電動(dòng)汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)

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1、4.4.4 差 速 器 設(shè) 計(jì) 車(chē) 輛 在 行 駛 過(guò) 程 中 ， 左 、 右 車(chē) 輪 在 同 一 時(shí) 間內(nèi) 所 滾 過(guò) 的 路 程 往 往 是 不 相 等 的 ， 如 轉(zhuǎn) 彎 、 左 右 兩輪 胎 內(nèi) 的 氣 壓 不 等 、 胎 面 磨 損 不 均 勻 、 兩 車(chē) 輪 上 的負(fù) 荷 不 均 勻 而 引 起 車(chē) 輪 滾 動(dòng) 半 徑 不 相 等 ； 左 右 兩 輪接 觸 的 路 面 條 件 不 同 ， 行 駛 阻 力 不 等 等 。 如 果 驅(qū) 動(dòng) 橋 的 左 、 右 車(chē) 輪 剛 性 連 接 ， 則 不 論 轉(zhuǎn)彎 行 駛 或 直 線(xiàn) 行 駛 ， 均 會(huì) 引 起 車(chē) 輪 在 路 面 上 的 滑 移

2、或 滑 轉(zhuǎn) ， 一 方 面 會(huì) 加 劇 輪 胎 磨 損 、 功 率 和 燃 料 消 耗 ，另 一 方 面 會(huì) 使 轉(zhuǎn) 向 沉 重 ， 通 過(guò) 性 和 操 縱 穩(wěn) 定 性 變 壞 。 為 此 ， 在 驅(qū) 動(dòng) 橋 的 左 、 右 車(chē) 輪 間 都 裝 有 輪 間 差 速 器 。在 多 橋 驅(qū) 動(dòng) 的 汽 車(chē) 上 還 常 裝 有 軸 間 差 速 器 ， 以 提 高 通 過(guò) 性 ，同 時(shí) 避 免 在 驅(qū) 動(dòng) 橋 間 產(chǎn) 生 功 率 循 環(huán) 及 由 此 引 起 的 附 加 載 荷 、傳 動(dòng) 系 零 件 損 壞 、 輪 胎 磨 損 和 燃 料 消 耗 等 。 差 速 器 用 來(lái) 在 兩 輸 出 軸 間 分

3、配 轉(zhuǎn) 矩 ， 并 保 證 兩 輸 出 軸有 可 能 以 不 同 角 速 度 轉(zhuǎn) 動(dòng) 。 差 速 器 按 其 結(jié) 構(gòu) 特 征 可 分 為 齒輪 式 、 凸 輪 式 、 蝸 輪 式 和 牙 嵌 自 由 輪 式 等 多 種 形 式 。 一 、 差 速 器 結(jié) 構(gòu) 形 式 選 擇 (一 )對(duì) 稱(chēng) 錐 齒 輪 式 差 速 器 汽 車(chē) 上 廣 泛 采 用 的 差 速 器 為 對(duì) 稱(chēng) 錐 齒 輪 式 差 速 器 ， 具有 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 、 質(zhì) 量 較 小 等 優(yōu) 點(diǎn) ， 應(yīng) 用 廣 泛 。 它 又 可 分 為 普通 錐 齒 輪 式 差 速 器 、 摩 擦 片 式 差 速 器 和 強(qiáng) 制 鎖 止 式 差

4、速 器等 。 1 普 通 錐 齒 輪 式 差 速 器 由 于 普 通 錐 齒 輪 式 差 速 器 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 、 工 作 平 穩(wěn)可 靠 ， 所 以 廣 泛 應(yīng) 用 于 一 般 使 用 條 件 的 汽 車(chē) 驅(qū) 動(dòng) 橋中 。 圖 426為 其 示 意 圖 ， 根 據(jù) 運(yùn) 動(dòng) 分 析 可 得 1+ 2=2 0 (422) 當(dāng) 一 側(cè) 半 軸 不 轉(zhuǎn) 時(shí) ， 另 一 側(cè) 半 軸 將 以 兩 倍 的 差連 器 殼 體 角 速 度 旋 轉(zhuǎn) ； 當(dāng) 差 速 器 殼 體 不 轉(zhuǎn) 時(shí) ， 左 右半 軸 將 等 速 反 向 旋 轉(zhuǎn) 。 圖 426 普 通 錐 齒 輪 式 差 速 器示 意 圖 根 據(jù) 力 矩

5、平 衡 可 得 T1+T2=T0 (423) T2-T1=Tr 差 速 器 性 能 常 以 鎖 緊 系 數(shù) k來(lái) 表 征 ， 定 義 為 差 速器 的 內(nèi) 摩 擦 力 矩 與 差 速 器 殼 接 受 的 轉(zhuǎn) 矩 之 比 ， 由 下式 確 定 k=Tr T0 (424) 結(jié) 合 式 (4-23)可 得 T1=0 5T0(1-k) (425) T 2=0 5T0(1+k) 定 義 半 軸 轉(zhuǎn) 矩 比 kb=T2 T1， 則 kb與 k之 間 有 kb=(1+k)/(1-k) (426) 普 通 錐 齒 輪 差 速 器 的 鎖 緊 系 數(shù) k一 般 為 0.050.15， 兩 半 軸 轉(zhuǎn) 矩 比 k

6、b為 1.111.35， 這 說(shuō) 明 左 、右 半 軸 的 轉(zhuǎn) 矩 差 別 不 大 ， 故 可 以 認(rèn) 為 分 配 給 兩 半 軸的 轉(zhuǎn) 矩 大 致 相 等 ， 這 樣 的 分 配 比 例 對(duì) 于 在 良 好 路 面上 行 駛 的 汽 車(chē) 來(lái) 說(shuō) 是 合 適 的 。 但 當(dāng) 汽 車(chē) 越 野 行 駛 或在 泥 濘 、 冰 雪 路 面 上 行 駛 ， 一 側(cè) 驅(qū) 動(dòng) 車(chē) 輪 與 地 面 的附 著 系 數(shù) 很 小 時(shí) ， 盡 管 另 一 側(cè) 車(chē) 輪 與 地 面 有 良 好 的附 著 ， 其 驅(qū) 動(dòng) 轉(zhuǎn) 矩 也 不 得 不 隨 附 著 系 數(shù) 小 的 一 側(cè) 同樣 地 減 小 ， 無(wú) 法 發(fā) 揮 潛

7、在 牽 引 力 ， 以 致 汽 車(chē) 停 駛 。 圖 4-27 摩 擦 片 式 差 速 器1-差 速 器 殼 2-摩 擦 片 3-壓 盤(pán) 4-V形 面 5-行 星 齒 輪軸 6-行 星 齒 輪 7-半 軸 齒 輪2. 摩 擦 片 式 差 速 器 為 了 增 加 差 速 器 的 內(nèi) 摩擦 力 矩 ， 在 半 軸 齒 輪 7與差 速 器 殼 1之 間 裝 上 了 摩擦 片 2(圖 4-27)。 兩 根 行 星齒 輪 軸 5互 相 垂 直 ， 軸 的兩 端 制 成 V形 面 4與 差 速 器殼 孔 上 的 V形 面 相 配 ， 兩個(gè) 行 星 齒 輪 軸 5的 V形 面 是反 向 安 裝 的 。 每 個(gè)

8、 半 軸 齒輪 背 面 有 壓 盤(pán) 3和 主 、 從動(dòng) 摩 擦 片 2， 主 、 從 動(dòng) 摩擦 片 2分 別 經(jīng) 花 鍵 與 差 速器 殼 1和 壓 盤(pán) 3相 連 。 當(dāng) 傳 遞 轉(zhuǎn) 矩 時(shí) ， 差 速 器 殼 通 過(guò) 斜 面 對(duì) 行 星 齒 輪 軸產(chǎn) 生 沿 行 星 齒 輪 軸 線(xiàn) 方 向 的 軸 向 力 ， 該 軸 向 力 推 動(dòng)行 星 齒 輪 使 壓 盤(pán) 將 摩 擦 片 壓 緊 。 當(dāng) 左 、 右 半 軸 轉(zhuǎn) 速不 等 時(shí) ， 主 、 從 動(dòng) 摩 擦 片 間 產(chǎn) 生 相 對(duì) 滑 轉(zhuǎn) ， 從 而 產(chǎn)生 摩 擦 力 矩 。 此 摩 擦 力 矩 Tr與 差 速 器 所 傳 遞 的 轉(zhuǎn) 矩T0成

9、 正 比 。 可 表 示 為 (427)式 中 ， rf為 摩 擦 片 平 均 摩 擦 半 徑 ； rd為 差 速 器 殼 v形面 中 點(diǎn) 到 半 軸 齒 輪 中 心 線(xiàn) 的 距 離 ； f為 摩 擦 因 數(shù) ； z為 摩 擦 面 數(shù) ； 為 V形 面 的 半 角 。 摩 擦 片 式 差 速 器 的 鎖 緊 系 數(shù) k可 達(dá) 0 6， k b可 達(dá)4。 這 種 差 速 器 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 ， 工 作 平 穩(wěn) ， 可 明 顯 提 高汽 車(chē) 通 過(guò) 性 。 tan0 fzrrTT d fr 3 強(qiáng) 制 鎖 止 式 差 速 器 當(dāng) 一 個(gè) 驅(qū) 動(dòng) 輪 處 于 附 著 系 數(shù) 較 小 的 路 面 時(shí)

10、， 可通 過(guò) 液 壓 或 氣 動(dòng) 操 縱 ， 嚙 合 接 合 器 (即 差 速 鎖 )將 差速 器 殼 與 半 軸 鎖 緊 在 一 起 ， 使 差 速 器 不 起 作 用 ， 這樣 可 充 分 利 用 地 面 的 附 著 系 數(shù) ， 使 牽 引 力 達(dá) 到 可 能的 最 大 值 。 使 用 中 ， 在 汽 車(chē) 進(jìn) 入 難 行 駛 路 段 之 前 操縱 差 速 鎖 鎖 止 差 速 器 ； 在 駛 出 難 行 駛 路 段 剛 進(jìn) 入 較好 路 段 時(shí) ， 應(yīng) 及 時(shí) 將 差 速 鎖 松 開(kāi) ， 以 避 免 出 現(xiàn) 因 無(wú)差 速 作 用 帶 來(lái) 的 不 良 后 果 。 對(duì) 于 裝 有 強(qiáng) 制 鎖 止

11、 式 差 速 器 的 4x2型 汽 車(chē) ， 假 設(shè) 一驅(qū) 動(dòng) 輪 行 駛 在 低 附 著 系 數(shù) min的 路 面 上 ， 另 一 驅(qū) 動(dòng)輪 行 駛 在 高 附 著 系 數(shù) 的 路 面 上 ， 這 樣 裝 有 普 通 錐齒 輪 差 速 器 的 汽 車(chē) 所 能 發(fā) 揮 的 最 大 牽 引 力 Ft為 (428)式 中 ， G2為 驅(qū) 動(dòng) 橋 上 的 負(fù) 荷 。 如 果 差 速 器 完 全 鎖 住 ， 則 汽 車(chē) 所 能 發(fā) 揮 的 最 大牽 引 力 Ft為 (429) 可 見(jiàn) ， 采 用 差 速 鎖 將 普 通 錐 齒 輪 差 速 器 鎖 住 ，可 使 汽 車(chē) 的 牽 引 力 提 高 (+ mi

12、n)/2min倍 ， 從 而 提高 了 汽 車(chē) 通 過(guò) 性 。 當(dāng) 然 ， 如 果 左 、 右 車(chē) 輪 都 處 于 低 附 著 系 數(shù) 的 路面 ， 雖 鎖 住 差 速 器 ， 但 牽 引 力 仍 超 過(guò) 車(chē) 輪 與 地 面 間的 附 著 力 ， 汽 車(chē) 也 無(wú) 法 行 駛 。 min2min2min2 22 GGGFt )(222 min2min22 GGGFt 強(qiáng) 制 鎖 止 式 差 速 器 可 充 分 利 用 原 差 速 器 結(jié) 構(gòu) ，其 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 ， 操 作 方 便 。 目 前 ， 許 多 使 用 范 圍 比 較廣 的 重 型 貨 車(chē) 上 都 裝 用 差 速 鎖 。 (二 )滑

13、塊 凸 輪 式 差 速 器 圖 4 28為 雙 排 徑 向 滑 塊 凸 輪 式 差 速 器 。 差 速 器 的 主 動(dòng) 件 是 與 差 速 器 殼 1連 接 在 一 起 的套 ， 套 上 有 兩 排 徑 向 孔 ， 滑 塊 2裝 于 孔 中 并 可 作 徑向 滑 動(dòng) ； 滑 塊 兩 端 分 別 與 差 速 器 的 從 動(dòng) 元 件 內(nèi) 凸 輪4和 外 凸 輪 3接 觸 。 內(nèi) 、 外 凸 輪 分 別 與 左 、 右 半 軸用 花 健 連 接 。 當(dāng) 差 速 器 傳 遞 動(dòng) 力 時(shí) ， 主 動(dòng) 套 帶 動(dòng) 滑塊 并 通 過(guò) 滑 塊 帶 動(dòng) 內(nèi) 、 外 凸 輪 旋 轉(zhuǎn) ， 同 時(shí) 允 許 內(nèi) 、外

14、凸 輪 轉(zhuǎn) 速 不 等 。 理 論 上 凸 輪 形 線(xiàn) 應(yīng) 是 阿 基 米 德 螺線(xiàn) ， 為 加 工 簡(jiǎn) 單 起 見(jiàn) ， 可 用 圓 弧 曲 線(xiàn) 代 替 。 圖 4-28 滑 塊 凸 輪 式 差 速 器1-差 速 器 殼 2-滑 塊 3-外 凸 輪 4-內(nèi) 凸 輪 (三 )蝸 輪 式 差 速 器 蝸 輪 式 差 速 器 (圖 429)也 是 一 種 高 摩 擦 自 鎖 差速 器 。 蝸 桿 2、 4同 時(shí) 與 行 星 蝸 輪 3與 半 軸 蝸 輪 1、 5嚙 合 ， 從 而 組 成 一 行 星 齒 輪 系 統(tǒng) 。 這 種 差 速 器 半 軸的 轉(zhuǎn) 矩 比 為kb=tan(+ )/tan(-)

15、(4-30) 式 中 ， 為 蝸 桿 螺 旋 角 ； 為 摩 擦 角 。 蝸 輪 式 差 速 器 的 半 軸 轉(zhuǎn) 矩 比 kb可 高 達(dá) 5.679.00，鎖 緊 系 數(shù) k達(dá) 0.7 0.80但 在 如 此 高 的 內(nèi) 摩 擦 情 況 下 ，差 速 器 磨 損 快 、 壽 命 短 。 當(dāng) 把 k b降 到 2.653.00， k降 到 0.450.50時(shí) ， 可 提 高 該 差 速 器 的 使 用 壽 命 。由 于 這 種 差 速 器 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 ， 制 造 精 度 要 求 高 ， 因 而限 制 了 它 的 應(yīng) 用 。 圖 4-29 蝸 輪 式 差 速 器1、 5-半 軸 蝸 輪 2、

16、4-蝸 桿 9-行 星 蝸 輪 (四 )牙 嵌 式 自 由 輪 差 速 器 牙 嵌 式 自 由 輪 差 速 器 (圖 4 30)是 自 鎖 式 差 速 器的 一 種 。 裝 有 這 種 差 速 器 的 汽 車(chē) 在 直 線(xiàn) 行 駛 時(shí) ， 主動(dòng) 環(huán) 可 將 由 主 減 速 器 傳 來(lái) 的 轉(zhuǎn) 矩 按 左 、 右 輪 阻 力 的大 小 分 配 給 左 、 右 從 動(dòng) 環(huán) (即 左 、 右 半 軸 )。 當(dāng) 一 側(cè)車(chē) 輪 懸 空 或 進(jìn) 入 泥 濘 、 冰 雪 等 路 面 時(shí) ， 主 動(dòng) 環(huán) 的 轉(zhuǎn)矩 可 全 部 或 大 部 分 分 配 給 另 一 側(cè) 車(chē) 輪 。 當(dāng) 轉(zhuǎn) 彎 行 駛時(shí) ， 外 側(cè)

17、車(chē) 輪 有 快 轉(zhuǎn) 的 趨 勢(shì) ， 使 外 側(cè) 從 動(dòng) 環(huán) 與 主 動(dòng)環(huán) 脫 開(kāi) ， 即 中 斷 對(duì) 外 輪 的 轉(zhuǎn) 矩 傳 遞 ； 內(nèi) 側(cè) 車(chē) 輪 有 慢轉(zhuǎn) 的 趨 勢(shì) ， 使 內(nèi) 側(cè) 從 動(dòng) 環(huán) 與 主 動(dòng) 環(huán) 壓 得 更 緊 ， 即 主動(dòng) 環(huán) 轉(zhuǎn) 矩 全 部 傳 給 內(nèi) 輪 。 由 于 該 差 速 器 在 轉(zhuǎn) 彎 時(shí) 是內(nèi) 輪 單 邊 傳 動(dòng) ， 會(huì) 引 起 轉(zhuǎn) 向 沉 重 ， 當(dāng) 拖 帶 掛 車(chē) 時(shí) 尤為 突 出 。 此 外 ， 由 于 左 、 右 車(chē) 輪 的 轉(zhuǎn) 矩 時(shí) 斷 時(shí) 續(xù) ， 車(chē) 輪 傳 動(dòng) 裝 置 受 的 動(dòng) 載 荷 較 大 ， 單 邊 傳 動(dòng) 也 使 其 受較 大 的

18、載 荷 。 牙 嵌 式 自 由 輪 差 速 器 的 半 軸 轉(zhuǎn) 矩 比 kb是 可 變 的 ，最 大 可 為 無(wú) 窮 大 。 該 差 速 器 工 作 可 靠 ， 使 用 壽 命 長(zhǎng) ，鎖 緊 性 能 穩(wěn) 定 ， 制 造 加 工 也 不 復(fù) 雜 。圖 4 30牙 嵌 式 自 由 輪 差 速 器 二 、 普 通 錐 齒 輪 差 速 器 齒 輪 設(shè) 計(jì) (一 )差 速 器 齒 輪 主 要 參 數(shù) 選 擇 1 行 星 齒 輪 數(shù) n 行 星 齒 輪 數(shù) n需 根 據(jù) 承 載 情 況 來(lái) 選 擇 。 通 常 情 況 下 ， 轎車(chē) ： n=2； 貨 車(chē) 或 越 野 車(chē) n=4。 2 行 星 齒 輪 球 面

19、 半 徑 Rb 行 星 齒 輪 球 面 半 徑 Rb反 映 了 差 速 器 錐 齒 輪 節(jié) 錐 距 的 大小 和 承 載 能 力 ， 可 根 據(jù) 經(jīng) 驗(yàn) 公 式 來(lái) 確 定 (431)式 中 ， K b為 行 星 齒 輪 球 面 半 徑 系 數(shù) ， Kb=2.5 3.0， 對(duì) 于有 四 個(gè) 行 星 齒 輪 的 轎 車(chē) 和 公 路 用 貨 車(chē) 取 小 值 ， 對(duì) 于 有 兩 個(gè)行 星 齒 輪 的 轎 車(chē) 及 四 個(gè) 行 星 齒 輪 的 越 野 車(chē) 和 礦 用 車(chē) 取 大 值 ；Td為 差 速 器 計(jì) 算 轉(zhuǎn) 矩 (Nm)， Td=minTce， Tcs； Rb為 球面 半 徑 (mm)。 3 d

20、bb TKR 行 星 齒 輪 節(jié) 錐 距 A0為 A0=(0.980.99)Rb (432) 3 行 星 齒 輪 和 半 軸 齒 輪 齒 數(shù) z1、 z2 為 了 使 輪 齒 有 較 高 的 強(qiáng) 度 ， 希 望 取 較 大 的 模 數(shù) ，但 尺 寸 會(huì) 增 大 ， 于 是 又 要 求 行 星 齒 輪 的 齒 數(shù) z1應(yīng) 取少 些 ， 但 z1一 般 不 少 于 10。 半 軸 齒 輪 齒 數(shù) z2在 1425選 用 。 大 多 數(shù) 汽 車(chē) 的 半 軸 齒 輪 與 行 星 齒 輪 的 齒數(shù) 比 z2 z1在 1 52 0的 范 圍 內(nèi) 。 為 使 兩 個(gè) 或 四 個(gè) 行 星 齒 輪 能 同 時(shí)

21、與 兩 個(gè) 半 軸 齒輪 嚙 合 ， 兩 半 軸 齒 輪 齒 數(shù) 和 必 須 能 被 行 星 齒 輪 數(shù) 整除 ， 否 則 差 速 齒 輪 不 能 裝 配 。 4 行 星 齒 輪 和 半 軸 齒 輪 節(jié) 錐 角 1、 2， 及 模 數(shù) m 行 星 齒 輪 和 半 軸 齒 輪 節(jié) 錐 角 1、 2分 別 為 1=arctan(z1 z2) (4-33) 2 =arctan(z2 z2) 錐 齒 輪 大 端 端 面 模 數(shù) m為 m=2A0 sin 1 /z1=2A0sin 2 /z2 (4-34)5 壓 力 角 a 汽 車(chē) 差 速 齒 輪 大 都 采 用 壓 力 角 為 22 30， 齒 高系

22、數(shù) 為 0.8的 齒 形 。 某 些 重 型 貨 車(chē) 和 礦 用 車(chē) 采 用25 壓 力 角 ， 以 提 高 齒 輪 強(qiáng) 度 。 6 行 星 齒 輪 軸 直 徑 d及 支 承 長(zhǎng) 度 L 行 星 齒 輪 軸 直 徑 d(mm)為 (4-35)式 中 ， T0為 差 速 器 殼 傳 遞 的 轉(zhuǎn) 矩 (Nm)， n為 行 星齒 輪 數(shù) ； rd為 行 星 齒 輪 支 承 面 中 點(diǎn) 到 錐 頂 的 距 離(mm)， 約 為 半 軸 齒 輪 齒 寬 中 點(diǎn) 處 平 均 直 徑 的 一 半 ；c為 支 承 面 許 用 擠 壓 應(yīng) 力 ， 取 98MPa。 行 星 齒 輪 在 軸 上 的 支 承 長(zhǎng) 度

23、 L為 L=1.1d (436)dc nrTd 1.1 1030 (二 )差 速 器 齒 輪 強(qiáng) 度 計(jì) 算 差 速 器 齒 輪 的 尺 寸 受 結(jié) 構(gòu) 限 制 ， 而 且 承 受 的 載荷 較 大 ， 它 不 像 主 減 速 器 齒 輪 那 樣 經(jīng) 常 處 于 嚙 合 傳動(dòng) 狀 態(tài) ， 只 有 當(dāng) 汽 車(chē) 轉(zhuǎn) 彎 或 左 、 右 輪 行 駛 不 同 的 路程 時(shí) ， 或 一 側(cè) 車(chē) 輪 打 滑 而 滑 轉(zhuǎn) 時(shí) ， 差 速 器 齒 輪 才 能有 嚙 合 傳 動(dòng) 的 相 對(duì) 運(yùn) 動(dòng) 。 因 此 ， 對(duì) 于 差 速 器 齒 輪 主要 應(yīng) 進(jìn) 行 彎 曲 強(qiáng) 度 計(jì) 算 。 輪 齒 彎 曲 應(yīng) 力

24、w(Mpa)為 (437)式 中 ， n為 行 星 齒 輪 數(shù) ； J為 綜 合 系 數(shù) ； b 2、 d2分 別為 半 軸 齒 輪 齒 寬 及 其 大 端 分 度 圓 直 徑 (mm)； T為 半軸 齒 輪 計(jì) 算 轉(zhuǎn) 矩 (Nm)， T=0.6T0；322 102 Jndmbk kTkv msw 按 主 減 速 器 齒 輪 強(qiáng) 度 計(jì) 算 的 有 關(guān) 數(shù) 值 選 取 。 當(dāng) T0=minTce， Tcs時(shí) ， w =980MPa； 當(dāng)T0=TcF時(shí) ， w=210MPa。 差 速 器 齒 輪 與 主 減 速 器 齒 輪 一 樣 ， 基 本 上 都 是用 滲 碳 合 金 鋼 制 造 ， 目

25、前 用 于 制 造 差 速 器 錐 齒 輪 的材 料 為 20CrMnTi、 20CrMoTi、 22CrMnMo和20CrMo等 。 由 于 差 速 器 齒 輪 輪 齒 要 求 的 精 度 較 低 ，所 以 精 鍛 差 速 器 齒 輪 工 藝 巳 被 廣 泛 應(yīng) 用 。 三 、 粘 性 聯(lián) 軸 器 結(jié) 構(gòu) 及 在 汽 車(chē) 上 的 布 置 粘 性 聯(lián) 軸 器 是 一 種 利 用 液 體 粘 性 傳 遞 動(dòng) 力 的 裝置 。 它 以 其 優(yōu) 良 的 性 能 不 僅 廣 泛 應(yīng) 用 于 四 輪 驅(qū) 動(dòng) 汽車(chē) 上 ， 而 且 也 應(yīng) 用 于 兩 輪 驅(qū) 動(dòng) 汽 車(chē) 上 。 1 粘 性 聯(lián) 軸 器 結(jié)

26、 構(gòu) 和 工 作 原 理 粘 性 聯(lián) 軸 器 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 圖 如 圖 4 31所 示 。 內(nèi) 葉 片 2與 A軸 1以 花 鍵 連 接 ， 葉 片 可 在 軸 上 滑 動(dòng) ； 外 葉 片 6與 殼 體 3也 以 花 鍵 連 接 ， 但 葉 片 內(nèi) 有 隔 環(huán) 7， 防 止外 葉 片 軸 向 移 動(dòng) 。 隔 環(huán) 的 厚 度 決 定 了 內(nèi) 、 外 葉 片 的間 隙 。 葉 片 上 各 自 加 工 有 孔 或 槽 ， 殼 體 內(nèi) 充 入 作 為粘 性 工 作 介 質(zhì) 的 硅 油 4， 用 油 封 密 封 。 圖 4-31 粘 性 聯(lián) 軸 器 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 圖 1- A軸 2-內(nèi) 葉 片 3-殼 體

27、4-硅 油 5-B軸 6-外葉 片 7-隔 環(huán) 粘 性 聯(lián) 軸 器 屬 于 液 體 粘 性 傳 動(dòng) 裝 置 ， 是 依 靠 硅 油的 粘 性 阻 力 來(lái) 傳 遞 動(dòng) 力 ， 即 通 過(guò) 內(nèi) 、 外 葉 片 間 硅 油的 油 膜 剪 切 力 來(lái) 傳 遞 動(dòng) 力 。 一 般 在 密 封 的 殼 體 內(nèi) 填充 了 占 其 空 間 80 一 90%的 硅 油 (其 余 是 空 氣 )， 高粘 度 的 硅 油 存 在 于 內(nèi) 、 外 葉 片 的 間 隙 內(nèi) 。 當(dāng) A軸 與B軸 之 間 有 轉(zhuǎn) 速 差 時(shí) ， 內(nèi) 、 外 葉 片 間 將 產(chǎn) 生 剪 切 阻力 ， 使 轉(zhuǎn) 矩 由 高 速 軸 傳 遞 到

28、低 速 軸 。 它 所 能 傳 遞 的轉(zhuǎn) 矩 與 聯(lián) 軸 器 的 結(jié) 構(gòu) 、 硅 油 粘 度 及 輸 入 軸 、 輸 出 軸的 轉(zhuǎn) 速 差 有 關(guān) 。 2 粘 性 聯(lián) 軸 器 在 車(chē) 上 的 布 置 根 據(jù) 全 輪 驅(qū) 動(dòng) 形 式 的 不 同 ， 粘 性 聯(lián) 軸 器 在 汽 車(chē)上 有 不 同 的 布 置 形 式 。 圖 432為 粘 性 聯(lián) 軸 器 作 為 軸 間 差 速 器 限 動(dòng) 裝 置的 簡(jiǎn) 圖 。 軸 間 差 速 器 殼 體 上 的 齒 輪 1與 變 速 器 輸 出軸 上 的 齒 輪 相 嚙 合 ， 殼 體 內(nèi) 的 左 齒 輪 通 過(guò) 空 心 軸 2與 右 側(cè) 的 前 橋 差 速 器

29、6殼 體 相 連 ， 右 齒 輪 通 過(guò) 空 心軸 4和 齒 輪 7等 與 后 橋 差 速 器 殼 上 的 齒 輪 相 連 。 粘性 聯(lián) 軸 器 5的 殼 體 與 空 心 軸 4相 連 ， 內(nèi) 葉 片 連 接 在空 心 軸 2上 ， 這 樣 它 就 與 軸 間 差 速 器 3并 聯(lián) 在 一 起 ，內(nèi) 、 外 葉 片 的 轉(zhuǎn) 速 分 別 反 映 了 前 、 后 差 速 器 殼 體 的轉(zhuǎn) 速 。 圖 432 粘 性 聯(lián) 軸 器 用 作 軸 間 差 速 器 的 限 動(dòng) 裝 置 1-齒 輪 (與 變 速 器 軸 出 軸 上 的 齒 輪 相 嚙 合 ) 2、4-空 心 軸 3-軸 間 差 速 器 5-粘

30、 性 聯(lián) 軸 器 6-前 橋 差速 器 7-齒 輪 8-錐 齒 輪 (通 向 后 橋 ) 當(dāng) 前 、 后 橋 差 速 器 殼 體 轉(zhuǎn) 速 相 近 時(shí) ， 粘 性 聯(lián) 軸 器 內(nèi) 、 外葉 片 轉(zhuǎn) 速 相 近 ， 它 并 不 起 限 動(dòng) 作 用 ， 此 時(shí) 軸 間 差 速 器 將 轉(zhuǎn)矩 按 固 定 比 例 分 配 給 前 、 后 橋 。 當(dāng) 某 一 車(chē) 輪 (如 前 輪 )嚴(yán) 重打 滑 時(shí) ， 前 橋 差 速 器 殼 的 轉(zhuǎn) 速 升 高 ， 粘 性 聯(lián) 軸 器 的 內(nèi) 、 外葉 片 轉(zhuǎn) 速 差 增 大 ， 阻 力 矩 增 大 ， 軸 間 差 速 器 中 與 后 橋 相 連的 轉(zhuǎn) 速 較 低 的

31、齒 輪 就 獲 得 了 較 大 的 轉(zhuǎn) 矩 ， 使 附 著 條 件 較 好的 后 輪 產(chǎn) 生 與 附 著 條 件 相 適 應(yīng) 的 較 大 的 驅(qū) 動(dòng) 力 。 在 有 些 汽 車(chē) 中 ， 用 粘 性 聯(lián) 軸 器 取 代 了 軸 間 差 速 器 。 當(dāng)汽 車(chē) 正 常 行 駛 時(shí) ， 前 、 后 輪 轉(zhuǎn) 速 基 本 相 等 ， 粘 性 聯(lián) 軸 器 不工 作 ， 此 時(shí) 相 當(dāng) 于 前 輪 驅(qū) 動(dòng) 。 當(dāng) 汽 車(chē) 加 速 或 爬 坡 時(shí) ， 汽 車(chē)質(zhì) 心 后 移 ， 的 輪 將 出 現(xiàn) 打 滑 現(xiàn) 象 ， 轉(zhuǎn) 速 升 高 ， 前 、 后 輪 出現(xiàn) 轉(zhuǎn) 速 差 ， 粘 性 聯(lián) 軸 器 開(kāi) 始 工 作 ，

32、 將 部 分 轉(zhuǎn) 矩 傳 給 后 橋 ，使 之 產(chǎn) 生 足 夠 驅(qū) 動(dòng) 力 幫 助 前 輪 恢 復(fù) 正 常 的 附 著 狀 態(tài) ， 提 高了 它 的 動(dòng) 力 性 。 由 于 粘 性 傳 動(dòng) 不 如 機(jī) 械 傳 動(dòng) 可 靠 ， 所 能 傳遞 的 轉(zhuǎn) 矩 較 小 ， 故 該 形 式 主 要 用 于 轎 車(chē) 和 輕 型 汽 車(chē) 中 。 4.4.5車(chē) 輪 傳 動(dòng) 裝 置 設(shè) 計(jì) 車(chē) 輪 傳 動(dòng) 裝 置 位 于 傳 動(dòng) 系 的 末 端 ， 其 基 本 功 用是 接 受 從 差 速 器 傳 來(lái) 的 轉(zhuǎn) 矩 并 將 其 傳 給 車(chē) 輪 。 對(duì) 于非 斷 開(kāi) 式 驅(qū) 動(dòng) 橋 ， 車(chē) 輪 傳 動(dòng) 裝 置 的 主

33、 要 零 件 為 半 軸 ；對(duì) 于 斷 開(kāi) 式 驅(qū) 動(dòng) 橋 和 轉(zhuǎn) 向 驅(qū) 動(dòng) 橋 (圖 433)， 車(chē) 輪傳 動(dòng) 裝 置 為 萬(wàn) 向 傳 動(dòng) 裝 置 。 講 述 半 軸 的 設(shè) 計(jì) 。 一 、 結(jié) 構(gòu) 形 式 分 析 半 軸 根 據(jù) 其 車(chē) 輪 端 的 支 承 方 式 不 同 ， 可 分 為 半浮 式 、 3 4浮 式 和 全 浮 式 三 種 形 式 。 半 浮 式 半 軸 (圖 434a)的 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) 是 半 軸 外 端支 承 軸 承 位 于 半 軸 套 管 外 端 的 內(nèi) 孔 ， 車(chē) 輪 裝 在 半 軸上 。 半 浮 式 半 軸 除 傳 遞 轉(zhuǎn) 矩 外 ， 其 外 端 還 承 受

34、由 路面 對(duì) 圖 433 轉(zhuǎn) 向 驅(qū) 動(dòng)橋1輪 轂 2-輪 轂 軸 承 3-制 動(dòng) 鼓 4-固 定 彈簧 5-等 速 萬(wàn) 向 節(jié) 車(chē) 輪 的 反 力 所 引 起 的 全 部 力 和 力 矩 。 半 浮 式 半 軸 結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn) 單 ， 所 受 載 荷 較 大 ， 只 用 于 轎 車(chē) 和 輕 型 貨 車(chē) 及輕 型 客 車(chē) 上 。 3 4浮 式 半 軸 (圖 437b)的 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) 是 半 軸 外 端僅 有 一 個(gè) 軸 承 并 裝 在 驅(qū) 動(dòng) 橋 殼 半 軸 套 管 的 端 部 ， 直接 支 承 著 車(chē) 輪 輪 轂 ， 而 半 軸 則 以 其 端 部 凸 緣 與 輪 轂用 螺 釘 聯(lián) 接 。 該

35、 形 式 半 軸 受 載 情 況 與 半 浮 式 相 似 ，只 是 載 荷 有 所 減 輕 ， 一 般 僅 用 在 轎 車(chē) 和 輕 型 貨 車(chē) 上 。 全 浮 式 半 軸 (圖 4 37c)的 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) 是 半 軸 外 端 的 凸緣 用 螺 釘 與 輪 轂 相 聯(lián) ， 而 輪 轂 又 借 用 兩 個(gè) 圓 錐 滾 子軸 承 支 承 在 驅(qū) 動(dòng) 橋 殼 的 半 軸 套 管 上 。 理 論 上 來(lái) 說(shuō) ，半 軸 只 承 受 轉(zhuǎn) 矩 ， 作 用 于 驅(qū) 動(dòng) 輪 上 的 其 它 反 力 和 彎矩 全 由 橋 殼 來(lái) 承 受 。 但 由 于 橋 殼 變 形 、 輪 轂 與 差 速器 半 軸 齒 輪

36、不 同 心 、 半 軸 法 蘭 平 面 相 對(duì) 其 軸 線(xiàn) 不 垂直 等 因 素 ， 會(huì) 引 起 半 軸 的 彎 曲 變 形 ， 由 此 引 起 的 彎曲 應(yīng) 力 一 般 為 5 70MPa。 全 浮 式 半 軸 主 要 用 于 中 、重 型 貨 車(chē) 上 。 圖 4-34 半 軸 結(jié) 構(gòu) 形 式 簡(jiǎn) 圖及 受 力 情 況 a)半 浮 式 b)3 4浮 式 c)全 浮 式 二 、 半 軸 計(jì) 算 1 全 浮 式 半 軸 全 浮 式 半 軸 的 計(jì) 算 載 荷 可 按 車(chē) 輪 附 著 力 矩 M。 計(jì)算 （ 438)式 中 ， G2為 驅(qū) 動(dòng) 橋 的 最 大 靜 載 荷 ； rr為 車(chē) 輪 滾 動(dòng)

37、 半徑 ； m2為 負(fù) 荷 轉(zhuǎn) 移 系 數(shù) ； 為 附 著 系 數(shù) ， 計(jì) 算 時(shí) i取 0.8。 半 軸 的 扭 轉(zhuǎn) 切 應(yīng) 力 為 (4-39)式 中 ， 為 半 軸 扭 轉(zhuǎn) 切 應(yīng) 力 ； d為 半 軸 直 徑 。 rrGmM 2221 316dM 半 軸 的 扭 轉(zhuǎn) 角 為 (4-40 )式 中 ， 為 扭 轉(zhuǎn) 角 ； l為 半 軸 長(zhǎng) 度 ； G為 材 料 剪 切 彈性 模 量 ； Ip為 半 軸 斷 面 極 慣 性 矩 ， Ip= d4 32。 半 軸 的 扭 轉(zhuǎn) 切 應(yīng) 力 宜 為 500700MPa， 轉(zhuǎn) 角 宜為 每 米 長(zhǎng) 度 6 15 。 GI lM180 2 半 浮 式

38、 半 軸 半 浮 式 半 軸 設(shè) 計(jì) 應(yīng) 考 慮 如 下 三 種 載 荷 工 況 ： (1)縱 向 力 Fx2最 大 ， 側(cè) 向 力 Fy2為 0,此 時(shí) 垂 向 力Fz2=m2G2 2， 縱 向 力 最 大 值Fx2= Fz2 =m2G2 2 ， 計(jì) 算 時(shí) ， m2可 取 1 2， 取 0 8。 半 軸 彎 曲 應(yīng) 力 。 和 扭 轉(zhuǎn) 切 應(yīng) 力 為 (441) 式 中 ， a為 輪 轂 支 承 軸 承 到 車(chē) 輪 中 心 平 面 之 間 的 距離 ， 如 圖 4-34所 示 。 32 3 22221632d rF d FFa rx zx 合 成 應(yīng) 力 (4-42) (2)側(cè) 向 力 F

39、y2最 大 ， 縱 向 力 Fx2=0， 此 時(shí) 意 味 著發(fā) 生 側(cè) 滑 ； 外 輪 上 的 垂 直 反 力 Fz20和 內(nèi) 輪 上 的 垂 直反 力 Fz2i分 別 為 (443)式 中 ， hg為 汽 車(chē) 質(zhì) 心 高 度 ； B2為 輪 距 ； 1為 側(cè) 滑附 著 系 數(shù) ， 計(jì) 算 時(shí) 1可 取 1 0。 外 輪 上 側(cè) 向 力 F y20和 內(nèi) 輪 上 側(cè) 向 力 Fy2i分 別 為 (444) 22 4 h 2022 21220 )/5.0( ziz gz FGF BhGF 122 1220 iziy ozy FF FF 內(nèi) 、 外 車(chē) 輪 上 的 總 側(cè) 向 力 Fy2為 G2

40、1 。 這 樣 ， 外 輪 半 軸 的 彎 曲 應(yīng) 力 o和 內(nèi) 輪 半 軸 的 彎曲 應(yīng) 力 i分 別 為 (445) 3 22 3 2020 )(32 )(32 d aFrF d aFrF izriyi zryo (3)汽 車(chē) 通 過(guò) 不 平 路 面 ， 垂 向 力 Fz2最 大 ， 縱 向 力Fx2=0， 側(cè) 向 力 Fy2=0； 此 時(shí) 垂 直 力 最 大 值 Fz2為 ： Fz2=kG2/2 (450)式 中 ， k為 動(dòng) 載 系 數(shù) ， 轎 車(chē) ： k=1.75， 貨 車(chē) ：k=2.0， 越 野 車(chē) ： k=2.50 半 軸 彎 曲 應(yīng) 力 為 (446) 半 浮 式 半 軸 的

41、許 用 合 成 應(yīng) 力 為 600750MPa。 3232 1632 d akGd aFz 3 3 4浮 式 半 軸 3 4浮 式 半 軸 計(jì) 算 與 半 浮 式 類(lèi) 似 ， 只 是 半 軸 的危 險(xiǎn) 斷 面 不 同 ， 危 險(xiǎn) 斷 面 位 于 半 軸 與 輪 轂 相 配 表 面的 內(nèi) 端 。 半 軸 和 半 軸 齒 輪 一 般 采 用 漸 開(kāi) 線(xiàn) 花 健 連 接 ， 對(duì)花 鍵 應(yīng) 進(jìn) 行 擠 壓 應(yīng) 力 和 鍵 齒 切 應(yīng) 力 驗(yàn) 算 擠 壓 應(yīng) 力 不大 于 200MPa， 切 應(yīng) 力 不 大 于 73MPa。 三 、 半 軸 可 靠 性 設(shè) 計(jì) 在 汽 車(chē) 設(shè) 計(jì) 中 ， 可 靠 性 已

42、 成 為 比 較 重 要 的 技 術(shù)指 標(biāo) 之 一 。 對(duì) 于 產(chǎn) 品 設(shè) 計(jì) ， 須 考 慮 各 參 量 的 統(tǒng) 計(jì) 分散 性 ， 進(jìn) 行 隨 機(jī) 不 確 定 分 析 ， 真 實(shí) 正 確 地 反 映 產(chǎn) 品的 強(qiáng) 度 與 受 載 等 情 況 。 1 可 靠 度 計(jì) 算 對(duì) 于 全 浮 式 半 軸 來(lái) 說(shuō) ， 所 受 的 扭 轉(zhuǎn) 切 應(yīng) 力 按 下式 計(jì) 算 (447) 式 中 ， T為 半 軸 所 傳 遞 的 轉(zhuǎn) 矩 ； d為 半 軸 的 直 徑 。 316dT 根 據(jù) 二 階 矩 技 術(shù) ， 以 應(yīng) 力 極 限 狀 態(tài) 表 示 的 狀 態(tài) 方 程為 (448) 式 中 ， r為 半 軸 材

43、 料 的 扭 轉(zhuǎn) 強(qiáng) 度 ； X為 基 本 隨 機(jī) 變量 矢 量 ： X=(r， T， d)。 設(shè) 基 本 隨 機(jī) 變 量 矢 量 X的 均 值 E(X)=(r， T, d)T，方 差 D(X)= (r2,0,0,0, r2,0,0,0, d2,0,0,0)T ， 且 認(rèn)為 這 些 隨 機(jī) 變 量 是 服 從 正 態(tài) 分 布 的 相 互 獨(dú) 立 的 隨 機(jī)變 量 。 g(X)是 反 映 半 軸 狀 態(tài) 和 性 能 的 狀 態(tài) 函 數(shù) ， 可表 示 半 軸 的 兩 種 狀 態(tài) ： g(X)0 失 敗 狀 態(tài) g(X)0 安 全 狀 態(tài) 316)( dTrXg 將 g(X)在 均 值 E(X)=

44、處 展 開(kāi) 成 二 階 泰 勒 級(jí) 數(shù) ，可 得 到 g(X)的 二 階 近 似 均 值 g和 一 階 近 似 方 差 g2 (4-49) 不 論 g(X)服 從 什 么 分 布 ， 可 靠 性 指 標(biāo) 定 義 為 =g / g (450) 可 靠 度 的 一 階 估 計(jì) 量 為 R=() (451)式 中 ， ( )為 標(biāo) 準(zhǔn) 正 態(tài) 分 布 函 數(shù) 。 X )()()( )()(21)()(2 2 2XDXXgXgD XDX XgXgXgE Tg Tg 2 可 靠 性 設(shè) 計(jì) 給 定 半 軸 可 靠 度 R， 查 表 得 可 靠 性 指 標(biāo) ， 由 式(449)經(jīng) 推 導(dǎo) 整 理 得 (4

45、-52)式 中 根 據(jù) 加 工 誤 差 和 3法 則 ， 取 半 軸 直 徑 標(biāo) 準(zhǔn) 差 d為 0.005倍 的 半 軸 直 徑 均 值 d， 求 解 式 (4 52)即 可求 得 半 軸 的 最 小 直 徑 的 均 值 d和 標(biāo) 準(zhǔn) 差 d。 02)( 2236222 BAA drdrr 22 22 22 )005.0(2304256;)005.0(9616 TTTT BA 四 、 半 軸 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 對(duì) 半 軸 進(jìn) 行 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 時(shí) ， 應(yīng) 注 意 如 下 幾 點(diǎn) ； 1)全 浮 式 半 軸 桿 部 直 徑 可 按 下 式 初 步 選 取 (4-53)式 中 ， d為 半 軸

46、 桿 部 直 徑 (mm)； M 為 半 軸 計(jì) 算 轉(zhuǎn)矩 (Nmm)， 按 式 (442)計(jì) 算 ； K為 直 徑 系 數(shù) ， 取0.2050.218。 根 據(jù) 初 選 的 d， 按 前 面 的 應(yīng) 力 公 式 進(jìn) 行 強(qiáng) 度 校 核 。 2)半 軸 的 桿 部 直 徑 應(yīng) 小 于 或 等 于 半 軸 花 鍵 的 底 徑 ，以 便 使 半 軸 各 部 分 達(dá) 到 基 本 等 強(qiáng) 度 。 3 MKd 3)半 軸 的 破 壞 形 式 大 多 是 扭 轉(zhuǎn) 疲 勞 損 壞 ， 在 結(jié) 構(gòu) 設(shè)計(jì) 時(shí) 應(yīng) 盡 量 增 大 各 過(guò) 渡 部 分 的 圓 角 半 徑 ， 尤 其 是 凸緣 與 桿 部 、 花

47、鍵 與 桿 部 的 過(guò) 渡 部 分 ， 以 減 小 應(yīng) 力 集中 。 4)對(duì) 于 桿 都 較 粗 且 外 端 凸 緣 也 較 大 時(shí) ， 可 采 用 兩 端用 花 健 連 接 的 結(jié) 構(gòu) 。 5)設(shè) 計(jì) 全 浮 式 半 軸 桿 部 的 強(qiáng) 度 儲(chǔ) 備 應(yīng) 低 于 驅(qū) 動(dòng)橋 其 它 傳 力 零 件 的 強(qiáng) 度 儲(chǔ) 備 ， 使 半 軸 起一 個(gè) “ 熔 絲 ” 的 作 用 。 半 浮 式 半 軸 直 接 安 裝 車(chē) 輪 ，應(yīng) 視 為 保 安 件 。 4.4.6 驅(qū) 動(dòng) 橋 殼 設(shè) 計(jì) 驅(qū) 動(dòng) 橋 殼 的 主 要 功 用 是 支 承 汽 車(chē) 質(zhì) 量 ， 并 承 受 由 車(chē) 輪傳 來(lái) 的 路 面 反

48、力 和 反 力 矩 ， 并 經(jīng) 懸 架 傳 給 車(chē) 架 (或 車(chē) 身 )；它 又 是 主 減 速 器 、 差 速 器 、 半 軸 的 裝 配 基 體 。 驅(qū) 動(dòng) 橋 殼 應(yīng) 滿(mǎn) 足 如 下 設(shè) 計(jì) 要 求 ： 1)應(yīng) 具 有 足 夠 的 強(qiáng) 度 和 剛 度 ， 以 保 證 主 減 速 器 齒 輪 嚙 合正 常 并 不 使 半 軸 產(chǎn) 生 附 加 彎 曲 應(yīng) 力 。 2)在 保 證 強(qiáng) 度 和 剛 度 的 前 提 下 ， 盡 量 減 小 質(zhì) 量 以 提 高 汽車(chē) 行 駛 平 順 性 。 3)保 證 足 夠 的 離 地 間 隙 。 4)結(jié) 構(gòu) 工 藝 性 好 ， 成 本 低 。 5)保 護(hù) 裝 于

49、 其 上 的 傳 動(dòng) 系 部 件 和 防 止 泥 水 浸 入 。 6)拆 裝 、 調(diào) 整 、 維 修 方 便 。 一 、 驅(qū) 動(dòng) 橋 殼 結(jié) 構(gòu) 方 案 分 析 驅(qū) 動(dòng) 橋 殼 大 致 可 分 為 可 分 式 、 整 體 式 和 組 合 式三 種 形 式 。 1 可 分 式 橋 殼 可 分 式 橋 殼 (圖 435)由 一 個(gè) 垂 直 接 合 面 分 為 左右 兩 部 分 ， 兩 部 分 通過(guò) 螺 栓 聯(lián) 接 成 一 體 。每 一 部 分 均 由 一 鑄造 殼 體 和 一 個(gè) 壓 入其 外 端 的 半 軸 套 管組 成 ， 軸 管 與 殼 體用 鉚 釘 連 接 。 這 種 橋 殼 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn)

50、單 ， 制 造 工 藝 性 好 ， 主 減 速 器 支承 剛 度 好 。 但 拆 裝 、 調(diào) 整 、 維 修 很 不 方 便 ， 橋 殼 的強(qiáng) 度 和 剛 度 受 結(jié) 構(gòu) 的 限 制 ， 曾 用 于 輕 型 汽 車(chē) 上 ， 現(xiàn)已 較 少 使 用 。 2 整 體 式 橋 殼 整 體 式 橋 殼 (圖 4-36)的 特 點(diǎn) 是 整 個(gè) 橋 殼 是 一 根 空心 梁 ， 橋 殼 和 主 減 速 器 殼 為 兩 體 。 它 具 有 強(qiáng) 度 和 剛度 較 大 ， 主 減 速 器 拆 裝 、 調(diào) 整 方 便 等 優(yōu) 點(diǎn) 。 按 制 造 工 藝 不 同 ， 整 體 式 橋 殼 可 分 為 鑄 造 式 (圖4

51、 36a)、 鋼 板 沖 壓 焊 接 式 (圖 4 36b)和 擴(kuò) 張 成 形式 三 種 。 圖 4-36 整 體 式 橋 殼a)鑄 造 式 b)鋼 板 沖 壓 焊 接 式 鑄 造 式 橋 殼 的 強(qiáng) 度 和 剛 度 較 大 ， 但 質(zhì) 量 大 ， 加 工 面多 ， 制 造 工 藝 復(fù) 雜 ， 主 要 用 于 中 、 重 型 貨 車(chē) 上 。 鋼板 沖 壓 焊 接 式 和 擴(kuò) 張 成 形 式 橋 殼 質(zhì) 量 小 ， 材 料 利 用率 高 ， 制 造 成 本 低 ， 適 于 大 量 生 產(chǎn) ， 廣 泛 應(yīng) 用 于 轎車(chē) 和 中 、 小 型 貨 車(chē) 及 部 分 重 型 貨 車(chē) 上 。 3 組 合 式

52、 橋 殼 組 合 式 橋 殼 (圖 437)是 將 主 減 速 器 殼 與 部 分 橋殼 鑄 為 一 體 ， 而 后 用 無(wú) 縫 鋼 管 分 別 壓 入 殼 體 兩 端 ，兩 者 間 用 塞 焊 或 銷(xiāo) 釘 固 定 。它 的 優(yōu) 點(diǎn) 是 從 動(dòng) 齒 輪 軸 承 的 支 承 剛 度 較 好 ， 主 減 速器 的 裝 配 、 調(diào) 整 比 可 分 式 橋 殼 方 便 ， 然 而 要 求 有 較高 的 加 工 精 度 ， 常 用 于 轎 車(chē) 、 輕 型 貨 車(chē) 中 。 圖 4-37 組 合 式 橋 殼 二 、 驅(qū) 動(dòng) 橋 殼 強(qiáng) 度 計(jì) 算 對(duì) 于 具 有 全 浮 式 半 軸 的 驅(qū) 動(dòng) 橋 ， 強(qiáng)

53、度 計(jì) 算 的 載荷 工 況 與 半 軸 強(qiáng) 度 計(jì) 算 的 三 種 載 荷 工 況 相 同 。 圖438為 驅(qū) 動(dòng) 橋 殼 受 力 圖 ， 橋 殼 危 險(xiǎn) 斷 面 通 常 在鋼 板 彈 簧 座 內(nèi) 側(cè) 附 近 ， 橋 殼 端 部 的 輪 轂 軸 承 座 根部 也 應(yīng) 列 為 危 險(xiǎn) 斷 面 進(jìn) 行 強(qiáng) 度 驗(yàn) 算 。 (1) 當(dāng) 牽 引 力 或 制 動(dòng) 力 最 大 時(shí) ， 橋 殼 鋼 板 彈簧 座 處 危 險(xiǎn) 斷 面 的 彎 曲 應(yīng) 力 和 扭 轉(zhuǎn) 切 應(yīng) 力 分 別為 (454) TT hhvvWT WMWM )( 式 中 ， Mv為 地 面 對(duì) 車(chē) 輪 垂 直 反 力 在 危 險(xiǎn) 斷 面

54、 引 起的 垂 直 平 面 內(nèi) 的 彎 矩 ， Mv=m2 G2b 2； b為 輪 胎中 心 平 面 到 板 簧 座 之 間 的 橫 向 距 離 ， 如 圖 4 41所示 ； Mh為 一 側(cè) 車(chē) 輪 上 的 牽 引 力 或 制 動(dòng) 力 Fx2在 水 平面 內(nèi) 引 起 的 彎 矩 ， Mh=Fx2 b； TT為 牽 引 或 制 動(dòng) 時(shí) ，上 述 危 險(xiǎn) 斷 面 所 受 轉(zhuǎn) 矩 ， TT=Fx2rr； Wv、 Whh、 WT分 別 為 危 險(xiǎn) 斷 面 垂 直 平 面 和 水 平 面 彎 曲 的 抗 彎 截 面系 數(shù) 及 抗 扭 截 面 系 數(shù) 。 圖 4 38 橋 殼 受 力 簡(jiǎn) 圖 (2)當(dāng) 側(cè)

55、 向 力 最 大 時(shí) ， 橋 殼 內(nèi) 、 外 板 簧 座 處 斷 面 的彎 曲 應(yīng) 力 i、 o分 別 為 (455)式 中 ， Fz2i、 Fz2o為 內(nèi) 、 外 側(cè) 車(chē) 輪 地 面 垂 直 反 力 ； ri為 車(chē) 輪 滾 動(dòng) 半 徑 ； 1為 側(cè) 滑 時(shí) 的 附 著 系 數(shù) 。 (3)當(dāng) 汽 車(chē) 通 過(guò) 不 平 路 面 時(shí) ， 動(dòng) 載 系 數(shù) 為 k， 危險(xiǎn) 斷 面 的 彎 曲 應(yīng) 力 為 (456) 橋 殼 的 許 用 彎 曲 應(yīng) 力 為 300500MPa， 許 用 扭轉(zhuǎn) 切 應(yīng) 力 為 150400MPa。 可 鍛 鑄 鐵 橋 殼 取 較 小 值 ，鋼 板 沖 壓 焊 接 橋 殼 取

56、 較 大 值 。 v rz v rizi W rbF W rbF )( )( 1200 12 vWbkG2 2 4.4.7 驅(qū) 動(dòng) 橋 的 結(jié) 構(gòu) 元 件 一 、 支 承 軸 承 的 預(yù) 緊 為 了 提 高 主 減 速 器 錐 齒 輪 的 支 承 剛 度 ， 改 善 齒輪 嚙 合 的 平 穩(wěn) 性 ， 應(yīng) 對(duì) 支 承 錐 齒 輪 的 圓 錐 滾 子 軸 承進(jìn) 行 預(yù) 緊 。 但 是 如 果 預(yù) 緊 力 過(guò) 大 ， 會(huì) 使 軸 承 工 作 條件 變 壞 ， 降 低 傳 動(dòng) 效 率 ， 加 速 軸 承 的 磨 損 ， 還 會(huì) 導(dǎo)致 軸 承 過(guò) 熱 而 損 壞 等 。 通 常 軸 承 預(yù) 緊 度 的

57、大 小 用 軸承 的 摩 擦 力 矩 來(lái) 衡 量 。預(yù) 緊 后 的 軸 承 摩 擦 力 矩 的 合 理 值 應(yīng) 根 據(jù) 試 驗(yàn) 確 定 。對(duì) 于 貨 車(chē) ， 主 動(dòng) 錐 齒 輪 滾 錐 軸 承 的 摩 擦 力 矩 一 般 為1 3N m。 主 動(dòng) 錐 齒 輪 軸 承 預(yù) 緊 力 的 調(diào) 整 可 利 用 精 選 兩 軸 承 內(nèi) 圈 之間 的 套 筒 長(zhǎng) 度 (圖 4 10)、 調(diào) 整 墊 片 厚 度 (圖 4 16)等 方 法進(jìn) 行 。 在 使 用 中 采 用 這 些 方 法 不 太 方 便 ， 因 為 若 得 到 合 適的 軸 承 預(yù) 緊 度 往 往 需 反 復(fù) 調(diào) 整 多 次 。 近 年 來(lái)

58、 ， 采 用 軸 向 具有 彈 性 的 波 形 套 筒 調(diào) 整 軸 承 預(yù) 緊 度 的 方 法 空 用 得 較 多 。 波形 套 筒 安 置 在 兩 軸 承 內(nèi) 圈 之 間 (圖 4 39a)或 軸 承 與 軸 肩 之間 ， 其 上 有 一 波 紋 區(qū) 或 其 它 容 易 產(chǎn) 生 軸 向 變 形 的 部 分 。 該套 筒 的 軸 向 載 荷 與 軸 向 變 形 之 間 具 有 如 圖 4 39b所 示 的 特性 。 A點(diǎn) 為 流 動(dòng) 點(diǎn) ， 當(dāng) 軸 承 預(yù) 緊 后 ， 波 形 套 選 在 A點(diǎn) 以 后 的塑 性 變 形 區(qū) 工 作 ， 由 于 該 區(qū) 載 荷 變 形 曲 線(xiàn) 平 坦 ， 因 而

59、 容 易使 軸 承 預(yù) 緊 度 保 持 在 規(guī) 定 范 圍 內(nèi) 。 但 每 拆 裝 一 次 ， 由 于 材料 的 冷 作 硬 化 ， 套 筒 的 一 端 需 要 加 一 薄 墊 片 ， 以 使 波 形 套筒 再 次 在 塑 性 區(qū) 工 作 。 波 形 套 用 冷 拔 低 碳 無(wú) 縫 鋼 管 制 造 。一 個(gè) 新 的 波 形 套 拆 裝 3-4次 就 會(huì) 因 塑 性 太 小 而 報(bào) 廢 ， 這 是波 形 套 的 主 要 缺 點(diǎn) 。 圖 4 39 波 形 套 筒 及 其 特 性 從 動(dòng) 錐 齒 輪 滾 錐 軸 承 預(yù) 緊 力 ， 靠 軸 承 外 側(cè) 的 調(diào) 整螺 母 (圖 4 16)或 主 減 速

60、 器 殼 與 軸 承 蓋 之 間 的 調(diào) 整墊 片 (圖 4 15)來(lái) 調(diào) 整 。 二 、 錐 齒 輪 嚙 合 調(diào) 整 在 軸 承 預(yù) 緊 度 調(diào) 整 之 后 ， 須 進(jìn) 行 錐 齒 輪 嚙 合 調(diào)整 ， 以 保 證 齒 輪 副 嚙 合 印 跡 正 常 ， 并 使 齒 輪 大 端 處齒 側(cè) 間 隙 在 適 當(dāng) 的 范 圍 內(nèi) (一 般 為 0.1 0.35mm)。主 減 速 器 錐 齒 輪 正 確 的 嚙 合 印 跡 位 于 齒 高 中 部 稍 偏小 端 。 當(dāng) 輪 齒 嚙 合 印 跡 不 正 常 或 齒 側(cè) 間 隙 不 適 宜 時(shí) ，可 加 、 減 主 減 速 器 殼 與 軸 承 之 間 的

61、 調(diào) 整 墊 片 (圖 416)， 在 軸 向 移 動(dòng) 主 動(dòng) 錐 齒 輪 ， 對(duì) 從 動(dòng) 錐 齒 輪 軸 承外 兩 調(diào) 整 螺 母 旋 進(jìn) 、 旋 出 相 同 的 角 度 ， 或 將 主 減 速器 殼 一 側(cè) 的 墊 片 (圖 4 16)的 一 部 分 取 出 放 到 另 一側(cè) ， 以 便 移 動(dòng) 從 動(dòng) 錐 齒 輪 ， 從 而 實(shí) 現(xiàn) 對(duì) 錐 齒 輪 的 嚙合 調(diào) 整 。 三 . 潤(rùn) 滑 對(duì) 于 螺 旋 錐 齒 輪 主 減 速 器 ， 可 加 注 一 般 的 齒 輪油 ， 但 對(duì) 于 雙 曲 面 齒 輪 主 減 速 器 ， 則 必 須 加 注 雙 曲面 齒 輪 油 。 加 油 孔 應(yīng) 設(shè)

62、在 加 油 方 便 之 處 ， 放 油 孔 應(yīng)設(shè) 在 橋 殼 最 低 處 。 為 了 防 止 因 主 減 速 器 和 橋 殼 中 部溫 度 高 使 殼 內(nèi) 氣 壓 增 大 而 引 起 漏 油 ， 需 裝 通 氣 塞 。 差 速 器 殼 上 應(yīng) 開(kāi) 孔 使 潤(rùn) 滑 油 能 進(jìn) 入 ， 以 保 證 差速 齒 輪 和 滑 動(dòng) 表 面 的 潤(rùn) 滑 。 主 動(dòng) 錐 齒 輪 上 的 后 軸 承 距 從 動(dòng) 錐 齒 輪 較 遠(yuǎn) ， 無(wú) 法 采 用飛 濺 潤(rùn) 滑 。 為 此 ， 常 在 主 減 速 器 殼 上 設(shè) 置 油 道 ， 齒 輪 飛 濺出 來(lái) 的 油 進(jìn) 入 油 杯 狀 的 油 口 ， 經(jīng) 油 道 流 到 后 軸 承 處 。 主 動(dòng)錐 齒 輪 軸 的 后 軸 承 滾 錐 大 端 向 外 ， 有 向 外 泵 油 的 作 用 ， 因而 在 該 軸 承 外 側(cè) 要 有 回 油 道 口 ， 使 油 能 流 回 橋 殼 ， 以 保 護(hù)油 封 不 被 破 壞 。