汽车传动系统-驱动桥.ppt

汽车构造汽车传动系统汽车传动系统 驱动桥驱动桥教学重点：教学重点：n主减速器的功用和结构主减速器的功用和结构 n差速器的差速原理与结构差速器的差速原理与结构 本讲主要内容：本讲主要内容：n驱动桥的结构类型及组成驱动桥的结构类型及组成n主减速器的功用和结构主减速器的功用和结构 n半轴与桥壳结构半轴与桥壳结构n差速器的差速原理与结构差速器的差速原理与结构 2023/4/131汽车构造驱动桥的结构类型及组成功用：功用：将万向传动装置输入的动力经降速增扭后，改变传动将万向传动装置输入的动力经降速增扭后，改变传动方向，然后分配给左右驱动轮，使汽车行驶，且允许左右驱方向，然后分配给左右驱动轮，使汽车行驶，且允许左右驱动轮以不同转速旋转。动轮以不同转速旋转。组成：组成：n桥壳桥壳是主减速器、差速器等是主减速器、差速器等传动装置的安装基础，承重，传动装置的安装基础，承重，且承力。且承力。n主减速器主减速器降低转速、增加扭降低转速、增加扭矩、改变扭矩的传递方向。矩、改变扭矩的传递方向。n差速器差速器使两侧车轮不等速旋使两侧车轮不等速旋转，以适应不同路面。转，以适应不同路面。n半轴半轴将扭矩从差速器传至驱将扭矩从差速器传至驱动桥和车轮。动桥和车轮。2023/4/132汽车构造驱动桥的类型驱动桥的类型断开式驱动桥：断开式驱动桥：断开式驱动桥采用独立悬架，其主减断开式驱动桥采用独立悬架，其主减速器固定在车架上，驱动桥壳制成分速器固定在车架上，驱动桥壳制成分段并用铰链连接，半轴也分段并用万段并用铰链连接，半轴也分段并用万向节连接。驱动桥两端分别用悬架与向节连接。驱动桥两端分别用悬架与车架车架(或车身或车身)连接。这样，两侧的驱连接。这样，两侧的驱动轮及桥壳可以彼此独立地相对于车动轮及桥壳可以彼此独立地相对于车架上下跳动。架上下跳动。非断开式驱动桥：非断开式驱动桥：即整体式驱动桥，采用非独立悬架。即整体式驱动桥，采用非独立悬架。其驱动桥壳为一刚性的整体，驱动桥其驱动桥壳为一刚性的整体，驱动桥两端通过悬架与车架连接，左右半轴两端通过悬架与车架连接，左右半轴始终在一条直线上，即左右驱动轮不始终在一条直线上，即左右驱动轮不能相互独立地跳动。当某一侧车轮通能相互独立地跳动。当某一侧车轮通过地面的凸出物或凹坑升高或下降时，过地面的凸出物或凹坑升高或下降时，整个驱动桥及车身都要随之发生倾斜，整个驱动桥及车身都要随之发生倾斜，车身波动大。车身波动大。2023/4/133汽车构造一、主减速器一、主减速器功用：功用：主减速器的功用是将输入的转矩增大、转速降低，并将动力主减速器的功用是将输入的转矩增大、转速降低，并将动力传递的方向改变后传递的方向改变后(有些横向布置发动机的除外有些横向布置发动机的除外)传给差速器。传给差速器。分类：分类：按参加传动的齿轮副数目按参加传动的齿轮副数目，可分为，可分为单级式主减速器单级式主减速器和和双级式主双级式主减速器减速器。有些重型汽车又将双级式主减速器的第二级圆柱齿轮传。有些重型汽车又将双级式主减速器的第二级圆柱齿轮传动装置设置在两侧驱动轮处，称为动装置设置在两侧驱动轮处，称为轮边减速器轮边减速器。按主减速器传动速比个数按主减速器传动速比个数，可分为，可分为单速单速和和双速式主减速器双速式主减速器。单。单速式的传动比是一定值，而双速式则有两个传动比速式的传动比是一定值，而双速式则有两个传动比(即两条传动即两条传动路线路线)供驾驶员选择。供驾驶员选择。按齿轮副结构形式按齿轮副结构形式，可分为，可分为圆柱齿轮式圆柱齿轮式(又可分为定轴轮系和行又可分为定轴轮系和行星轮系星轮系)主减速器和主减速器和圆锥齿轮式圆锥齿轮式（又可分为螺旋锥齿轮式和双曲（又可分为螺旋锥齿轮式和双曲面锥齿轮式面锥齿轮式)主减速器。主减速器。2023/4/134汽车构造主减速器的结构和工作原理主减速器的结构和工作原理应用：应用：轿车和一般轻、中型货车轿车和一般轻、中型货车特点：特点：结构简单、体积小、重量轻、传动结构简单、体积小、重量轻、传动效率高效率高构造及工作情况：构造及工作情况：万向传动装置传来的动力由叉形凸缘经花万向传动装置传来的动力由叉形凸缘经花键传给主动齿轮、从动齿轮，减速变向后，键传给主动齿轮、从动齿轮，减速变向后，通过螺栓传给差速器壳，由差速器传给两通过螺栓传给差速器壳，由差速器传给两侧半轴驱动齿轮。侧半轴驱动齿轮。结构分析：结构分析：1）主动锥齿轮的支承型式：）主动锥齿轮的支承型式：跨置式：跨置式：主动锥齿轮前后方均有轴承支承，主动锥齿轮前后方均有轴承支承，支承刚度较大。支承刚度较大。悬臂式：悬臂式：主动锥齿轮只在前方有支承，后主动锥齿轮只在前方有支承，后方没有，支承刚度较差。方没有，支承刚度较差。2）主减速器的调整装置主减速器的调整装置轴承预紧度的调整轴承预紧度的调整:主动锥齿轮轴承预紧度主动锥齿轮轴承预紧度多用垫片和多用垫片和波形套波形套来调整；来调整；从动锥齿轮轴承预紧度从动锥齿轮轴承预紧度有调整螺有调整螺母调整和垫片调整。母调整和垫片调整。调整目的：调整目的：提高支承刚度提高支承刚度 叉形凸缘叉形凸缘主动锥齿轮主动锥齿轮从动锥齿轮从动锥齿轮差速器壳差速器壳半轴齿轮半轴齿轮半轴半轴支承螺柱支承螺柱1、单级主减速器、单级主减速器2023/4/135汽车构造单级主减速器结构分析单级主减速器结构分析3）锥齿轮的齿形）锥齿轮的齿形分类：螺旋锥齿轮、等高齿锥齿轮、双曲面锥齿轮分类：螺旋锥齿轮、等高齿锥齿轮、双曲面锥齿轮 双曲面锥齿轮双曲面锥齿轮 特点：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。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：优点：同时啮合齿数多，传动平稳，强度大。同时啮合齿数多，传动平稳，强度大。缺点：缺点：啮合齿面的相对滑动速度大，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专用含防刮伤添加剂的双曲面齿轮油两种齿轮的对比两种齿轮的对比螺旋锥齿轮、等高齿锥齿轮螺旋锥齿轮、等高齿锥齿轮双曲面锥齿轮双曲面锥齿轮2023/4/136汽车构造例如桑塔纳轿车的单级主减速器例如桑塔纳轿车的单级主减速器主动锥齿轮主动锥齿轮从动锥齿轮从动锥齿轮差速器齿轮差速器齿轮行星齿轮轴行星齿轮轴行星齿轮行星齿轮差速器壳差速器壳圆锥轴承圆锥轴承2023/4/137汽车构造2、双级主减速器、双级主减速器功用：功用：为了获得较大的减速比，且保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，以提证汽车的最小离地间隙足够大，以提高汽车通过性。高汽车通过性。传动方式：传动方式：第一级：锥齿轮传动第一级：锥齿轮传动第二级：圆柱斜齿轮传动第二级：圆柱斜齿轮传动结构特点：结构特点：1）第一级为圆锥齿轮传动，其调整）第一级为圆锥齿轮传动，其调整装置与单级主减速器类同；装置与单级主减速器类同；2）由于双级减速，减小了从动锥齿）由于双级减速，减小了从动锥齿轮的尺寸，其背面一般不需要止推装轮的尺寸，其背面一般不需要止推装置；置；3）第二级为圆柱齿轮传动，圆柱齿）第二级为圆柱齿轮传动，圆柱齿轮多采用斜齿或人字齿，传力平稳；轮多采用斜齿或人字齿，传力平稳；4）双级主减速器的减速比为两对副）双级主减速器的减速比为两对副减速比的乘积。减速比的乘积。从动锥齿轮从动锥齿轮主动锥齿轮轴主动锥齿轮轴主动锥齿轮主动锥齿轮半轴半轴中间轴中间轴第二级主动齿轮第二级主动齿轮第二级从动齿轮第二级从动齿轮差速器壳差速器壳（减速比比较大的减速器常常采用）（减速比比较大的减速器常常采用）2023/4/138汽车构造3、轮边减速器、轮边减速器1）应用于重型载货车、越野汽车或）应用于重型载货车、越野汽车或大型客车上。大型客车上。2）一般将双级主减速器中的第二级）一般将双级主减速器中的第二级减速齿轮机构制成同样的两套，分别减速齿轮机构制成同样的两套，分别安装在两侧驱动车轮的近旁，称为轮安装在两侧驱动车轮的近旁，称为轮边减速器。边减速器。3）特点：较大的主传动比和较大的）特点：较大的主传动比和较大的离地间隙，半轴和差速器等零件尺寸离地间隙，半轴和差速器等零件尺寸减小；但结构较复杂，成本较高。减小；但结构较复杂，成本较高。4、双速主减速器、双速主减速器1）为充分提高汽车的动力性和经济性，）为充分提高汽车的动力性和经济性，有些汽车装用具有两挡传动比的主减速器。有些汽车装用具有两挡传动比的主减速器。2）常见的结构形式由一对圆锥齿轮和一）常见的结构形式由一对圆锥齿轮和一个行星齿轮机构组成。齿圈和从动锥齿轮个行星齿轮机构组成。齿圈和从动锥齿轮连成一体，行星架则与差速器的壳体刚性连成一体，行星架则与差速器的壳体刚性地连接。地连接。3）动力由锥齿轮副经行星齿轮机构传给）动力由锥齿轮副经行星齿轮机构传给差速器，最后由半轴传输给驱动轮。差速器，最后由半轴传输给驱动轮。2023/4/139汽车构造二、差速器二、差速器功用：功用：使左右车轮可以不同的车速进行纯滚动转向或直线行使左右车轮可以不同的车速进行纯滚动转向或直线行驶，称为差速特性（即驶，称为差速特性（即n n特性）。特性）。将主减速器传来的扭矩平均分给两半轴，使两侧的车将主减速器传来的扭矩平均分给两半轴，使两侧的车轮驱动力尽量相等。此称为扭矩等分特性（即轮驱动力尽量相等。此称为扭矩等分特性（即M M特性）。特性）。分类：分类：差速器按其用途分为轮间差速器和轴间差速器差速器按其用途分为轮间差速器和轴间差速器 1 1）轮间差速器装在驱动桥内）轮间差速器装在驱动桥内2 2）轴间差速器装在各个驱动桥之间）轴间差速器装在各个驱动桥之间按工作特性分为普通差速器和防滑差速器按工作特性分为普通差速器和防滑差速器2023/4/1310汽车构造1、普通差速器（对称式锥齿轮差速器）、普通差速器（对称式锥齿轮差速器）（1）构造）构造 主要由四个行星主要由四个行星齿轮、行星齿轮轴、齿轮、行星齿轮轴、二个半轴齿轮和差二个半轴齿轮和差速器壳等组成。速器壳等组成。（2）动力传递：）动力传递：主减速器、从动齿主减速器、从动齿轮、差速器壳、行轮、差速器壳、行星齿轮轴、行星齿星齿轮轴、行星齿轮、半轴齿轮，经轮、半轴齿轮，经半轴传至驱动轮。半轴传至驱动轮。2023/4/1311汽车构造（3）工作原理）工作原理行星齿轮运动：行星齿轮运动：1、公转、公转 2、自转、自转3、既公转又自转既公转又自转A：速度特性：速度特性：1）行星齿轮）行星齿轮只随行星架绕差速器旋转轴只随行星架绕差速器旋转轴线公转时，差速器不起作用，线公转时，差速器不起作用，半轴角速度等于差速器壳的半轴角速度等于差速器壳的角速度。角速度。2）行星齿轮除公转外，还绕）行星齿轮除公转外，还绕行星齿轮轴自转时，左右两行星齿轮轴自转时，左右两半轴齿轮转速之和等于差速半轴齿轮转速之和等于差速器壳转速的两倍，与行星齿器壳转速的两倍，与行星齿轮转速无关。即：轮转速无关。即：n1+n2=2 n02023/4/1312汽车构造2、防滑差速器、防滑差速器 防滑差速器可以克服上述对称锥齿轮式差速器的弊病。它可以防滑差速器可以克服上述对称锥齿轮式差速器的弊病。它可以使一侧驱动轮打滑空转的同时，将大部分或全部转矩传给不打滑使一侧驱动轮打滑空转的同时，将大部分或全部转矩传给不打滑的驱动轮，以利用这一驱动轮的附着力产生较大的驱动力矩使汽的驱动轮，以利用这一驱动轮的附着力产生较大的驱动力矩使汽车行驶。车行驶。常用的防滑差速器有常用的防滑差速器有强制锁止式强制锁止式和和自锁式自锁式两大类。两大类。1、强制锁止式差速器、强制锁止式差速器 强制锁止式差速器就是在对称式锥齿轮差速器上加一差速锁。强制锁止式差速器就是在对称式锥齿轮差速器上加一差速锁。工作时，由驾驶员操纵差速锁，使差速器不起差速作用，相当于工作时，由驾驶员操纵差速锁，使差速器不起差速作用，相当于把两根半轴连成一体。把两根半轴连成一体。在路况不好时，通过使用差速锁，使两根半轴连成一体，防止在路况不好时，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。一侧车轮打滑使另一侧车轮不能驱动。2、自锁式差速器、自锁式差速器 自锁式差速器的特点是在两驱动轮或两驱动桥转速不同时，自锁式差速器的特点是在两驱动轮或两驱动桥转速不同时，行行星齿轮自转，星齿轮自转，不需人力操纵，不需人力操纵，差速器所受摩擦力矩与差速器所受摩擦力矩与快转快转半轴半轴旋旋向相反向相反，与，与慢转慢转半轴半轴旋向相同旋向相同，故能够自动地向，故能够自动地向慢转的驱动轮或慢转的驱动轮或驱动桥多分配转矩，以提高汽车的通过性。驱动桥多分配转矩，以提高汽车的通过性。自锁式差速器包括摩擦片式、凸轮滑块式和托森差速器。自锁式差速器包括摩擦片式、凸轮滑块式和托森差速器。2023/4/1313汽车构造三、半轴与桥壳三、半轴与桥壳1、半轴、半轴 1）在差速器与驱动轮之间传递较大的扭矩，一般都是）在差速器与驱动轮之间传递较大的扭矩，一般都是装在驱动桥壳装在驱动桥壳中的中的实心实心圆圆轴，内端用花键与半轴齿轮连接，外端与轮毂连接轴，内端用花键与半轴齿轮连接，外端与轮毂连接.2）常用的半轴支承型式主要有全浮式和半浮式）常用的半轴支承型式主要有全浮式和半浮式.（1）全浮式半轴支承：受扭矩，不受弯）全浮式半轴支承：受扭矩，不受弯矩。矩。n这种支承型式的半轴只承受差速器输这种支承型式的半轴只承受差速器输出的转矩，两端均不承受任何外力与出的转矩，两端均不承受任何外力与弯矩，外力与弯矩由轮毂通过轮毂轴弯矩，外力与弯矩由轮毂通过轮毂轴承传给桥壳，而不经半轴。承传给桥壳，而不经半轴。n所谓所谓“浮浮”是指半轴不承受弯曲载荷。是指半轴不承受弯曲载荷。n特点：特点：易于拆装，广泛应用于载货汽易于拆装，广泛应用于载货汽车上。车上。2023/4/1314汽车构造三、半轴与桥壳三、半轴与桥壳1、半轴、半轴（2）半浮式半轴支承）半浮式半轴支承：受扭矩，外端受弯矩。：受扭矩，外端受弯矩。n内端不受弯矩，外端承受全部弯矩。内端不受弯矩，外端承受全部弯矩。车轮与桥壳无直接联系而支承于半轴车轮与桥壳无直接联系而支承于半轴外端。外端。n特点：支承结构紧凑，质量小，半特点：支承结构紧凑，质量小，半轴受力情况复杂且拆装不方便。多用轴受力情况复杂且拆装不方便。多用于轿车及微、轻型汽车。于轿车及微、轻型汽车。n2、桥壳、桥壳n功用：功用：用来安装主减速器、差速器、用来安装主减速器、差速器、半轴、轮毂等部件的基础体半轴、轮毂等部件的基础体n支承并保护主减速器、差速器和半支承并保护主减速器、差速器和半轴等；与从动桥一起，支承车架及其轴等；与从动桥一起，支承车架及其上的各总成重量；承受各种反力及力上的各总成重量；承受各种反力及力矩，经悬架传给车架。矩，经悬架传给车架。2023/4/1315汽车构造三、半轴与桥壳三、半轴与桥壳2、桥壳、桥壳n特点：强度、刚度较大，且检查、特点：强度、刚度较大，且检查、拆装和调整主减速器、差速器方便，拆装和调整主减速器、差速器方便，普遍应用于各类汽车上。普遍应用于各类汽车上。n分类：分类：n（1）整体式）整体式n（2）分段式）分段式n特点：易于铸造，加工方便，但维特点：易于铸造，加工方便，但维护不便，目前已很少使用。护不便，目前已很少使用。2023/4/1316