项目5 驱动桥的构造与检修

项目5驱动桥的构造与检修本项目应知要求1.能掌握驱动桥各主要部件的功用与类型；2.能正确描述单级、双级主减速器的结构和工作原理；3.能正确描述齿轮式差速器的结构和工作原理；4.能正确描述典型防滑差速器的类型与功用；5.能简单叙述半轴与桥壳的结构特点。本项目应会要求1.会进行驱动桥及其主要组成部件的维护与检修；2.会进行主减速器、差速器的装配和调整；3.会对驱动桥常见的故障进行分析判断并进行故障排除。案例导入案例一：上汽奇瑞轿车修理差速器后出现异响故障的检修。故障症状：该轿车的差速器前几天大修过，最近桥内出现响声，而且越来越严重，被迫停车进行检修。案例二：1998款丰田霸道反复烧差速器故障的检修。故障症状：一辆丰田霸道（FZJ80）越野车，装备了全四轮驱动防滑差速器。在一次高速行驶时，突然出现汽车无故“制动甩尾”，后轮还有轻微的拖痕。开始以为是制动系统或转向系统出了问题，将车停在路边检查，没有发现有什么异常。由于要赶路，所以重新起动发动机，进档准备继续前进。可是进档后汽车驱动很费力，就像驻车制动没有完全解除一样，行驶中车身一种很飘的感觉，再加大油门，后面出现“咔”的一声响。只要一行驶，后面就出现“嘎、嘎、嘎“的尖锐的响声，传动系统出问题了，只好将车拖到修理厂。5.1概述功用：将万向传动装置传来的发动机转矩经减速、增扭并改变旋转方向后传到左右驱动轮，使左右驱动轮以相同的转速直线行驶或以不同的转速转弯行驶。组成：驱动桥壳、主减速器、差速器和半轴等。结构类型：分为整体式（非断开式）和断开式两种，整体式采用非独立悬架，断开式采用独立悬架。非断开式驱动桥示意图1－驱动桥壳；２-主减速器；３-差速器；４-半轴；５-轮毂断开式驱动桥示意图１-主减速器；２-半轴；３-弹性元件；４-减振器；５-车轮；６-摆臂；７-摆臂轴后驱动桥四驱驱动桥5.2主减速器5.2.1主减速器的功用与类型功用：将输入的转矩增大并相应降低转速，当发动机纵置时还具有改变转矩旋转方向的作用。主减速器分类及结构特点分类方法类别特点及应用按齿轮副数目分单级式小型汽车双级式①重型汽车、越野汽车、大型客车按主减速器传动比档数分单速式传动比是固定双速式两个传动比供选择按齿轮副结构形式分圆柱齿轮式发动机横置前轮驱动的汽车圆锥齿轮式曲线锥齿轮式发动机纵置的汽车准双曲面齿轮式①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。1、单级主减速器目前，轿车和一般轻、中型货车均采用单级主减速器，即可满足汽车动力性要求。它具有结构简单、体积小、质量轻和传动效率高的优点。以东风EQ1090型汽车主减速器为例介绍单级主减速器。5.2.2主减速器的构造与工作原理为一对准双曲面齿轮18和7。主动齿轮18有6个齿，从动齿轮7有38个齿；故主传动比i0=6.33。为保证主动锥齿轮有足够的支承刚度，主动锥齿轮18与轴制成一体，形成跨置式支承。环状的从动锥齿轮7用螺栓连接在差速器壳5上，差速器壳5则用两个圆锥滚子轴承3支承在主减速器壳4的座孔中。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。为调整圆锥滚子轴承13和17的预紧度，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(上轴承内座圈上移)；反之，减小垫片的总厚度。拧动调整螺母2，以改变从动锥齿轮的位置。注意：为保证已调好的差速器圆锥滚子轴承预紧度不变，一端调整螺母拧入的圈数应等于另一端调整螺母拧出的圈数。锥齿轮啮合间隙的调整：2、双级主减速器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，不仅使其刚度降低，而且会使主减速器壳体及驱动桥外壳轮廓尺寸增大，难以保证足够的离地间隙，因此需要双级主减速器。第一对齿轮副：螺旋锥齿轮11和16第二对齿轮副：斜齿圆柱齿轮5和1主动锥齿轮11和轴9制成一体，采用悬臂式支承。组成①主动锥齿轮的圆锥滚子轴承的预紧度：改变垫片8的厚度；②中间轴圆锥滚子轴承的预紧度：改变垫片6和13的总厚度；③支承差速器壳的圆锥滚子轴承的预紧度：转动调整螺母3。调整5.3差速器当汽车转弯或直线行驶而道路不平时，如果两侧车轮转速相等，一定会造成车轮的滑移和滑转现象的发生。故应使两侧车轮以不同转速旋转。分类：普通差速器、防滑差速器。功用：当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左右驱动车轮能以不同的转速滚动，即保证两侧驱动车轮作纯滚动运动。5.3.1差速器的功用与类型1、8-差速器壳体轴承2-差速器壳体3-半轴齿轮垫片4-半轴齿轮(2个)5-行星齿轮垫片6-行星齿轮（4个）7-从动锥齿轮9-行星齿轮轴（十字轴）10-螺栓5.3.2普通齿轮式差速器主减速器从动齿轮用铆钉或螺栓固定在差速器左壳l上。由行星齿轮、行星齿轮轴(十字轴)、半轴齿轮和差速器壳等。1-差速器左壳；2-半轴齿轮推力垫片；3-半轴齿轮；4-行星齿轮；5-差速器右壳；6-螺栓；7-行星齿轮球面垫片；8-行星齿轮轴(十字轴)动力传递关系：由主减速器传来的转矩自从动齿轮依次经差速器壳、行星齿轮轴、行星齿轮、半轴齿轮及半轴输出给驱动车轮。行星齿轮轴8的四个轴颈装在差速器壳形成的孔内。每个轴颈上松套着一个行星齿轮4，它们均与两个半轴齿轮3啮合。半轴齿轮通过花键与半轴相连。工作原理l、2-半轴齿轮；3-差速器壳；4-行星齿轮；5-行星齿轮轴；6-主减速器从动齿轮差速器壳3与行星齿轮轴5连成一体，形成行星架，并与主减速器的从动齿轮6固连在一起，故为主动件，设其角速角为ω0；半轴齿轮1和2为从动件，其角速度分别为ωl和ω2。当行星齿轮4只有公转而没有自转时，A、B、C三点的圆周速度均为ωlr=ω2r=ω0r，即差速器不起差速作用(图b)。当行星齿轮4除公转外，还绕本身的轴5以角速度ω4自转时(图c)啮合点A的圆周速度为ωlr=ω0r+ω4r4啮合点B的圆周速度为ω2r=ω0r-ω4r4于是ωlr+ω2r=(ω0r+ω4r4)+(ω0r-ω4r4)即ωl+ω2=2ω0若角速度以每分钟转数n表示，则n1+n2=2n0该式为普通差速器的运动特性方程式。它表明左右两侧半轴齿轮的转速之和n1+n2等于差速器壳转速n0的两倍，而与行星齿轮速无关。由该式还可得知：(1)当汽车直线行驶时，n左＝n右＝n，这时行星齿轮只有公转，没有自转。(2)当汽车转弯时，向左转则n左减小而n右增大，向右转则相反，但都符合n1+n2=2n0，这时行星齿轮既有公转，也有自转。(3)当差速器壳转速为零，若一侧半轴齿轮受其他外来力矩而转动，则另一侧半轴齿轮即以相同转速反向转动。这时，行星齿轮没有公转，只有自转。但当汽车在坏路面上行驶时，却严重影响了通过能力。如，当汽车的一个驱动车轮接触到泥泞或冰雪路面时，会原地滑转，而另一侧的车轮则静止不动。这是因为在泥泞路面上车轮与路面之间附着力很小，路面只能对半轴作用很小的反作用转矩，虽然另一车轮与好路面间的附着力较大，但因转矩平均分配的特性，使在好路面上的车轮分配到的转矩只能与传到滑转的驱动轮上的很小的转矩相等，致使总的牵引力不足以克服行驶阻力，汽车便不能前进。无论左右驱动轮转速是否相等，其转矩基本上是左右轮平均分配的。这样的分配比例对于汽车在好路面上直线或转弯行驶时，都是满意的普通差速器转矩分配存在的弊端：5.3.3防滑差速器为了提高汽车在坏路上的通过能力，在某些越野汽车、高级轿车上装用了防滑差速器。其工作原理是在一个驱动轮滑转时，设法使大部分转矩甚至全部转矩传给不滑转的驱动轮。常用的防滑差速器可分为强制锁止式和高摩擦自锁式两大类。强制锁止式差速器其实质是加一个差速锁。当需要时，由驾驶员操纵差速锁，使两半轴成为一个整体，与差速器壳一同旋转。当一侧驱动轮滑转而无牵引力时，从主减器传来的转矩全部分配到另一侧驱动轮上，使汽车得以正常行驶。当汽车通过坏路后驶上好路时驾驶员便摘下差速锁。高摩擦式差速器有摩擦片式、滑块凸轮式等结构形式。其特点是在两驱动轮转速不同时，不需人工操纵，会自动向转速慢的车轮多分配一些转矩。思路：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。a)结构剖面图b)摩擦片组1-差速器壳；2-主、从动摩擦片组；3-推力压盘；4-十字轴；5-行星齿轮；6-V形斜面；7-弹簧钢片；8-主动摩擦片；9-从动摩擦片十字轴4由两根互相垂直的行星齿轮轴（相互独立？）组成，其端部均切出凸Ｖ形斜面６，相应地差速器壳孔上与之相配的孔较大，有凹V形斜面，两根行星齿轮轴的Ｖ形面是反向安装的。为增加内摩擦，在半轴齿轮与差速器壳１之间装有主、从动摩擦片组2和压盘3。压盘3以内花键与半轴相连，在(压盘）轴颈处用外花键与从动摩擦片9连接。主动摩擦片8则用花键与差速器壳l内键槽相配。此时转矩经两条路线传给半轴：一路经行星齿轮轴、行星齿轮和半轴齿轮将大部分转矩传给半轴；另一路则由差速器壳经主、从动摩擦片、压盘传给半轴。直线行驶时，两半轴无转速差，转矩平均分配给两半轴，由于差速器壳通过Ｖ形斜面驱动行星齿轮轴，斜面产生的力迫使两行星齿轮轴分别向（图示的）左、右方向(向外)略微移动，通过行星齿轮使推力压盘压紧摩擦片。由于转速差的存在和轴向力的作用，主、从动摩擦片间在滑转的同时产生摩擦力矩。其摩擦力矩的方向与快转半轴的旋向相反，与慢转半轴的旋向相同。从而使慢转半轴传递的转矩明显增加。（－－转速慢的半轴即压盘被摩擦力拖快了，转矩增加，反之快的半轴即压盘受到了摩擦力的阻碍，转矩减小）当汽车转弯或一侧车轮在路面上滑转时，行星齿轮自转，起差速作用，左、右半轴齿轮的转速不等。5.4半轴与桥壳5.4.1半轴功用：将差速器输出的转矩传给驱动轮。支承形式：全浮式半轴支承－－半轴只承受转矩，两端均不承受任何反力和反力矩。半浮式半轴支承－－由于车轮上的各反力矩必须经过半轴传给驱动桥壳，半轴外端承受全部弯矩。1－花键；2－杆部；3－垫圈；4－凸缘；5-半轴起拔螺栓；6－半轴紧固螺栓全浮式半轴支承东风EQl090E型汽车全浮式半轴支承l-半轴套管；2-调整螺母；3、11-油封；4-锁紧垫圈；5-锁紧螺母；6-半轴；7-轮毂螺栓；8、l0-圆锥滚子轴承；9-轮毂；12-驱动桥壳半轴6外端锻出凸缘，借助螺栓7和轮毂9连接。轮毂通过两个圆锥滚子轴承8和10支承在半轴套管l上。广泛应用于载重汽车、公共汽车上以上半轴支承型式，使半轴只承受扭矩，而两端均不承受任何反力和弯矩，称“全浮式”a．外端切向反力Fx：企图使驱动桥在水平面内弯曲（弯矩）实际上Fx、Fy、Fz三者以及由它们产生的弯矩，都经轮毂轴承直接传给桥壳，而完全不经半轴传递。b．内端作用在主传动器从动齿轮上的力及弯矩全部由差速器壳直接承受，而与半轴无关。半浮式半轴支承广泛用于各种轿车上红旗CA7560型轿车驱动桥及半浮式支承半轴1-推力块；2-半轴；3-圆锥滚子轴承；4-锁紧螺母；5-键；6-轮毂；7-桥壳凸缘半轴内端的支承方法与前述相同–––免受弯矩。半轴外端用键与轮毂连接––––承受全部弯矩。5.4.2桥壳功用：支承并保护主减速器、差速器和半轴等；同从动桥一起支承车架及其上的各总成质量；汽车行驶时，承受由车轮传来的路面反作用力和力矩，并经悬架传给车架。分类：整体式桥壳、分段式桥壳。整体式桥壳解放CAl091型汽车驱动桥壳1-凸缘盘；2-止动螺钉；3-主减速器壳；4-固定螺钉；5-螺塞；6-后盖；7-空心梁；8-半轴套管东风EQ1090E型汽车驱动桥壳1－半轴套管；2－后桥壳；3－放油孔；4－后桥壳垫片；5-后盖；6－油面孔；7－凸缘盘8－通气塞分段式驱动桥壳1-螺栓；2-注油孔；3-主减速器壳颈部；4-半轴套管；5-调整螺母；6-止动垫片；7-锁紧螺母；8-凸缘盘；9-弹簧座；10-主减速器壳；11-放油孔；12-垫片