第17章 驱动桥.doc

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第17章 驱动桥
17.1 习题
17．1．1 选择题
1.汽车驱动桥主要由（ ）、半轴和驱动桥壳等组成。
A.主减速器 B.差速器
C.方向盘 D.转向器
2.驱动桥的功用有（ ）
A.将变速器输出的转矩依次传到驱动轮，实现减速增矩
B.将变速器输出的转矩依次传到驱动轮，实现减速减矩
C.改变动力传递方向，实现差速作用
D.减振作用
3.驱动桥按结构形式可分为（ ）。
A.四轮驱动 B.非断开式驱动桥
C.综合式驱动桥 D.断开式驱动桥
*4.差速器按其工作特性可分为（ ）两类。
A.普通齿轮式差速器 B.防滑差速器
C.组合式速器 D.自锁式差速器
*5.主减速器的功用有（ ）
A.差速作用 B.将动力传给左右半轴
C.减速增矩 D.改变转矩的旋转方向
6.主减速器按齿轮副结构形式分有（ ）几种。
A.圆柱齿轮式 B.曲线锥齿轮式
C.准双曲面锥齿轮式 D.准双曲面圆柱齿轮式
*7.发动机前置前轮驱动的汽车，变速驱动桥是将（ ）合二为一，成为一个统一的整体。
A.驱动桥壳体和变速器壳体 B.变速器壳体和主减速器壳体
C.主减速器壳体和差速器壳体 D.差速器壳体和驱动桥壳体
*8.差速器的主要作用有（ ）。
A.传递动力至左右两半轴 B.对左右两半轴进行差速
C.减速增矩 D.改变动力传递方向
**9.汽车上常用的防滑差速器有（ ）两大类。
A.托森差速器 B.强制锁止式差速器
C.自锁式差速器 D.圆锥齿轮式差速器
*10.托森差速器是一种新型的中央（ ）差速器。在四轮驱动轿车上日益广泛应用。
A.轮间 B.齿间
C.传动式 D.轴间
**11.学生a说，全浮式半轴支承形式使半轴只承受转矩而不承受任何弯矩，学生b说，全浮式半轴支承形式使半轴只承受转矩而不承受任何反力。他们说法正确的是（ ）。
A.只有学生a正确 B.只有学生b正确
C.学生a和b都正确 D.学生a和b都不正确
*12.下列哪些是驱动桥壳的功用之一。（ ）。
A.支承并保护主减速器、差速器和半轴等
B.传递驱动力
C.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。
D.差速差扭
13.汽车四轮驱动系统主要由（ ）、前后传动轴和前后驱动桥等组成。
A.分动器 B.轴间差速器
C.轮间差速器 D.左右车轮
**14.四轮驱动系统的作用特点有（ ）。
A.改善了汽车转弯时的操纵性能 B.增大了功率
C.改善了差速性能 D.增加了在坏路面的牵引力
**15.电子控制自动全轮驱动系统（TCU）是以前轮驱动系统为基础，使用了粘液联轴器作轴间差速器，把动力传递到后部，由电子控制系统根据路况对黏液联轴器内的黏液的（ ）进行控制，从而控制前后桥的动力分配。
A.密度 B.流量
C.压力 D.流速
**16.设对称式锥齿轮差速器壳所得到转矩为M0，左右两半轴的转矩分别为M1、M2，则有（ ）。
A.M1=M2=M0 B.M1=M2=2M0
C.M1=M2=（1/2）M0 D.M1+M2=2M0
**17.设对称式锥齿轮差速器壳的转速为n0，左、右两侧半轴齿轮的转速分别为n1和n2，则有（ ）。
A.n1+n2=n0 B.n1+n2=2n0
C.n1+n2=（1/2）n0 D.n1=n2=n0
18.可变换两种速度比的主减速器，称为（ ）。
A.双建主减速器 B.双级主减速器
C.多级主减速器 D.单级主减速器

17.1.2 问答题
**1.如图17-1所示，简述对称式锥齿轮差速器的差速原理与转矩分配？(本题10分，差速原理答对给5分；转矩分配答对给5分。)

图17-1
a）差速器机构简图 b）不起差速作用 c）起差速作用
1、2-半轴齿轮 3-差速器壳 4-行星齿轮 5-行星齿轮轴 6-从动锥齿轮

*2.图17-2是托森差速器的结构简图，请将下列各零部件名称填入相应的序号中？并简述托森差速器的差速原理？
差速器后齿轮轴；直齿圆柱齿轮；空心轴；前轴蜗轮；差速器外壳；后轴蜗轮；蜗轮轴；差速器前齿轮轴；蜗轮
(本题10分，答对1个零部件名称得0.5分；差速原理答对给5.5分。)

图17-2

3.试述摩擦片式自锁差速器的结构及工作原理。(本题10分，差速原理答对给6分；结构特点答对给4分。)

17.1.3 实操题
1.正确进行桑塔纳轿车主减速器的拆装。
2.正确进行后桥主减速器的装配与调整。

17.2 习题解答
17.2.1 选择题

185

1.A、B
2.A、C
3.B、D
4.A、B
5.C、D
6.B、C
7.A
8.A、B
9.B、C
10.D
11.C
12.A、C
13.A、B
14.A、D
15.C
16.C
17.B
18.B

17.2.2 问答题
1.答：
（1）差速原理
公转：A、B、C三点的圆周速度为ω0r,差速器不起作用。
行星齿轮4自转：A点圆周速度ω1r=ω0r+ω4r4
合并整理：ω1+ω2=2 ω0 n1+ n2=2 n0
①当任何一侧半轴齿轮的转速为零时，另一侧半轴齿轮的转速为差速器壳转速的两倍；
②当差速器壳转速为零(例如用中央制动器制动传动轴时)，若一侧半轴齿轮受其它外来力矩而转动，则另一侧半轴齿轮即以相同转速反向转动；当任何一侧半轴齿轮的转速为零时，另一侧半轴齿轮的转速为差速器壳转速的两倍。
（2）转矩分配
主减速器M0→差速器壳→行星齿轮轴和行星齿轮→半轴齿轮。行星齿轮相当一个等臂杠杆，而两个半轴齿轮半径也是相等的。行星齿轮没有自转时，转矩M0平均分配给左、右两半轴齿轮，即M1＝M2＝M0/2。
当两半轴齿轮以不同转速朝相同方向转动时，n1>n2，则行星齿轮以n4的方向绕轴颈5自转，行星齿轮所受的摩擦力矩Mr方向与其转速n4方向相反。此摩擦力矩产生圆周力Fl和F2。Fl使传到转得快的左半轴上的转矩M1减小，而F2却使传到转得慢的右半轴上的转矩M2增加。因此，当左右驱动车轮存在转速差时，M1=（M0-Mr）/2 (快转)， M2=（M0+Mr）/2 （慢转），左、右车轮上的转矩之差，等于差速器的内摩擦力矩Mr。因此当两半轴齿轮以不同转速朝相同方向转动时，n1>n2，则行星齿轮以n4的方向绕轴颈5自转，行星齿轮所受的摩擦力矩Mr方向与其转速n4方向相反。此摩擦力矩产生圆周力Fl和F2。
Fl使传到转得快的左半轴上的转矩M1减小，而F2却使传到转得慢的右半轴上的转矩M2增加。因此，当左右驱动车轮存在转速差时，M1=（M0-Mr）/2 (快转)，M2=（M0+Mr）/2 （慢转），左、右车轮上的转矩之差，等于差速器的内摩擦力矩Mr。

2.答：
（1）零部件名称
1-差速器前齿轮轴 2-空心轴 3-差速器外壳 4-差速器后齿轮轴 5-后轴蜗轮 6-直齿圆柱齿轮 7-蜗轮轴 8-蜗轮 9-前轴蜗轮
（2）差速工作过程
当汽车驱动时，来自发动机的动力通过空心轴2传至差速器外壳3，差速器外壳3通过蜗轮轴7传到蜗轮8，再传到蜗杆。前轴蜗杆9通过差速器前齿轮轴1将动力传至前桥，后轴蜗杆5通过差速器后齿轮轴4传至后桥，从而实现前、后驱动桥的驱动牵引作用。当汽车转向时，前、后驱动轴出现转速差，通过啮合的直齿圆柱齿轮相对转动，使一轴转速加快，另一轴转速下降，实现差速作用。
①当n1＝n2时，为汽车直线行驶状况。两相啮合的直齿圆柱齿轮之间亦无相对传动，差速器壳与两蜗杆轴均绕蜗杆轴线同步转动，即n1＝n2＝n0。其转矩平均分配，设差速器壳接受转矩为 M0，前、后蜗杆轴上相应的驱动转矩分别为M1、M2，则有M1+M2＝M0。
②汽车转向或某侧车轮陷于泥泞路面时。前轴蜗杆1使齿轮3转动，齿轮4随之被迫转动，并迫使后轴蜗轮带动后轴蜗杆转动，因其齿面之间存在很大的摩擦力，限制了齿轮4转速的增加，阻止了齿轮3及前轴蜗杆转速的增加。显然，只有当两轴转速差不大时才能差速。
③转矩分配原理。托森差速器是利用蜗杆传动副的高内摩擦力矩M，进行转矩分配的。对于一定的差速器结构，其螺旋角是—定的，故此时传动主要由摩擦状况来决定。即取决于差速器的内摩擦力矩Mr，而Mr又取决于两端输出轴的相对转速。
当n1、n2转速差比较小时，后端蜗轮带动蜗杆的摩擦力亦较小，通过差速器直齿圆柱齿轮吸收两侧输出轴的转速差。当前轴蜗杆n1较高时，蜗轮驱动蜗杆的摩擦力矩也较大，差速器将抑制该车轮的空转，将输入转矩M0多分配到后端输出轴上，转矩分配为M1＝M0-Mr, M2＝M0+Mr。
当n2＝0，前轴蜗杆空转时，由于后端蜗轮与蜗杆之间的内摩擦力矩Mr过高，使M0全部分配到后轴蜗杆上，此时，相当于差速器锁死不起差速作用。

3.答：
(1)结构特点
在两半轴齿轮背面与差速器壳之间各安装了一套摩擦式离合器，该离合器由推力压盘，主、从动摩擦片组成。推力压盘以内花键与半轴相联，外花键与从动摩擦片的内花键联接。主动摩擦片的外花键与差速器壳的内花键联接。主、从动摩擦片及推力压盘均可以作微小的轴向移动，十字轴由两根互相垂直的行星齿轮轴组成，其轴颈端部均切有凸V型斜面，差速器壳上相应也加工有凹V型斜面。两根行星齿轮轴的V型面是反向安装的。
(2)工作原理
当汽车直线行使时、两半轴无转速差时，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，在传递转矩时，斜面上产生的平行于差速器轴线的轴向分力迫使两根齿轮轴分别向左右方向略微移动，通过行星齿轮推动推力压盘压紧摩擦片。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、主从动摩擦片、推力压盘传给半轴。当汽车转弯或一侧车轮在不良路面上滑动时，行星齿轮自转，差速器起差速作用，使左右半轴转速不相等，由于转速差及轴向力的存在，主从动摩擦片间将产生摩擦力矩，且经从动摩擦片及推力压盘传给两半轴的摩擦力矩方向相反；与转速快的半轴的转向相反，而与转速慢的半轴的转向相同，因而使得转速慢的半轴所分配到的转矩大于转速快的半轴所分配到的转矩。

17.2.3 实操题
1.解：
（1）主减速器的拆卸
1）拆下主传动盖的固定螺栓，拆下差速器总成。
2）用专用拉力器拉出主传动盖上的轴承外圈，取下调整垫圈，并记下S1的厚度。
3）从齿轮箱壳上拉下另一个轴承外圈，取下调整垫片S2并记下S2的厚度。
（2）主减速器的装配
1）行星齿轮和半轴齿轮的安装
① 用齿轮油润滑，安装复合式止推垫片；
② 通过螺纹套和半轴来安装半轴齿轮，用六角螺栓来拧紧；
③ 将两个行星齿轮错开180℃。转动半轴，使其向内摆动，使行星齿轮、复合式止推垫片和差速器罩壳对准；
④ 推入行星齿轮轴并用锁销或轴向弹簧挡圈来拧紧；
⑤ 检查行星齿轮与半轴齿轮间的间隙应为0.5-0.20mm，如超过限度，则应当重新选取用复合式止推垫片。
2）齿轮的安装
将盆形齿轮加热到100℃左右，用定心销为导向，迅速安装好，用螺栓对称进行紧固。
3）轴承加热到100℃左右放好并压紧；
4）压入车速表主动齿轮，压入深度为1.4mm。
5）用专用工具将变速器壳内和主传动器盖上的轴承外座圈及调整垫圈压入，压入前应靠虑到其间调整垫圈的厚薄尺寸，尽量使用原装调整垫圈。
6）速器总成的安装。将差速器总成和主传动盖一起装入变速器壳内，用拉索进行紧固，将车速表驱动齿轮装入主传动器盖中，装配时要参阅调整部分。
（4）评分标准
序号
考 核 内 容
配分
评 分 依 据
1
正确使用拆装工具
10
工具使用错误一次扣5分
2
拆卸差速器总成和主从动锥齿轮
40
拆卸顺序和方法错误每次扣5分
3
组装主减速器总成
40
组装方法或结果不正确每次扣5分
4
操作现场整洁，遵守安全规程
10
酌情扣分
5
无人身、设备事故

因操作不当发生重大事故，此题按0分计
6
分数统计
100

2.解：
主减速器的装配调整顺序一般是在总体装配之前，先分别调整主、从动锥齿轮各项轴承预紧度，再在装配中调整主、从动锥齿轮啮合印痕和间隙。
不同发动机主减速器的装配调整有所不同，可按所拆装的主减速器进行调整评分。
（1） 轴承预紧度的调整
1)主动锥齿轮轴承预紧度的调整方法有两种，一种方法在前轴承内圈下加减调整垫片，如CA1091和EQ1090型汽车。另一种方法是用弹性套来调整主动锥齿轮轴承的预紧度。装配时，在前后轴承内圈之间放置一个可压缩的弹性薄壁隔套，其张紧力自动适应对轴承预紧度的要求，如北京切诺基汽车。一个新套使用3-4次。轴承预紧度的检查是：按规定力矩拧紧凸缘螺母后，在各零件润滑的情况下用弹簧称测定突缘盘拉力或用指针式扭力扳手在锁紧螺母上测主动锥齿轮的转动力矩，应符合规定。
2)从动锥齿轮轴承预紧度的调整因驱动桥的结构不同分为两种。第一种为单级主减速器，调整从动锥齿轮轴承预紧度就是调整差速器轴承的预紧度。双级主减速器差速器轴承预紧度的调整与此相同。差速器轴承两侧都有调整螺母来调整轴承预紧度。第二种为双级主减速器，从动锥齿轮与二级减速的主动齿轮固定在同一根轴上，两端用轴承支承在主减速器壳上。轴承预紧度的调整可通过选择适当厚度的调整垫片，安装在主减速器壳与轴承盖之间来进行。拧紧轴承盖紧固螺栓后，用转动从动锥齿轮的转矩大小来衡量预紧度是否合适。轴承预紧度的经验检查方法是：调整好后，用手转动应灵活，轴向推拉无间隙。
（2） 主、从动齿轮啮合印痕和啮合间隙的调整
1)主、从动锥齿轮应沿长方向接触，其位置应控制在轮齿的中部偏向小端，离小端端部2～7mm，接触印痕的长度不小于齿长的50%，齿高方向的接触印痕应不小于齿高的50%，一般应距齿顶0.8～1.6mm，啮合间隙为0.15～0.5mm之间。但每一对锥齿轮副啮合间隙的变动量不得大于0.15mm。
2)啮合印痕的检查方法是：在从动齿轮上相隔120℃的三处用红丹油在轮齿的正面各涂2-3个齿，再用手对从动齿轮稍施加阻力并正反向转动主动齿轮数圈。观察从动齿轮的啮合印痕应符合要求。
3)如果啮合印痕不符合要求，该方法可简化口诀：“大进从，小出从，顶入主，根出主”。啮合印痕和啮合间隙的调整是同时进行的。调整时要保证啮合间隙不小于最小值。啮合间隙检查方法是将百分表抵在从动齿轮正面的大端处，用手把住主动齿轮，然后轻轻往复摆动从动齿轮即可显示间隙值。
实现齿轮位移的方法:
a.主动锥齿轮的移动：对整体式主减速器，可增加或减少后轴承内圈与主动锥齿轮之间的垫片来实现主动锥齿轮的轴向移动；对组合式主减速器，主动锥齿轮安装在单独的轴承座中，增减轴承座与主减速器壳之间的垫片，可使轴承座连同主动锥齿轮的轴向位置发生变化；
b.从动锥齿轮的位移：对单级主减速器，从动锥齿轮轴承就是差速器的轴承，将轴承两侧的调整螺母左右分别拧进或退出相同的圈数，就可以不改变轴承预紧度而移动从动锥齿轮。双级主减速器，保持从动锥齿轮两侧轴承盖下垫片总厚度不变而将左右的垫片数目重新分配，就可以使轴承预紧度不变而实现从动锥齿轮的位移。
（3）评分标准
序号
考 核 内 容
配分
评 分 依 据
1
正确装配主动锥齿轮，检查调整轴承预紧度
20
装配或调整方法不正确每次扣5分
2
装配从动锥齿轮，检查调整从动齿轮轴承预紧度，检查从动齿轮端面圆跳动
30
装配方法不正确一次扣5分，预紧度检查调整方法不正确一次扣5分，端面圆跳动检查判断错误扣10分
3
主从动锥齿轮的装配和啮合调整
40
装配或调整方法不正确每次扣5分
4
遵守安全操作规程，操作现场清洁
10
酌情扣分
5
无人身、设备事故

因违反操作发生重大事故者此题为0分
6
分数统计
100