完整版汽车与构造驱动桥悬架备课文档格式.docx

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1-1

它由驱动桥壳1，主减速器2，差速器3，半轴4和轮毂组成。

从变速器或分动器→传动轴→主减速器2（降速、增矩）→差速器3

→左、右半轴（外端凸缘盘法兰）→轮毂（轮毂在半轴套管上转动）

→轮胎轮辋（钢圈）。

为了提高汽车行驶的平顺性和通过性，有些轿车和越野车全部或

部分驱动轮采用独立悬架，即将两侧的驱动轮分别采用弹性悬架与车

架相联系，两轮可彼此独立地相对车架上、下跳动。

与此相应主减速

器固定在车架上。

驱动桥半轴制成两段并通过铰链连接，这种驱动桥

称为断开式驱动桥。

如图1-2

第一节驱动桥和转向驱动桥

第二汽车制造厂东风EQ2080E型越野车的转向驱动桥。

东风EQ2080E型6x6越野车的转向驱动桥有主减速器和差速器动

力从内半轴、外半轴、凸缘盘传递到前轮轮毂上。

前轮转向和动力传

递，使用了三轴销式等角速万向节。

第二节主减速器

一，单级主减速器

主减速器的功能是进一步降低转速，将传动轴输入转矩进一步增

大，以满足驱动轮克服阻力矩，使汽车正常起动和行驶。

东风EQ1090E型中型货车的后桥单级主减速器齿轮是准双曲面齿

轮，主减速比为6.33。

圆锥滚子轴承固定主动锥齿轮。

叉形凸缘用花槽螺母紧在主动锥

齿轮轴上，可调节圆锥滚子轴承的预紧度。

差速器壳固定在主减速器壳上。

轴承调整螺母用来调节轴承预紧

度。

主从动齿轮装配时，调整垫片用来调节纵向啮合深度。

左右调整

螺母用来调节横向啮合深度。

正反转啮合印记在略靠齿面小头、

1/3

高处、印记占齿面积的2/3为合格。

二，双级主减速器

双级主减速器可获得较大的传动比，同时又能保证有较大的离地

间隙，使汽车通过性能较好。

两级传动比分别由螺旋锥齿轮副和圆柱

齿轮副决定。

第一级主动齿轮的轴由圆锥滚子轴承支撑。

轴承预紧度用调整垫

片调整。

跨置式的第一级从动锥齿轮和第二极主动斜齿圆柱齿轮的轴

由圆锥滚子轴承支撑。

调整垫片的厚度可调整轴承预紧度和第一级从

动锥齿轮的水平位置，同时调整第一级主、从动锥齿轮的横向啮合深

纵向啮合深度也用调整垫片来调整。

第二极从动齿轮齿圈

三，轮边减速器（略祥）

单级（或双级）主减速器附轮边减速器

矿山、水利及其他大型工程等所用的重型汽车，工程和军事上用

的重型牵引越野汽车及大型公共汽车等，要求有高的动力性，而车速

可相对较低，因此其传动系的低挡总传动比都很大。

在设计上述重型

汽车、大型公共汽车的驱动桥时，为了使变速器、分动器、传动轴等

总成不致因承受过大转矩而使它们的尺寸及质量过大，应将传动系的

传动比以尽可能大的比率分配给驱动桥。

这就导致一些重型汽车、大

型公共汽车驱动桥的主减速比往往要求很大。

当其值大于12时，一般

结构的主减速器难于达到要求，因此许多重型汽车、大型公共汽车往

往采用单级（或双级）主减速器附加轮边减速器的结构型式，将驱动

桥的一部分减速比分配给安装在轮毂中间或近旁的轮边减速器。

这不

仅使驱动桥中间部分主减速器的尺寸减小，保证了足够的离地间隙，

而且可得到比较大的驱动桥总减速比（其值往往在16~26左右）；

由

于半轴位于轮边减速器前，其所承受的转矩也大为减小，因而半轴、

差速器及主减速器从动齿轮等零件的尺寸也可以减小。

但是轮边减速

器在一个驱动桥上就需要两套，使结构复杂，成本提高，因此只有当

驱动桥的总减速比大于12时，才推荐采用。

按齿轮及其布置型式，轮边减速器有行星齿轮式和普通圆柱齿轮

式两种类型，它们各有不同的布置方案。

第三节差速器

差速器不起差速作用时，左右车轮转速相同，行星齿轮本身不转

动。

差速器起差速作用，行星齿轮转动，左右车轮转速不等。

十字轴固定在差速器壳内，与从动锥齿轮以相同的转速转动，并

通过半轴齿轮带动左右半轴和驱动车轮转动。

行星齿轮一边随十字轴绕半轴齿轮（太阳齿轮）公转，一边绕十

字轴轴颈自转时，可以推导出下列关系式

W1+W2=2W0

或V1+V2=2V0，

即：

左右半轴齿轮的转速之和等于从动锥齿轮转速的两倍，而与行星

齿轮本身的自转转速无关。

差速器行星齿轮自转产生的内摩擦力矩的

一半加到转速慢的车轮上，另一半加到转速快的车轮上。

扭矩的分配：

对称式锥齿轮差速器转矩的分配情况。

当行星齿轮转动，

左右车轮出现转速差。

快转车轮获得的转矩略小，慢转车轮获得的转

矩略大。

行星齿轮不自转，差速器无差速作用时，左右半轴齿轮平分从动

锥齿轮传递的驱动转矩M0，即

M1=M2=1/2M0。

行星齿轮自转，差速器起差速作用，行星齿轮与半轴齿轮间产生

摩擦力F1和F2，并产生摩擦力矩MT。

MT的一半使转速快的半轴

齿轮获得的转矩M1减小，另一半使转速慢的半轴齿轮获得的转矩

M2增大，即

M1=1/2（M0-MT）、

M2=1/2（M0+MT）。

定义K=M2/M1为差速器的锁紧系数。

普通锥齿轮差速器的K值较小（K≈1）。

当汽车在良好路面直

线行驶或转向行驶时，差速器的差速性能是满意的。

但汽车在坏路面，

比如泥泞或冰雪路面行驶时，则因某侧驱动轮行驶在摩擦力小的路面

上，另一侧驱动轮获得的转矩仅有1/2M0稍多一点而严重影响汽车

的行驶能力。

差速器强制锁止式

当左右驱动轮与路面附着条件相差较大时，普通差速器不能使汽车获

得足够牵引力。

抗滑差差速器能将输入转矩更多或全部给附着条件好，滑

转程度低的车轮。

抗滑差差速器有强制锁止式、自由轮式和高摩擦自锁式等类型，后者

又有摩擦片式和滑块凸轮式等结构。

普通锥齿轮差速器加上差速锁就成为强制锁止式抗滑差差速器。

当一

侧驱动车轮打滑，驾驶员接通压缩空气，使其进入差速锁的工作缸，推动

活塞右移，使外、内结合器的齿面咬合在一起，半轴与差速器壳成为一体。

普通锥齿轮差速器失去作用，不打滑驱动车轮获得主减速器从动锥齿轮传

递的全部转矩。

因此，此时普通锥齿轮差速器的锁紧系数K为无穷大。

汽

车驶入打滑路面将差速锁结合时，要暂时停车。

汽车再驶入好路面时要及

时解除差速锁，这就造成强制锁止式差速器使用起来很不方便。

第四节半轴与桥壳

后桥整体铸造桥壳和半轴套管

东风EQ1090E型中型货车的后桥整体铸造桥壳，半轴套管压装在后

桥壳上，用来套装半轴和支撑车轮轮毂。

桥壳上的通气塞作用是，当

主减速器内的润滑油雾压力太高时，从该孔泄漏，保证主减速器内油

雾压力不致太高，从而保证润滑油质量和使用周期。

这种整体式桥壳

刚度大、强度高，但铸造困难。

第二章悬架

第一节概述

1，悬架的功用和组成

悬架是车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间的一切传力

连接装置的总称。

它的功用是把路面作用于车轮上的垂直反力（支承力）、纵向反

力（牵引力和制动力）和侧向反力以及这些反力所造成的力矩都要传

递到车架（或承载式车身）上，以保证汽车的正常行驶。

现代汽车的悬架尽管有各种不同的结构形式，但是一般都由

1，

弹性元件；

2，减振器；

3导向机构三部分组成。

（如图）

由于汽车行驶的路面不可能绝对平坦，路面作用于车轮上的垂直

反力往往是冲击性的，特别是在坏路面上高速行驶时，这种冲击力将

达到很达的数值。

冲击力传到车架和车身时，可能引起汽车机件的早

期损坏，传给乘员和货物时，将使乘员感到极不舒适，货物也可能受

到损伤。

为了缓和冲击，在汽车行驶系统中，除了采用弹性的充气轮

胎之外，在悬架中还必须装有弹性元件，使车架（或车身）与车桥（或

车轮）之间做弹性联系。

但弹系统在受到冲击后，将产生振动。

持续

的振动易使乘员感到不舒适和疲劳。

故悬架还应具有减振作用，使振

动迅速衰减（振幅迅速减小）。

为此，在许多结构形式的汽车悬架中

都设有专门的减振器。

车轮相对于车架和车身跳动时，车轮（特别是转向轮）的运动轨

迹应符合一定的要求，否则对汽车行驶性能（特别是操纵稳定性）有

不利的影响。

因此，悬架中的传力构件同时还承担着使车轮按一定轨

迹相对于架和车身跳动的任务，因此这些传力构件还起导向作用，故

称导向机构。

由此可见，上述这三个组成部分分别起缓冲、减振和导向的作用，

然而三者共同的任务则是传力。

在多数的轿车和客车上，为防止车身在转向行驶等情况下发生过

大的横向倾斜，在悬架中还设有辅助弹性元件---横向稳定器。

应当指出，悬架只要具备上述各个功能，在结构上并非一定要设

置上述这些单独的装置不可。

例如常见的钢板弹簧，除了作为弹性元

件起缓冲作用外，本身安装形式就具有导向作用，因此就没有必要另

行设置导向机构。

此外，钢板弹簧是多片叠成的，其本身具有一定的

减振能力，因而在对减振要求不高时，采用钢板弹簧作为弹性元件的

悬架中，也可以不装减振器（例如一般中、重型载货汽车都不装减振

器）

2，悬架系统的自然振动频率

由悬架刚度和悬架弹簧支承的质量（簧载质量）所决定的车身自

然振动频率（亦称振动系统的固有频率）是影响汽车行驶的平顺性的

悬架重要性能指标之一。

人体所习惯的垂直振动频率是步行时身体

上、下运动的频率，约为1~1.6Hz。

车身自然振动频率应当尽可能地

处于或接近这一频率范围。

根据力学分析，如果将汽车看成一个在弹

性悬架上作单自由度振动的质量，则悬架系统的自然振动频率（固有

频率）为：

n=1/2*3.14「K/M」=1/2*3.14「g/f」

式中：

g---重力加速度

f---悬架的垂直变形（挠度）；

M---悬架的载质量；

K=Mg/f悬架的（刚度）

由上式可见；

1）在悬架所受垂直载荷一定时，悬架刚度愈小，则汽车自然振动频

率低。

但悬架刚度愈小，在一定载荷下悬架垂直变形就愈大，即

车轮上下跳动所需要的空间愈大，这对于簧载质量大的货车，在

结构上是难以保证的，故实际上货车的车身自然振动频率往往偏

高，而大大超过上述理想的频率范围；

2）当悬架刚度一定时，簧载质量愈大，则悬架垂直变形全愈大，而

自然振动频率愈低。

故空车行驶时的车身自然振动频率要比满载行驶

时的高。

簧载质量变化范围愈大，则频率变化范围也愈大。

为了使簧载质量从相当于汽车空载到满载的范围内变化时，车身

自然振动频率保持不变或变化很小，就需要将悬架刚度做成可变的，

即空车时悬架刚小，而载荷增加时，悬架的刚度随之增加。

有些弹性元件本身的刚度就是可变的，