汽车驱动桥原理与结构

1、汽车驱动桥原理及构造,2018/12/7,2,车桥的分类,车桥根据驱动方式的不同主要分为四大类： 1、驱动桥；驱动桥可分为断开式驱动桥、非断开式 驱动桥。 2、支撑桥；支撑桥可分为普通支撑桥、随动转向支撑 桥。 3、转向桥。 4、转向驱动桥。 其中转向桥和支持桥都属于从动桥。大多数汽车采用前置后驱动（FR），因此前桥作为转向桥，后桥作为驱动桥；而前置前驱动（FF）汽车则前桥成为转向驱动桥，后桥充当支撑桥。,2018/12/7,3,驱动桥作用原理,汽车驱动桥位于传动系的末端。其基本功用首先是增扭， 降速，改变转矩的传递方向，即增大由传动轴或直接从变速 器传来的转矩，并将转矩合理的分配给左右驱动车轮；其次， 驱动桥还要承受作用于路面或车身之间的垂直力，纵向力和 横向力，以及制动力矩和反作用力矩等 ，,2018/12/7,4,驱动桥的结构,驱动桥一般可分为非断开式和断开式两种。 1.非断开式驱动桥 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

2、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。 其原理是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。,2018/12/7,5,驱动桥的结构,2、断开式驱动桥 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。,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,2018/12/7,6,驱动桥的结构,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。,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,2018/12/7,7,非断开式驱动桥结构,非断开式驱动桥按其主减速器不同可以分为以下三种结构 1、中央单级减速驱动桥。 中央单级减速驱动桥是驱动桥结构中最为简单的一种,是驱动桥的基 本形式, 在载重汽车中占

3、主导地位。一般在主传动比小于6的情况下,应尽 量采用中央单级减速驱动桥。目前 的中央单级减速器趋于采用双曲线 螺旋伞齿轮,主动小齿轮采用骑马式 支承, 有差速锁装置供选用。,2018/12/7,8,非断开式驱动桥结构,2、中央双级驱动桥。 在国内目前的市场上,中央双级驱动桥主要有2种类型: 一类如伊顿 系列产品,事先就在单级减速器中预留好空间,当要求增大牵引力与速比 时,可装人圆柱行星齿轮减速机构,将原中央单级改成中央双级驱动桥,这 种改制“三化”程度高, 桥壳、主减速器等均可通用,盆齿轮直径不变;另一 类如洛克威尔系列产品,当要增大牵引力与速比时,需要改制第一级伞齿轮 后,再装入第二级圆柱直齿轮或斜齿轮,变成要求的中央双级驱动桥,这时桥壳可通用,主减速器不通用, 盆齿轮有2个规格。,2018/12/7,9,非断开式驱动桥结构,2018/12/7,10,非断开式驱动桥结构,3、中央单级、轮边减速驱动桥。 轮边减速驱动桥较为广泛地用于油田、建筑工地、矿山等非公路 车与军用车上。当前轮边减速桥可分为2类:一类为圆锥行星齿轮式轮 边减速桥，沃尔沃、雷诺等都采用此类车桥；另一类为圆柱行星齿轮

4、式轮边减速驱动桥,奔驰、斯堪尼亚、中国重汽、重庆重汽等都采用此 类车桥。 1）、圆锥行星齿轮式轮边减速桥。由圆锥行星齿轮式传动构成的 轮边减速器,轮边减速比为固定值2，它一般均与中央单级桥组成为一系 列。在该系列中,中央单级桥仍具有独立性,可单独使用,需要增大桥的输 出转矩，使牵引力增大或速比增大时，可不改变中央主减速器而在两轴 端加上圆锥行星齿轮式减速器即可变成双级桥。这类桥与中央双级减速 桥的区别在于:降低半轴传递的转矩，把增大的转矩直接增加到两轴端的 轮边减速器上 ,其“三化”程度较高。但这类桥因轮边减速比为固定值2,因 此,中央主减速器的尺寸仍较大,一般用于公路、非公路军用车。,2018/12/7,11,非断开式驱动桥结构,2）、圆柱行星齿轮式轮边减速桥。单排、齿圈固定式圆柱行星齿轮减速 桥,一般减速比在3至4.2之间。由于轮边减速比大,因 ,中央主减速 器的速比一般均小于3,这样盆齿轮就可取较小的直径，以保证重型 汽车对离地问隙的要求。这类桥比单级减速器的质量大z价格也要贵 些，而且轮毅内具有齿轮传动,长时间在公路上行驶会产生大量的热 量而引起过热;因此,作为公路车用驱动桥,

5、它不如中央单级减速桥。,2018/12/7,12,非断开式驱动桥主减速器,主减速器是汽车传动系中减小转速、增大扭矩的主要部件。对发动机 纵置的汽车来说，主减速器还利用锥齿轮传动以改变动力方向。汽车正常 行驶时，发动机的转速通常在2000至3000r/min左右，如果将这么高的转 速只靠变速箱来降低下来，那么变速箱内齿轮副的传动比则需很大，而齿 轮副的传动比越大，两齿轮的半径比也越大，换句话说，也就是变速箱的 尺寸会越大。另外，转速下降，而扭矩必然增加，也就加大了变速箱与变 速箱后一级传动机构的传动负荷。 主减速器的种类繁多，根据参加减速传动的齿轮数目不同，可分为单 级式主减速器和双级式主减速器。一些要求大传动比的中、重型车采用双 级主减速器.其主要目的是在同一传动轴转速下提供更大的半轴扭矩，即加 强减速增扭的作用。,2018/12/7,13,单级减速器就是一个主动椎齿轮和一个从动伞齿轮（俗称盆角齿） 主动椎齿轮连接传动轴，顺时针旋转，从动伞齿轮贴在其右侧，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，从动伞 齿轮直径大，达到减速的功能。,非断开式驱动桥主减速器,2018/

6、12/7,14,双级减速器多了一个中间过渡齿轮，主动椎齿轮左侧与中间齿轮的 伞齿部分啮合，伞齿轮同轴有一个小直径的直齿轮，直齿轮与从动齿轮 啮合。这样中间齿轮向后转，从 动齿轮向前转动。中间有两级减 速过程。 双级减速由于使车桥体 积增大，过去主要用在发动机功 率偏低的车辆匹配上，现在主要 用于低速高扭矩的工程机械方面。,非断开式驱动桥主减速器,2018/12/7,15,非断开式驱动桥差速器,汽车差速器是驱动轿的主件。它的作用就是在向两边半轴传递动力 的同时，允许两边半轴以不同的转速旋转，满足两边车轮尽可能以纯滚 动的形式作不等距行驶，减少轮胎与地面的摩擦。 一、构成 普通差速器由行星齿轮、行星轮架（差速器壳）、半轴齿轮等零件 组成。发动机的动力经传动轴进入差速器直接驱动行星轮架，再由行星 轮带动左、右两条半轴，分别驱动左、右车轮。差速器的设计要求满足： （左半轴转速）+（右半轴转速）=2（行星轮架转速）。当汽车直行时， 左、右车轮与行星轮架三者的转速相等处于平衡状态，而在汽车转弯时 三者平衡状态被破坏，导致内侧轮转速减小，外侧轮转速增加。,2018/12/7,16,非断开式驱动桥差速

7、器,二、原理 驱动桥两侧的驱动轮若用一根整轴刚性连接，则两轮只能以相同 的角度旋转。这样，当汽车转向行驶时，由于外侧车轮要比内侧车轮 移过的距离大，将使外侧车轮在滚动的同时产生滑拖，而内侧车轮在 滚动的同时产生滑转。即使是汽车直线行驶，也会因路面不平或虽然 路面平直但轮胎滚动半径不等（轮胎制造误差、磨损不同、受载不均 或气压不等）而引起车轮的滑动。 当转弯时，由于外侧轮有滑拖的现象，内侧轮有滑转的现象，两 个驱动轮此时就会产生两个方向相反的附加力，由于“最小能耗原理”， 必然导致两边车轮的转速不同，从而破坏了三者的平衡关系，并通过 半轴反映到半轴齿轮上，迫使行星齿轮产生自转，使外侧半轴转速加 快，内侧半轴转速减慢，从而实现两边车轮转速的差异。,2018/12/7,17,三、分类 1、齿轮式差速器：当左右驱动轮存在转速差时，差速器分配给慢转 驱动轮的转矩大于快转驱动轮的转矩。这 限滑差速器种差速器转矩 均分特性能满足汽车在良好路面上正常行驶。但当汽车在坏路上行驶 时，却严重影响通过能力。例如当汽车的一个驱动轮陷入泥泞路面时， 虽然另一驱动轮在良好路面上，汽车却往往不能前进（俗称打滑）。 此时在泥泞路面上的驱动轮原地滑转，在良好路面上的车轮却静止不 动。这是因为在泥泞路面上的车轮与路面之间的附着力较小，路面只 能通过此轮对半轴作用较小的反作用力矩，因此差速器分配给此轮的 转矩也较小，尽管另一驱动轮与良好路面间的附着力较大，但因平均 分配转矩的特点，使这一驱动轮也只能分到与滑转驱动轮等量的转矩， 以致驱动力不足以克服行驶阻力，汽车不能前进，而动力则消耗在滑 转驱动轮上。,非断开式驱动桥差速器,2018/12/7,18,2、防滑差速器：为提高汽车在坏路上的通过能力，某些越野汽车及高级 轿车上装置防滑差速器。防滑差速器的特点是，当一侧驱动轮在坏路上滑 转时，能使大部分甚至全部转矩传给在良好路面上的驱动轮，以充分利用 这一驱动轮的附着力来产生足够的驱动力，使汽车顺利起步或继续行驶。,非断开式驱动桥差速器,

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