并被台阶轴向定位，用来承受在主减速器工作时，对主动锥齿轮4产生的轴向和径向力。因为主动锥齿轮4处于圆锥滚子轴承5和6支承点的外面，所以让两轴承的小端相对，这能够增大有效支承点的距离，并使轴承5有效支承点距锥齿轮4更近，有利于增加主动锥齿轮的支承刚度。输入轴前端的固定螺母把垫圈、叉形凸缘、轴承6内圈、预紧调整垫片、隔离套管8、轴承5内圈和齿轮前后位置调整垫片等固定在齿轮4的前端面上 。

17. 从动锥齿轮1被螺栓固定在差速器壳10上，差速器壳又被两个圆锥滚子轴承3支承在主减速器壳内。因为从动锥齿轮1处于两个圆锥滚子轴承之间，所以让两轴承的大端相对，这能够适当减小两轴承有效支承点的距离，对增加从动锥齿轮的支承刚度是有利的。

18. 准双曲面锥齿轮式单级主减速器结构图 在桑塔纳、奥迪100、切诺基等发动机纵置的汽车上，都采用了这种形式的主减速器。

19. 夏利、富康、捷达这些发动机横置前桥驱动汽车采用的是圆柱齿轮式单级主减速器。主减速器（以及差速器）与变速器连为一体，又总称为“变速驱动桥”。 主减速器传动比可用下式进行计算： i。＝从动锥齿轮齿数N2／主动锥齿轮齿数N1

20. 4）主减速器齿轮的支承、安装调整和润滑 为了减少主减速器内齿轮的冲击噪声，并使轮齿沿其长度方向的磨损比较均匀，需要保证主动和从动齿轮之间正确位置关系，为此在主减速器内设有啮合调整装置，还要使这些齿轮有足够的支承刚度，以保持在传动过程中不至于发生较大变形而影响正常啮合。在安装调整中，主要应作好以下三件事： （1）圆锥滚子轴承的预紧：在消除轴承间隙后，再对轴承加一定的轴向压紧力。压紧力过小，则不能满足轴的支承刚度需要；压紧力过大，则会导至传动效率降低，并且加速轴承磨损。

21. 在主减速器未装油封时，按规定力矩拧紧主动锥齿轮4前端螺母后，应调整到能以M1＝0.8～1.3N·m左右的力矩使主动锥齿轮4单独转动。为了调节此力矩的大小，在主动轴两轴承内圈之间的隔离套管的一端装有预紧调整垫片。如过紧则增加垫片的厚度；过松则减少垫片的厚度。在主减速器未装油封时，按规定力矩拧紧主动锥齿轮4前端螺母后，应调整到能以M1＝0.8～1.3N·m左右的力矩使主动锥齿轮4单独转动。为了调节此力矩的大小，在主动轴两轴承内圈之间的隔离套管的一端装有预紧调整垫片。如过紧则增加垫片的厚度；过松则减少垫片的厚度。 调整垫片2的厚度，可以调整支承差速器壳的圆锥滚子轴承3的预紧程度，主、被动锥齿轮组装后，应能以M2＝M1＋0.2～0.4N·m的力矩（以上两数值范围，不同车型有所不同）转动主动锥齿轮

22. 2）齿面接触情况调整：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。通过调整主动锥齿轮的前后位置和从动锥齿轮的左右位置，可以调节齿面接触情况。应使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，并偏于小端，占齿面宽度的60％以上。 正转工作时 逆转工作时 从动锥齿轮正确的啮合印迹位置图

23. 为了对主减速器内的齿轮和轴承进行润滑，在主减速器壳内要加一定量的齿轮油。当从动锥齿轮转动时，把齿轮油甩溅到各齿轮和轴承上。为保证主动齿轮前端的圆锥滚子轴承5和6（见结构图）得到可靠润滑，在主减速器壳体中铸出了进油道11和回油道（在圆锥滚子轴承6的前面下方－图中未示出）。被甩溅到主减速器壳内壁的一部分齿轮油从进油道进入两圆锥轴承小端之间，在离心力作用下，齿轮油自轴承小端流向大端。流出圆锥滚子轴承6大端的齿轮油经回油道流回主减速器内。在主减速器壳后面设有加油口，应按加油口的高度加注齿轮油。在主减速器壳体上装有通气塞，防止壳内气压过高而使齿轮油渗漏。在更换齿轮油时，可通过设在主减速器壳下面的放油口将齿轮油放出 。

24. 应注意的是，准双曲面齿轮在工作时，齿面间有较大的相对滑动，且齿面间压力很大，齿面油膜易被破坏。为减少摩擦，提高效率，必须采用含防刮伤添加剂的双曲面齿轮油，绝不允许用普通齿轮油代替，否则将使齿面迅速擦伤和磨损，大大降低使用寿命。

25. （二）双级主减速器 主动锥齿轮轴 功用： 为了获得较大的减速比，且保证汽车的最小离地间隙足够大，以提高汽车通过性。 传动方式： 第一级：锥齿轮传动 第二级：圆柱斜齿轮 传动 第二级主动齿轮 主动锥齿轮 中间轴 从动锥齿轮 半轴 第二级从动齿轮

26. 双级主减速器工作情况

27. （三）轮边减速器 功用： 为了获得更大的离地间隙和主传动比，将第二级减速齿轮机构制成两套相同，安装在靠近两侧驱动轮位置。 应用： 重型货车 越野车 大型客车 行星架 半轴管套 外齿圈 行星齿轮 半轴 圆锥轴承 中心齿轮

28. 三、差 速 器 汽车在行驶时，由于路面状况，转弯等左右两车轮并不一直是以同速运转，若两轮不以同速运转则容易出现车轮滑动现象。这种现象不仅会加速轮胎磨损还会导致转向和制动性能的恶化。 差速器的功用：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 以不同的转速旋转，使左、右驱动车 轮相对于地面纯滚动而不是滑动。 分类：普通差速器 防滑差速器

29. （一）普通差速器 差速器壳、行星齿轮轴、2个行星齿轮、2个半轴、复合式推力垫片等组成。 1、构造 行星锥齿轮差速器

30. 主减速器与差速器工作原理

31. 桑塔纳轿车差速器分解图

32. 差速器工作情况 行星齿轮运动： 1、公转 2、自转

33. 2、差速器工作原理 目前国产轿车及其它类汽车基本都采用了对称式锥齿轮普通差速器。对称式锥齿轮差速器由行星齿轮、半轴齿轮、行星齿轮轴（十字轴或一根直销轴）和差速器壳等组成。 A、运动特性： 直线行驶时： n1=n2=nk 1,2-半轴齿轮；3-差速器壳；4-行星齿轮；5-行星齿轮轴；6-主减速器从动齿轮

34. 由于自转力矩的产生，行星齿轮与行星齿轮轴之间产生摩擦力矩。由于自转力矩的产生，行星齿轮与行星齿轮轴之间产生摩擦力矩。 转 弯 时 △P △P △P 路面对车轮的附加力△P使行星齿轮受力不平衡，产生自转力矩。 △P 由于行星齿轮的公转与自转同时发生，转弯时外轮快转，内轮慢转，两轮产生差速。

35. 右转弯时，行星齿轮自转，产生摩擦转矩M4，使转速快的半轴1的转矩减小，使转速快的半轴2的转矩增大，但由于M4，很小，半轴1、2的转矩几乎不变，仍为平均分配。右转弯时，行星齿轮自转，产生摩擦转矩M4，使转速快的半轴1的转矩减小，使转速快的半轴2的转矩增大，但由于M4，很小，半轴1、2的转矩几乎不变，仍为平均分配。 B、扭矩特性 直线行驶时，行星齿轮没有自转，转矩平均分配给左、右半轴。

36. 设输入差速器壳的转矩为M0 ，输出给左、右两半轴齿轮的转矩为M1和M2，Mf为折合到半轴齿轮上总的内摩擦力矩，则： M1=0.5（M0－Mf） M2=0.5（M0+Mf）

37. 差速器工作原理

38. 直线行驶时的差速器

39. 转弯行驶时的差速器

40. （二）防滑差速器 1、强制锁住式差速器 在路况不好时，通过使用差速锁，使两根半轴连成一体，防止一侧车轮打滑使另一侧车轮不能驱动。 2、自锁式差速器 在两半轴转速不等时，行星齿轮自转，差速器所受摩擦力矩与快转半轴旋向相反，与慢转半轴旋向相同，故能够自动地向慢转一方多分配一些转矩。

41. 托森轮间差速器

42. 四、半轴与桥壳 （一）半轴 装在驱动桥壳中的实心圆轴。 1）全浮式半轴支承 受扭矩，不受弯矩。 2）半浮式半轴支承 受扭矩，外端受弯矩。 （二）桥壳 用来安装主减速器、差速器、半轴、轮毂等部件的基础体。