汽車底盤課件第7章驅動橋

第7章驅

動

橋

7.1概述

7.1.1驅動橋功用、組成組成：它主要由主減速器、差速器、半軸和橋殼等組成（見圖7.1）。功用：是將萬向傳動裝置（或變速器）傳來的動力經降速增扭、改變動力傳遞方向后，分配到左右驅輪，使汽車行駛，并允許左右驅動輪以不同的轉速旋轉。

7.1.2驅動橋的類型

1.整體式驅動橋整體式驅動橋采用非獨立懸架。其驅動橋殼為一剛性的整體，驅動橋兩端通過懸架與車架連接，左右半軸始終在一條直線上，即左右驅動輪不能相互獨立地跳動。整個車轎和車輪只能隨路面的變化而上下跳動，這種結構多用于汽車的后橋上。

2.斷開式驅動橋

汽車的全部或部分驅動輪采用獨立懸架。驅動橋兩端分別用懸架與車架連接。兩側的驅動輪，可以彼此獨立地相對于車架上下跳動。（見圖7.2）。7.2主減速器

7.2.1主減速器的功用、類型

功用：將輸入的轉矩增大，轉速降低，并將動力傳遞方向改變后（橫向布置發(fā)動機的除外）傳給差速器。類型：①按參加傳動的齒輪副數目可分為單級式主減速器和雙級式主減速器（或輪邊主減速器）；②按主減速器傳動傳動比個數分：有單速式和雙速式主減速器；③按齒輪副結構型式分：有圓柱齒輪式主減速器和圓錐齒輪式主減速器。7.2.2主減速器的構造與工作原理

1．單級主減速器（1）構造：主要由三部分構成，即齒輪機構、支承調整裝置和主減速器殼組成（見圖7.5、圖7.6）。①齒輪機構：單級主減速器都采用一對圓錐齒輪傳動（發(fā)動機縱向布置時）或一對圓柱斜齒輪傳動（發(fā)動機橫向布置時）。②支承調整裝置：主動軸可采用跨置式支承或懸臂式支承；從動軸均采用跨置式支承。調整裝置包括軸承預緊度調整、齒輪嚙合印痕和嚙合間隙的調整。③主減速器殼：主要由殼體和蓋組成。

2．雙級主減速器

圖7.7所示為解放CA1091型汽車雙級主減速器，由它不難分析雙級主減速器具有下述主要結構特點：①第一級傳動為一對錐齒輪，它具有單級錐齒輪的基本調整裝置——軸承的預緊度和齒輪嚙合狀況的調整裝置，主動錐齒輪通常采用懸臂式支承。②第二級傳動為一對斜齒圓柱齒輪（或人字齒）。③多了一中間軸，因此也多了一套調整裝置。但第二級圓柱齒輪軸向移動只能調整齒的嚙合長度，使嚙合副互相對正，不能調整嚙合印痕和間隙。④雙級主減速器的減速比兩級齒輪傳動比的乘積。即i0=i01×i02。

3．雙速主減速器為了提高汽車的動力性和經濟性，有些汽車的主減速器具有兩個檔（即兩個傳動比）?？筛鶕旭倵l件的變化改變檔位，這種主減速器稱為雙速主減速器。

圖7.8所示為行星齒輪式雙速主減速器示意圖。它由一對圓錐齒輪、一套行星齒輪機構及其操縱機構組成。其工作原理見圖7.8a和7.8b。4．貫通式主減速器

有些多軸驅動的越野汽車，為了簡化結構，增大離地間隙，分動器到同一方向的兩驅動橋之間只有一套萬向傳動裝置。這樣，傳動軸須從距離分動器較近的驅動橋中穿過，再通向距離分動器較遠的驅動橋。這種被傳動軸穿過的驅動橋稱為貫通式驅動橋，相應的主減速器稱為貫通式主減速器（圖7.9）。

圖7.10為延安SX2150型6×6越野汽車貫通式雙級主減速器（中驅動橋上）示意圖。5．輪邊減速器

有些重型汽車，為了增加最小離地間隙，同時獲得大的傳動比，以提高通過能力和動力性，將雙級主減速器的第二級齒輪減速機構放在兩側車輪近旁，稱為輪邊減速器。輪邊減速器又有定軸輪系和行星輪系兩種結構型式。定軸輪系輪邊減速器用一對外嚙合（或內嚙合）圓柱齒輪減速。

圖7.11和圖7.12分別為為上海SH3540A型汽車行星齒輪式輪邊減速器的結構圖和傳動示意圖。主減速器的潤滑主減速器中的錐齒輪多采用雙曲面錐齒輪，這是因為其嚙合系數大，同時參加嚙合的齒數多，傳動平穩(wěn)，噪聲小，承載能力大。且主動齒輪的軸線可相對從動齒輪軸線偏移，有利于降低汽車質心。但其嚙合面間相對滑動速度大，接觸壓力大，摩擦面的油膜易被破壞，因而對潤滑油要求高，必須使用專門的雙曲面齒輪油。主減速器采用飛濺潤滑方式。7.3差速器的構造

7.3.1差速器的功用、類型

1.差速器的功用將主減速器傳來的動力傳給左、右兩半軸，并在必要時允許左、右半軸以不同轉速旋轉，以滿足兩側驅動輪差速的需要。

2.差速器的類型按裝配位置可分為輪間差速器和軸間差速器；按功能可分為普通齒輪式差速器和防滑差速器兩大類。

7.3.2普通齒輪式差速器的構造與工作原理

1．差速器的構造普通齒輪式差速器有錐齒輪式和圓柱齒輪式兩種。由于錐齒輪式差速器結構簡單、緊湊，工作平穩(wěn)，因此目前應用最為廣泛。

圖7.13為行星錐齒輪差速器。它由四個行星錐齒輪、十字形行星錐齒輪軸、兩個軸錐齒輪、兩半差速器殼和及墊片和組成。在中型以下的貨車或轎車上，因傳遞的轉矩較小，故可用兩個行星齒輪，相應的行星齒輪軸為一直軸。上海桑塔納轎車差速器即采用這種結構，如圖7.14所示。2．差速器的工作原理

（1）差速器的運動特性

差速器無論差速與否，兩半軸齒輪轉速之和始終等于差速器殼轉轉速的兩倍。差速器運動原理見圖7.15。（2）差速器的轉矩特性無論差速器差速與否，行星錐齒輪差速器都具有轉矩等量分配的特性。差速器轉矩分配見圖7.16。7.4半軸與橋殼

7.4.1半軸

半軸的功用：是將差速器傳來的動力傳給驅動輪。結構：多為實心軸。半軸的結構因驅動橋結構型式的不同分為整軸式和分段式兩種。半軸支承型式：常采用全浮式半軸支承和半浮式半軸支承兩種。

1.全浮式半軸支承半軸只承受轉矩，而兩端均不承受其它任何反力和彎矩，作用在主減速器從動齒輪上的力及其形成的彎矩，全部由差速器殼直接承受。（圖7.17）

2.半浮式半軸支承半軸外端不僅要承受轉矩，而且還要承受各種反力及其形成的彎矩。半軸內端通過花鍵與半軸齒輪連接，不承受彎矩。（圖7.18）7.4.2橋殼功用：①安裝并保護主減速器、差速器和半軸。②安裝懸架或輪轂，和從動橋一起支承汽車懸架以上各部分質量，③承受驅動輪傳來的反力和力矩，并在驅動輪與懸架之間傳力。類型：可分為整體式橋殼和分段式橋殼兩種類型。1.整體式橋殼（1）鑄造的整體式驅動橋殼：它由空心梁、半軸套管、主減速器殼及后蓋等組成。這種鑄造的整體式橋殼具有較大的強度和剛度，且便于主減速器的拆裝和調整。缺點是質量大，鑄造質量不易保證。因此，適用于中型以上貨車。（圖7.19）（2）鋼板沖壓焊接的整體式驅動橋殼：它主要由沖壓成形的上下兩個主件，四塊三角形鑲塊、前后加強環(huán)，后蓋及兩端半軸套管組焊而成。（圖7.20）這種沖壓焊接的整體式橋殼具有質量小，工藝簡單，材料利用率高，成本低等優(yōu)點，廣泛應用于中型及中型以下的汽車上。2.分段式橋殼分段式橋殼一般分為兩段，由螺栓將兩段連成一體。它主要由主減速器殼、蓋以及兩根鋼制半軸套管組成。（圖7.21）分段式橋殼最大的缺點是拆裝、維修主減速器、差速器十分不便，必須把整個驅動橋從車上拆下來，現已很少應用。7.5四輪驅動系統

四輪驅動系統又可分為四輪驅動（4WD）和全輪驅動（AWD）。四輪驅動系統裝有分動器，并由駕駛員控制，來選擇將動力傳到兩輪或四輪（圖7.22a）。而全輪驅動系統不使用分動器，駕駛員不能選擇兩輪或四輪驅動。發(fā)動機的動力通過軸間差速器、粘液耦合器把動力同時送給前橋和后橋，始終為四輪驅動行駛（圖7.22b）。7.5.1四輪驅動（4WD）系統

四輪驅動系統可以分為兩種使用狀態(tài)：一種是兩輪驅動，驅動力只傳遞給兩個車輪，這種狀態(tài)與目前絕大多數轎車沒有區(qū)別；另一種四輪驅動，動力以50:50的比例平均分配給前后傳動軸。四輪驅動系統通過操作分動器實現兩驅與四驅的切換。這種傳動系統當選擇四輪驅動模式時前后輪系直接連結，可確保前后輪的驅動力輸出，因此，此種系統系屬于適合越野的4WD系統。典型四輪驅動系統如圖7.23所示。

7.5.2全輪驅動（AWD）系統

典型的全輪驅動系統如圖7.24所示，由發(fā)動機、變速器、軸間差速器、傳動軸及前后驅動橋等組成。

全輪四驅系統內有三個差速器：除了前、后橋各有一個差速器外，在前后驅動橋之間還有一個中央差速器。這樣就解決了四輪驅動系統無法在鋪裝路面上行駛的問題，前后輪的轉速差會被中央差速器吸收。有些汽車的全輪驅動系統也采用粘液耦合器來使驅動橋的速度產生變化。粘液耦合器的結構見圖7.25和圖7.26。粘液耦合器也可以在前橋和（或）后橋差速器中用作防滑裝置（圖7.27）。

許多全輪驅動系統是由電子自動控制的，并以前輪驅動傳動系為基礎。后傳動軸從變速驅動橋延伸至后驅動橋。為把動力傳遞到后部，使用了多盤離合器，這種離合器與軸間差速器配合使用（圖7.28）。它通過傳感器監(jiān)視前后驅動橋的速度、發(fā)動機速度以及發(fā)動機和動力傳動系統上的負荷。當前、后驅動橋之間產生速度差時，電子控制裝置接收來自傳感器的信號，并根據此轉速差，控制多盤離合器的接合力，從而控制前后輪的轉矩分配。

7.6驅動橋的維修與調整

7.6.1驅動橋技術狀況的變化

汽車行駛時，驅動橋的受力情況十分復雜。各傳遞動力的零件，由于接近最終傳動，其所受的各種應力遠遠大于傳動系的其它部位。長期使用后的老化都會影響驅動橋的技術狀況，造成傳動間隙增大而出現異響、主減速器和差速器殼體溫度過高、漏油等現象，影響汽車的正常使用。在汽車維護和維修時，應對驅動橋進行有針對性的作業(yè)。7.6.2驅動橋的維護

1．一級維護

（1）檢查后橋殼是否有裂紋及不正常的滲漏。如有滲漏，應查明原因，予以排除。（2）檢查各部螺栓、螺母的連接是否可靠。（3）后橋殼體內的潤滑油量是否合適，其油面應不低于檢視孔下沿15mm處。（4）后橋殼的通氣塞應保持暢通。（5）用推動輪轂來檢查軸承的緊度時，應無明顯手感的曠量。（6）檢視輪胎和半軸上的外露螺栓、螺母，不得有松動。2．二級維護

二級維護除進行一級維護的所有項目外，還應要進行以下內容：（1）檢查半軸。半軸應無彎曲、裂紋，鍵槽無過度磨損。如有可視的鍵槽磨損時，應進行左右半軸的換位。（2）拆下輪轂，檢查半軸套管是否有配合松曠和裂紋，各螺紋的損傷不得超過2牙。（3）檢視后橋殼是否有裂紋。（4）放油后，拆下后橋殼蓋，清除油污并檢視齒輪、軸承及各部螺栓緊固情況，必要時可以更換齒輪和軸承。（5）檢視主減速器的油封有無漏油，突緣螺母是否松動，檢查主減速器的連接螺栓的緊固。（6）檢查輪轂軸承的緊固情況，必要時按技術條件的要求擰緊。二級維護時，還要根據有無下列現象，決定后橋維護的附加作業(yè)項目：（1）主減速器有無異響，主減速器的嚙合間隙是否過大。如有上述現象，說明輪齒磨損或嚙合間隙過大，應調整嚙合間隙并檢查齒面接合狀況。（2）檢查后橋在正常工作時的油溫是否超過60℃并伴有異響。如有此現象說明齒輪嚙合不當或輪齒有斷齒，也可能是由于軸承預緊度過大，應拆檢主減速器和差速器。上述作業(yè)結束后，裝復后橋殼后蓋，按規(guī)定加注符合原廠規(guī)定的齒輪油至規(guī)定油面。7.6.3驅動橋主要零件的檢修

1．橋殼和半軸套管

（1）橋殼和半軸套管不允許有裂紋存在。各部螺紋損傷不得超過2牙。（2）鋼板彈簧座定位孔的磨損不得大于1.5mm，超限時先進行補焊，然后按原位置重新鉆孔。（3）整體式橋殼以半軸套管的兩內端軸頸的公共軸線為基準，兩外端軸頸的徑向圓跳動誤差超過0.30mm時應進行校正，校正后的徑向圓跳動誤差不得大于0.080mm。（4）分段式橋殼以橋殼的結合圓柱面、結合平面及另一端內錐面為基準，輪轂的內外軸頸的徑向圓跳動誤差超過0.25mm時應進行校正，校正后的徑向圓跳動誤差不得大于0.080mm。（5）橋殼承孔與半軸套管的配合及伸出長度應符合原廠規(guī)定。如半軸套管承孔的磨損嚴重，可將座孔鏜至修理尺寸，更換相應的修理尺寸半軸套管。（6）滾動軸承與橋殼的配合應符合原廠規(guī)定。如配合處過于松曠，可用刷鍍修復軸承孔。2．半軸

（1）半軸應進行隱傷檢查，不得有任何形式的裂紋存在。（2）半軸花鍵應無明顯的扭轉變形。（3）以半軸軸線為基準，半軸中段未加工圓柱體徑向圓跳動誤差不得大于1.3mm；花鍵外圓柱面的徑向圓跳動誤差不得大于0.25mm；半軸突緣內側端面圓跳動誤差不得大于0.15mm。徑向圓跳動超限，應進行冷壓校正；端面圓跳動超限，可車削端面進行修正。（4）半軸花鍵的側隙增大量較原廠規(guī)定不得大于0.15mm。3．主減速器殼

（1）殼體應無裂損，各部位螺紋的損傷不得多于2牙。否則應換新。（2）差速器左、右軸承孔同軸度公差為0.10mm。（3）圓柱主動齒輪軸承（或側蓋）承孔軸線及差速器軸承孔軸線對減速器殼前端面的平行度公差：當軸線長度在200mm以上，其值為0.12mm；當軸線長度小于或等于200mm，其值為0.10mm。（4）主減速器殼縱軸線對橫軸線的垂直度公差：當縱軸線長度在300mm以上，其值為0.16mm；縱軸線長度小于或等于300mm，其值為0.12mm；縱、橫軸線應位于同一平面（雙曲線齒輪結構除外），其位置度公差為0.08mm。4．主減速器錐齒輪副

（1）齒輪工作表面不得有明顯斑點、剝落、缺損和階梯形磨損。（2）主動圓錐齒輪：輪齒錐面的徑向圓跳動公差為0.05mm；前后軸承與軸頸、軸承孔的配合應符合原廠規(guī)定；從動錐齒輪的鉚釘聯接應牢固可靠；用螺栓連接的，連接螺栓的緊固應符合原廠規(guī)定，緊固螺栓鎖止可靠。（3）齒輪必須成對更換。5．差速器

（1）差速器殼產生裂紋，應更換。（2）差速器殼與行星齒輪、半軸齒輪墊片的接觸面應光滑，無溝槽。如有小的溝槽可用砂紙打磨，并更換半軸齒輪墊片。（3）行星齒輪、半軸齒輪不得有裂紋，工作表面不得有明顯斑點、脫落和缺損。（4）差速器殼體與軸承、差速器殼與行星齒輪軸的配合應符合原廠規(guī)定。6．滾動軸承

（1）軸承的鋼球（或柱）和滾道上不得有傷痕、剝落、嚴重黑斑或燒損變色等缺陷，否則應更換。（2）軸承架不得有缺口、裂紋、鉚釘松動或鋼球（或柱）脫出等現象，否則應更換。

7.輪轂（1）輪轂應無裂紋，否則更換。輪轂各部位螺紋的損傷不得多于2牙。（2）輪轂與半軸突緣及制動鼓的結合端面對軸承孔公共軸線的端面圓跳動公差均為0.15mm，超值可車削修復。（3）輪轂軸承孔與軸承的配合應符合原廠規(guī)定。軸承孔磨損逾限可用刷鍍或噴焊修理。7.6.4差速器的裝配與調整

差速器裝配時，應按下述順序進行：1．裝差速器軸承；

2．裝齒輪；3．從動齒輪的安裝和差速器的裝合。差速器除按上述順序裝配，同時應注意各步驟中的操作注意事項。7.6.5主減速器的裝配與調整

主減速器的調整，它主要包括主、從動圓錐齒輪軸承預緊度的調整（含差速器軸承預緊度的調整）；主、從動圓錐齒輪嚙合印痕和嚙合間隙的調整等項目。在進行調整作業(yè)時，應先調整軸承的預緊度，再調整嚙合印痕，最后調整嚙合間隙。同時應遵守廠家的調整規(guī)則。

1．軸承預緊度的調整

（1）主動圓錐齒輪軸承預緊度的調整

多采用調整墊片調整。其調整方法有兩種：①在前軸承內圈間加減調整墊片進行調整（圖7.29a和圖7.29b）或在油封蓋前加減調整墊片調整（圖7.29c）。

此種方法的調整是否符合要求，可用測量轉動突緣盤的力矩來判斷。②用一個彈性隔套來調整主動圓錐齒輪軸承的預緊度（圖7.30）。預緊度是否符合要求，可用測量轉動凸緣盤的力矩來判斷。（2）從動圓錐齒輪軸承預緊度的調整從動圓錐齒輪軸承預緊度的調整因驅動橋的結構分為兩種：①用調整螺母調整（圖7.5）；②調整墊片調整（圖7.6、圖7.7）。正確的預緊度可用轉動差速器總成的力矩來衡量。

2.主、從動圓錐齒輪嚙合印痕與齒側間隙的調整對主、從動錐齒輪嚙合印痕與齒側間隙的調整要求是：主、從動錐齒輪應沿齒長方向接觸，其位置控制在齒輪的中部偏向小端，離小端端部2～7mm，接觸痕跡的長度不小于齒長的50%，齒高方向的接觸印痕應不小于齒高的50%，一般應距齒頂0.80～1.60mm（圖7.31），齒側間隙為0.15～0.50mm，但每一對錐齒副輪嚙合間隙的變動量不得大于0.15mm。如果主、從動圓錐齒輪的嚙合印痕和齒側間隙不符合要求時，應按表7.1的方法進行調整，這種方法可簡化為如下的口訣：大進從、小出從；頂進主、根出主。這種方法調整時，要注意保證齒側間隙不得小于最小值。7.7驅動橋的故障診斷

7.7.1過熱

1．故障現象汽車行駛一段里程后，用手探試驅動橋殼中部或主減速器殼，有無法忍受的燙手感覺。

2．故障原因（1）齒輪油變質、油量不足或牌號不符合要求；（2）軸承預緊度過大或齒輪嚙合間隙過??；（3）止推墊片與齒輪背隙過?。唬?）油封過緊或各運動副、軸承潤滑不良而產生干（或半干）摩擦。

3．故障診斷及排除方法

檢查驅動橋中各部分受熱情況：（1）局部過熱①油封處過熱，則故障由油封過緊引起，更換合適的油封。②軸承處過熱，則故障由軸承損壞或調整不當引起，應更換損壞的軸承或調整軸承。③油封和軸承處均不過熱，則故障由止推墊片與齒輪背隙過小引起，應調整好背隙。（2）普遍過熱：①檢查齒輪油面高度：油面太低，則故障由油量不足引起，應將齒輪油加至規(guī)定高度。②若油量充足，則應檢查齒輪油規(guī)格、粘度或潤滑性能，如檢查結果不符合要求，則故障由齒輪油變質或牌號不符引起，應排盡原來的齒輪油，沖洗橋殼內部，換上規(guī)定型號的潤滑油。③若不是上述問題，則應檢查齒輪嚙合間隙。先松開駐車制動器，變速器置于空檔，然后輕輕轉動主減速器的凸緣盤：若轉動角度太小，則故障由主減速器齒輪嚙合間隙太小引起；若轉動角度正常，則故障由行星齒輪與半軸齒輪嚙合間隙太小引起。應重新調整上述齒輪嚙合間隙。7.7.2漏油

1．故障現象從驅動橋加油口、放油口螺塞處或油封、各接合面處可見到明顯漏油痕跡。2．故障原因（1）加油口、放油口螺塞松動或損壞，通氣孔堵塞；（2）油封磨損、硬化，油封裝反，油封與軸頸磨成溝槽；（3）接合平面變形、加工粗糙，密封襯墊太薄、硬化或損壞，緊固螺釘松動或