汽车底盘构造与维修项目6课件.ppt
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- 汽车底盘 构造 维修 项目 课件
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1、汽车底盘构造与维修项目项目6 6 驱动桥驱动桥驱动桥的功用、组成和分类主减速器 差速器驱动轴与桥壳驱动桥的使用、维护与检修 任务任务6.1 6.1 驱动桥的功用、组成和分类驱动桥的功用、组成和分类 驱动桥的功用 一、一、驱动桥的功用是将由万向传动装置传来的发动机转矩传给驱动车轮,并经降速增矩、改变动力传动方向使汽车行驶,而且允许左右驱动车轮以不同的转速旋转。任务任务6.1 6.1 驱动桥的功用、组成和分类驱动桥的功用、组成和分类 驱动桥的组成 二、驱动桥是传动系的最后一个总成,一般由主减速器、差速器、半轴和桥壳等组成,如图6-1所示。驱动桥的主要零部件都安装在驱动桥的桥壳中。图图6-1 6-1
2、 驱动桥的组成驱动桥的组成11轮载;轮载;22半轴;半轴;33桥壳;桥壳;44主减速器;主减速器;55差速器差速器 任务任务6.1 6.1 驱动桥的功用、组成和分类驱动桥的功用、组成和分类 对离合器的要求 三、按照悬架结构的不同,驱动桥可以分为整体式驱动桥和断开式驱动桥。整体式驱动桥又称为非断开式驱动桥。整体式驱动桥与非独立悬架配合使用。整体式驱动桥的驱动桥壳为一刚性的整体,驱动桥两端通过悬架与车架或车身连接,左右半轴始终在一条直线上,即左右驱动轮不能相互独立地跳动。当某一侧车轮通过地面的凸出物或凹坑升高或下降时,整个驱动桥及车身都要随之发生倾斜,车身波动大。断开式驱动桥与独立悬架配合使用。断
3、开式驱动桥的主减速器固定在车架或车身上,驱动桥壳制成分段并用铰链连接,半轴也分段并用万向节连接,驱动桥两端分别用悬架与车架或车身连接。这样,两侧驱动车轮及桥壳可以彼此独立地相对于车架或车身上下跳动。任务任务6.1 6.1 驱动桥的功用、组成和分类驱动桥的功用、组成和分类任务任务6.2 6.2 主主 减减 速速 器器 主减速器的功用 一、一、主减速器的功用有:将发动机转矩传给差速器;在动力的传动过程中将转矩增大并相应降低转速;对于纵置发动机,将转矩的旋转方向改变90。任务任务6.2 6.2 主主 减减 速速 器器 主减速器的类型 二、按参加传动的齿轮副数目,主减速器可分为单级式主减速器和双级式主
4、减速器。有些重型汽车又将双级式主减速器的第二级圆柱齿轮传动设置在两侧驱动车轮附近,称为轮边主减速器。按传动比个数,主减速器可分为单速式主减速器和双速式主减速器。单速式主减速器的传动比是固定的,而双速式主减速器则有两个传动比供驾驶者选择。任务任务6.2 6.2 主主 减减 速速 器器按齿轮副结构形式,主减速器可分为圆柱齿轮式主减速器和圆锥齿轮式主减速器。其中,圆柱齿轮式又可分为定轴轮式和行星轮式,圆锥齿轮式又可分为螺旋锥齿轮式和准双曲面锥齿轮式。任务任务6.2 6.2 主主 减减 速速 器器单级主减速器结构简单、质量小、体积小、传动效率高。对于发动机纵向布置的汽车,由于需要改变动力传递方向,单级
5、主减速器都采用一对圆锥齿轮传动,如桑塔纳轿车、东风汽车等。图6-2为桑塔纳轿车主减速器和差速器图。单级主减速器1.任务任务6.2 6.2 主主 减减 速速 器器图图6-2 6-2 桑塔纳轿车主减速器和差速器图桑塔纳轿车主减速器和差速器图任务任务6.2 6.2 主主 减减 速速 器器机前置前轮驱动,整个传动系都集中布置在汽车前部,因此其主减速器装于变速器壳体内,没有专门的主减速器壳体。由于省去了变速器与主减速器之间的万向传动装置,所以变速器输出轴即为主减速器主动轴。对于发动机横向布置的汽车,单级主减速器采用一对圆柱齿轮即可,如宝来1.8T、别克凯越、丰田卡罗拉等汽车。任务任务6.2 6.2 主主
6、 减减 速速 器器 图图6-3 6-3 别克凯越汽车主减速器和差速器的结构和零件分解图别克凯越汽车主减速器和差速器的结构和零件分解图(a a)结构图)结构图 (b b)零件分解图)零件分解图 任务任务6.2 6.2 主主 减减 速速 器器双级主减速器2.图图6-4 6-4 解放汽车的双级主减速器解放汽车的双级主减速器11第二级从动齿轮;第二级从动齿轮;22差速器;差速器;33调整螺母;调整螺母;4 4、1515轴承盖;轴承盖;55第二级主动齿轮;第二级主动齿轮;6 6、7 7、8 8、1313调整垫片;调整垫片;99第一级主动锥齿轮轴;第一级主动锥齿轮轴;1010轴承座;轴承座;1111第一级
7、主动锥齿轮;第一级主动锥齿轮;1212主减速器;主减速器;1414中间轴;中间轴;1616第一级从动锥齿轮;第一级从动锥齿轮;1717后盖后盖 有些汽车需要较大的主减速器传动比,单级主减速器已不能满足要求,这就需要采用由两对齿轮降速的双级主减速器。任务任务6.2 6.2 主主 减减 速速 器器第一级传动为第一级主动锥齿轮和第一级从动锥齿轮,这是一对螺旋锥齿轮,其传动比为25/13=1923;第二级传动为第二级主动齿轮和第二级从动齿轮,这是一对斜齿圆柱齿轮,其传动比为45/15=3。任务任务6.2 6.2 主主 减减 速速 器器第一级主动锥齿轮和第一级主动锥齿轮轴制成一体,用两个圆锥滚子轴承(相
8、距较远)支承在轴承座的座孔中,因主动锥齿轮悬伸在两轴承之后,故称为悬臂式支承。第一级从动锥齿轮用铆钉铆接在中间轴的凸缘上。第二级主动齿轮与中间轴制成一体,用两个圆锥滚子轴承支承在两端轴承盖的座孔中,轴承盖用螺栓与主减速器壳固定连接。第二级从动齿轮夹在左右两半差速器壳之间,并用螺栓将其紧固在一起,其支承形式与东风汽车主减速器中差速器壳的支承形式相同。任务任务6.3 6.3 差差 速速 器器 差速器的功用是将主减速器传来的动力传给左、右两半轴,并在必要时允许左、右半轴以不同转速旋转,使左、右驱动轮相对地面纯滚动而不是滑动。差速器的功用 一、一、任务任务6.3 6.3 差差 速速 器器 当汽车转弯行
9、驶时,内、外两侧车轮中心在同一时间内移过的曲线距离显然不同,即外侧车轮移过的距离大于内侧车轮,如图6-5所示。若两侧车轮都固定在同一刚性转轴上,两轮角速度相等,则此时外轮必然是边滚动边滑移,内轮必然是边滚动边滑转。任务任务6.3 6.3 差差 速速 器器图图6-5 6-5 汽车转向时汽车转向时内、外轮的运动示意图内、外轮的运动示意图同样,汽车在不平路面上直线行驶时,两侧车轮实际移过的曲线距离也不相等。因此,在角速度相同的条件下,波形较显著的路面上运动的一侧车轮是边滚动边滑移,另一侧车轮则是边滚动边滑转。任务任务6.3 6.3 差差 速速 器器即使路面非常平直,但由于轮胎存在制造尺寸误差,磨损程
10、度不同,承受的载荷不同或充气压力不等,各个轮胎的滚动半径实际上不可能相等,因此,只要各轮角速度相等,车轮对路面的滑动就必然存在。车轮对路面的滑动不仅会加速轮胎磨损,增加汽车的动力消耗,而且可能导致转向和制动性能的恶化。所以,在正常行驶条件下,应使车轮尽可能不发生滑动,差速器的作用就在于此。任务任务6.3 6.3 差差 速速 器器 差速器的类型 二、二、差速器按其工作特性可分为普通齿轮差速器和防滑差速器两大类。任务任务6.3 6.3 差差 速速 器器普通齿轮差速器1.图图6-6 6-6 桑塔纳汽车差速器桑塔纳汽车差速器任务任务6.3 6.3 差差 速速 器器(1)普通齿轮差速器的结构。普通齿轮差
11、速器由差速器壳、行星齿轮轴、2个行星齿轮、2个半轴齿轮、复合式推力垫片等组成。行星齿轮轴装入差速器壳后用止动销定位。行星齿轮和半轴齿轮的背面制成球面,与复合式推力垫片相配合,以减小摩擦、增强耐磨性。螺纹套用于紧固半轴齿轮。差速器通过一对圆锥滚子轴承支承在变速器壳体中。(2)普通齿轮差速器的工作原理。普通齿轮差速器的工作原理如图6-7所示。两齿条a、b和行星齿轮啮合,且两齿条质量相等,当向上拉起行星齿轮时,两齿条一起被拉起;当a齿条受到阻力时,向上拉起行星齿轮必导致齿条b向上移动。齿条a、b相当于差速器中的半轴齿轮。任务任务6.3 6.3 差差 速速 器器任务任务6.3 6.3 差差 速速 器器
12、 图图6-7 6-7 普通齿轮差速器的工作原理普通齿轮差速器的工作原理任务任务6.3 6.3 差差 速速 器器普通齿轮差速器的差速原理如图6-8所示。主减速器传来的动力带动差速器壳转动,经过行星齿轮轴、行星齿轮、半轴齿轮和半轴,最后传给两侧驱动轮。图图6-8 6-8 普通齿轮差速器的差速原理普通齿轮差速器的差速原理(a a)直线行驶)直线行驶 (b b)转弯)转弯半轴(驱动轴)在差速器内分成左右两段,并装上半轴齿轮。差速器壳固定在从动锥齿轮上,半轴齿轮和行星齿轮啮合,行星齿轮支承在差速器壳上。当从动锥齿轮旋转时,行星齿轮公转。当单侧半轴齿轮受到阻力时,行星齿轮一边公转一边自转。当直线行驶时,行
13、星齿轮公转,没有自转。任务任务6.3 6.3 差差 速速 器器任务任务6.3 6.3 差差 速速 器器当左转弯行驶时,行星齿轮一边公转,一边绕着左侧半轴齿轮自转。如果行星齿轮公转100周,则在直线行驶时,左右两行星齿轮加起来就公转200周。在转弯时,若左边的行星齿轮公转50周,则右边的行星齿轮就转150周,左右两行星齿轮共公转200周。普通齿轮差速器使汽车通过不良路面的行驶能力受到限制,为了提高汽车通过不良路面的能力,可采用防滑差速器。当汽车某一侧驱动轮发生滑转时,防滑差速器的差速作用即被锁止,并将大部分或全部转矩分配给未滑转的驱动轮,充分利用未滑转车轮与地面之间的附着力,以产生足够的牵引力使
14、汽车继续行驶。任务任务6.3 6.3 差差 速速 器器防滑差速器2.任务任务6.3 6.3 差差 速速 器器防滑差速器有强制锁止式和自锁式两大类。(1)强制锁止式差速器。图6-9为汽车强制锁止式差速器,由牙嵌式接合器及其操纵机构两大部分构成差速锁。牙嵌式接合器的固定接合套用花键与差速器壳左端连接,并用弹性垫圈轴向定位。滑动接合套用花键与半轴连接,并可在轴上轴向滑动。操纵机构的拨叉装在拨叉轴上,并可沿导向轴轴向滑动,其叉形部分插入滑动接合套的环槽中。任务任务6.3 6.3 差差 速速 器器图图6-9 6-9 强制锁止式差速器强制锁止式差速器11传动凸缘;传动凸缘;22油封;油封;33轴承;轴承;
15、44调整隔圈;调整隔圈;55主减主减速器主动锥齿轮;速器主动锥齿轮;66轴承;轴承;77调调整垫片;整垫片;88主减速器壳;主减速器壳;99挡油挡油盘;盘;1010桥壳;桥壳;1111、2929半轴;半轴;1212带挡油盘的调整垫片;带挡油盘的调整垫片;1313轴轴承盖;承盖;1414定位销;定位销;1515集油槽;集油槽;1616轴承;轴承;1717、2424差速器壳;差速器壳;1818推力垫片;推力垫片;1919半轴齿轮;半轴齿轮;2020主减速器从动锥齿轮;主减速器从动锥齿轮;2121锁锁板;板;2222衬套;衬套;2323、4242螺栓;螺栓;2525调整螺母;调整螺母;2626固定接
16、合套;固定接合套;2727弹性垫圈;弹性垫圈;2828滑动接合套;滑动接合套;3030气管接头;气管接头;3131带密封圈的活带密封圈的活塞;塞;3232差速锁指示灯开关;差速锁指示灯开关;3333调整螺钉及其锁紧螺母;调整螺钉及其锁紧螺母;3434缸盖;缸盖;3535缸体;缸体;3636拨叉轴拨叉轴;3737拨叉;拨叉;3838弹簧;弹簧;3939导向导向轴;轴;4040行星齿轮;行星齿轮;4141密封圈;密封圈;4343十字轴;十字轴;4444推推力垫圈;力垫圈;4545轴承座;轴承座;4646螺母螺母当汽车通过不良路面需要锁止时,通过驾驶者的操纵,压缩空气由气管接头进入气动活塞缸左腔,推
17、动活塞右移,并经调整螺钉和拨叉轴推动拨叉压缩弹簧右移,从而拨动滑动接合套左移与固定接合套嵌合,将左半轴与差速器壳连成一个整体,则左右两半轴转矩便可全部分配给良好路面上的车轮。与此同时,差速锁指示灯开关接通,驾驶室内指示灯亮,提醒驾驶者差速器处于锁止状态,汽车驶出不良路面后应及时解除差速器锁止。任务任务6.3 6.3 差差 速速 器器任务任务6.3 6.3 差差 速速 器器当汽车通过不良路面后驶上良好路面时,需要解除差速器的锁止,可通过操纵机构放掉气缸内的压缩空气,则作用在活塞左端面的气压力消失,拨叉及滑动接合套在弹簧的作用下左移回位,接合器分离,差速器恢复差速作用,同时差速锁指示灯熄灭。(2)
18、自锁式差速器。常用的自锁式差速器有摩擦片式和托森差速器等多种形式。摩擦片式自锁差速器。图6-10为摩擦片式自锁差速器。在两半轴齿轮背面与差速器壳之间各安装了一套摩擦片式离合器,该离合器由推力压盘和主、从动摩擦片组成。推力压盘以内花键与半轴连接,外花键与从动摩擦片的内花键连接。主动摩擦片的外花键与差速器壳的内花键连接。主、从动摩擦片及推力压盘均可做微小的轴向移动。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形斜面,差速器壳上的配合孔较大,相应地也加工有凹V形斜面。两面行星齿轮轴的V形面是反向安装的。任务任务6.3 6.3 差差 速速 器器任务任务6.3 6.3 差差 速速 器器 图
19、图6-10 6-10 摩擦片式自锁差速器摩擦片式自锁差速器任务任务6.3 6.3 差差 速速 器器当汽车直线行驶时,两半轴无转速差,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行星齿轮轴分别向左右方向做微小轴向活动,通过行星齿轮推动推力压盘压紧摩擦片。此时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、主从动摩擦片组和推力压盘传给半轴。当汽车转弯或一侧车轮在不良路面上滑转时,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
20、摩擦片间将产生摩擦力矩。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。摩擦作用越强,两半轴的转矩差越大,最大可达7倍。摩擦片式自锁差速器结构简单、工作平稳,多用于汽车或轻型货车。任务任务6.3 6.3 差差 速速 器器任务任务6.3 6.3 差差 速速 器器 托森差速器。图6-11为奥迪A4全轮驱动汽车前后驱动桥之间采用的托森差速器的结构。“托森”表示“转矩灵敏”,它是一种轴间自锁差速器,装在变速器后端,转矩由变速器输出轴传给托森差速器,再由差速器直接分配给前驱动桥和后
21、驱动桥。图图6-11 6-11 托森差速器的结构托森差速器的结构托森差速器由差速器壳、蜗轮(6个)、蜗轮轴(6根)、直齿圆柱齿轮(12个)及前、后轴蜗杆组成。当前、后驱动桥无转速差时,蜗轮绕自身轴自转,各蜗轮、蜗杆与差速器壳一起等速转动,差速器不起差速作用。当前、后驱动桥需要有转速差,如汽车转弯时,因前轮转弯半径大,差速器起差速作用。此时,蜗轮除公转传递动力外,还要自转。任务任务6.3 6.3 差差 速速 器器任务任务6.3 6.3 差差 速速 器器相互啮合,使前后蜗轮自转方向相反,通过前轴蜗轮啮合副之间的摩擦作用,使转速较低的后驱动桥比转速较高的前驱动桥所分配到的转矩大。若后桥分配到的转矩大
22、到一定程度而出现滑转时,则后桥转速升高一点,转矩又立刻重新分配给前桥一些,所以驱动力的分配可根据转弯的要求自动调节,使汽车转弯时具有良好的驾驶性。当前、后驱动桥中某一桥因附着力小而出现滑转时,差速器起作用,将转矩的大部分分配给附着力好的另一驱动桥,从而提高了汽车通过不良路面的能力。任务任务6.4 6.4 驱动轴与桥壳驱动轴与桥壳 驱动轴的功用 一、驱动轴又称驱动半轴,驱动轴的功用是将差速器传来的动力传给驱动轮。因其传递的转矩较大,故常制成实心轴。因结构形式不同,驱动轴分为整体式驱动轴和断开式驱动轴。整体式驱动轴为一刚性整轴,而断开式驱动轴则分段并用万向节连接。如图6-12所示,整体式驱动轴是指
23、左右车轮被直接刚性连接,左右车轮的运动会发生相互干涉。如图6-13所示,断开式驱动轴是指左右车轮未被直接刚性连接,左右车轮的运动不发生相互干涉。任务任务6.4 6.4 驱动轴与桥壳驱动轴与桥壳 驱动轴的分类 二、任务任务6.4 6.4 驱动轴与桥壳驱动轴与桥壳图图6-12 6-12 整体式驱动轴整体式驱动轴 图图6-13 6-13 断开式驱动轴断开式驱动轴 任务任务6.4 6.4 驱动轴与桥壳驱动轴与桥壳整体式驱动轴1.(a a)全浮式)全浮式 (b b)3/43/4浮式浮式 (c c)半浮式)半浮式11轴承;轴承;22轮毂;轮毂;33桥壳;桥壳;44驱动轴驱动轴整体式驱动轴为一刚性整轴,按车
24、轮支承形式可分为全浮式、3/4浮式和半浮式,其结构各不相同,如图6-14所示。任务任务6.4 6.4 驱动轴与桥壳驱动轴与桥壳(1)全浮式驱动轴。如图6-15所示,全浮式驱动轴车轮侧锻造有半轴凸缘,用螺栓紧固在轮毂上,轮毂用一对轴承支承在桥壳上。驱动轴差速器侧用花键与半轴齿轮套合,并通过差速器壳支承在差速器座孔中。车轮侧桥壳通过一对轴承完全支承轮毂,即车轮和桥壳完全支承车轮上的载荷(包括汽车重量)。这种支承形式的驱动轴与桥壳没有直接联系,驱动轴不承受弯矩,只是负责传递转矩。图图6-15 6-15 全浮式驱动轴的结构全浮式驱动轴的结构任务任务6.4 6.4 驱动轴与桥壳驱动轴与桥壳(2)3/4浮
25、式驱动轴。如图6-14(b)所示,3/4浮式驱动轴车轮侧通过花键与轮毂套合,再通过螺母紧固。车轮侧桥壳通过1个轴承支承轮毂,即车轮和桥壳支承车轮上载荷的大部分。这种支承形式的车轮载荷不宜太大,驱动轴不但传递转矩,而且承受少量弯矩。(3)半浮式驱动轴。如图6-14(c)所示,半浮式驱动轴车轮侧通过花键与轮毂套合,再通过螺母紧固,车轮侧驱动轴通过1个轴承固定在轮毂上。这种支承形式的驱动轴和轮毂共同支承车轮载荷,驱动半轴传递转矩,同时承受很大的弯矩。任务任务6.4 6.4 驱动轴与桥壳驱动轴与桥壳断开式驱动轴为分段式驱动轴,由万向节和轴组成,差速器侧有花键与半轴齿轮套合,车轮侧有花键和螺纹与轮毂套合
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