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1、
畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述
----轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋
一.前言
汽車的驅(qū)動(dòng)橋處于傳動(dòng)系的末端,主要由主減速器,差速器,半軸和驅(qū)動(dòng)橋殼等組成。其功用是:(1)將萬向傳動(dòng)裝置傳來的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩通過主減速器,差速器,半軸等傳到驅(qū)動(dòng)車輪,實(shí)現(xiàn)降低轉(zhuǎn)速,增大轉(zhuǎn)矩;(2)通過主減速器圓錐齒輪副改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向;(3)通過差速器實(shí)現(xiàn)兩側(cè)車輪差速作用,保證內(nèi),外側(cè)車輪以不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向。同時(shí),驅(qū)動(dòng)橋還要承受作用于路面和車架或車廂之間的鉛垂力、縱向力和橫向力。
驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)型式與驅(qū)動(dòng)車輪的懸掛型式密切相關(guān)。對(duì)于各種不同類型和用途的汽車,正確地確定上述機(jī)件的結(jié)構(gòu)型式并成功地將它組合成一個(gè)整體,是設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題。
二.
2、轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的主要形式
目前世界上使用最多的汽車驅(qū)動(dòng)橋的類型有斷開式驅(qū)動(dòng)橋和非斷開式驅(qū)動(dòng)橋兩種。
一般汽車的驅(qū)動(dòng)橋總體構(gòu)造由驅(qū)動(dòng)橋殼,主減速器,差速器,半軸和輪轂組成。從變速器或分動(dòng)器經(jīng)萬向傳動(dòng)裝置輸入驅(qū)動(dòng)橋的轉(zhuǎn)矩首先傳到主減速器,在此增大轉(zhuǎn)矩并相應(yīng)降低轉(zhuǎn)速后,經(jīng)差速器分配給左,右兩半軸,最后通過半軸外端的凸緣盤傳至驅(qū)動(dòng)車輪的輪轂。驅(qū)動(dòng)橋殼由主減速器殼和半軸套管組成。輪轂借助軸承支承在半軸套管上。
整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋通過彈性懸架與車架連接,由于半軸套管與主減速器殼是剛性地連成一體的,因而兩側(cè)的半軸和驅(qū)動(dòng)輪不可能在橫向平面內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng),故稱這種驅(qū)動(dòng)橋?yàn)榉菙嚅_式驅(qū)動(dòng)橋,亦稱為整體式驅(qū)動(dòng)橋。
為了提高
3、汽車行駛平順性和通過性,有些轎車和越野車全部或部分驅(qū)動(dòng)輪采用獨(dú)立懸架,即將兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)輪分別用彈性懸架與車架相連,兩輪可彼此獨(dú)立地相對(duì)車架上下跳動(dòng)。與此相對(duì),主減速器殼固定在車架上。驅(qū)動(dòng)橋殼應(yīng)制成分段并通過鉸鏈連接,這種驅(qū)動(dòng)橋稱為斷開式驅(qū)動(dòng)橋,主減速器固定在車架或車身上,兩側(cè)車輪分別通過各自的彈性元件,減震器和擺臂組成的彈性懸架與車架相連。為適應(yīng)車輪繞擺臂軸上下跳動(dòng)的需要,差速器與輪轂之間的半軸兩端用萬向節(jié)連接。
驅(qū)動(dòng)橋的組成
驅(qū)動(dòng)橋主要由主減速器、差速器、半軸和驅(qū)動(dòng)橋殼等組成。
1.主減速器
主減速器一般用來改變傳動(dòng)方向,降低轉(zhuǎn)速,增大扭矩,保證汽車有足夠的驅(qū)動(dòng)力和適當(dāng)?shù)乃俣?/p>
4、。主減速器類型較多,有單級(jí)、雙級(jí)、雙速、輪邊減速器等。
1)單級(jí)主減速器
由一對(duì)減速齒輪實(shí)現(xiàn)減速的裝置,稱為單級(jí)減速器。其結(jié)構(gòu)簡單,重量輕,東風(fēng)BQl090型等輕、中型載重汽車上應(yīng)用廣泛。
2)雙級(jí)主減速器
對(duì)一些載重較大的載重汽車,要求較大的減速比,用單級(jí)主減速器傳動(dòng),則從動(dòng)齒輪的直徑就必須增大,會(huì)影響驅(qū)動(dòng)橋的離地間隙,所以采用兩次減速。通常稱為雙級(jí)減速器。雙級(jí)減速器有兩組減速齒輪,實(shí)現(xiàn)兩次減速增扭。
為提高錐形齒輪副的嚙合平穩(wěn)性和強(qiáng)度,第一級(jí)減速齒輪副是螺旋錐齒輪。二級(jí)齒輪副是斜齒圓柱齒輪。
主動(dòng)圓錐齒輪旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)從動(dòng)圓錐齒輪旋轉(zhuǎn),從而完成一級(jí)減速。第二
5、級(jí)減速的主動(dòng)圓柱齒輪與從動(dòng)圓錐齒輪同軸而一起旋轉(zhuǎn),并帶動(dòng)從動(dòng)圓柱齒輪旋轉(zhuǎn),進(jìn)行第二級(jí)減速。因從動(dòng)圓柱齒輪安裝于差速器外殼上,所以,當(dāng)從動(dòng)圓柱齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),通過差速器和半軸即驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.差速器
差速器用以連接左右半軸,可使兩側(cè)車輪以不同角速度旋轉(zhuǎn)同時(shí)傳遞扭矩。保證車輪的正常滾動(dòng)。有的多橋驅(qū)動(dòng)的汽車,在分動(dòng)器內(nèi)或在貫通式傳動(dòng)的軸間也裝有差速器,稱為橋間差速器。其作用是在汽車轉(zhuǎn)彎或在不平坦的路面上行駛時(shí),使前后驅(qū)動(dòng)車輪之間產(chǎn)生差速作用。
目前國產(chǎn)轎車及其它類汽車基本都采用了對(duì)稱式錐齒輪普通差速器。對(duì)稱式錐齒輪差速器由行星齒輪、半軸齒輪、行星齒輪軸(十字軸或一根直銷軸)和差速器
6、殼等組成。
目前大多數(shù)汽車采用行星齒輪式差速器,普通錐齒輪差速器由兩個(gè)或四個(gè)圓錐行星齒輪、行星齒輪軸、兩個(gè)圓錐半軸齒輪和左右差速器殼等組成。
3.半軸
半軸是將差速器傳來的扭矩再傳給車輪,驅(qū)動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn),推動(dòng)汽車行駛的實(shí)心軸。由于輪轂的安裝結(jié)構(gòu)不同,而半軸的受力情況也不同。所以,半軸分為全浮式、半浮式、3/4浮式三種型式。
1)全浮式半軸
一般大、中型汽車均采用全浮式結(jié)構(gòu)。 半軸的內(nèi)端用花鍵與差速器的半軸齒輪相連接,半軸的外端鍛出凸緣,用螺栓和輪轂連接。輪轂通過兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的圓錐滾子軸承文承在半軸套管上。半軸套管與后橋殼壓配成一體,組成驅(qū)動(dòng)橋殼。用這樣的支承形式,半
7、軸與橋殼沒有直接聯(lián)系,使半軸只承受驅(qū)動(dòng)扭矩而不承受任何彎矩,這種半軸稱為“全浮式”半軸。所謂“浮”意即半軸不受彎曲載荷。
全浮式半軸,外端為凸緣盤與軸制成一體。但也有一些載重汽車把凸緣制成單獨(dú)零件,并借花鍵套合在半軸外端。因而,半軸的兩端都是花鍵,可以換頭使用。
2)半浮式半軸
半浮式半軸的內(nèi)端與全浮式的一樣,不承受彎扭。其外端通過一個(gè)軸承直接支承在半軸外殼的內(nèi)側(cè)。這種支承方式將使半軸外端承受彎矩。因此,這種半袖除傳遞扭矩外,還局部地承受彎矩,故稱為半浮式半軸。這種結(jié)構(gòu)型式主要用于小客車。
3)3/4浮式半軸
3/4浮式半軸是受彎短的程度介于半浮式和全浮式之間。此式半軸目
8、前應(yīng)用不多,只在個(gè)別小臥車上應(yīng)用,如華沙M20型汽車。
4.橋殼
1) 整體式橋殼
整體式橋殼因強(qiáng)度和剛度性能好,便于主減速器的安裝、調(diào)整和維修,而得到廣泛應(yīng)用。整體式橋殼因制造方法不同,可分為整體鑄造式、中段鑄造壓入鋼管式和鋼板沖壓焊接式等。
2) 分段式驅(qū)動(dòng)橋殼
分段式橋殼一般分為兩段,由螺栓1將兩段連成一體。分段式橋殼比較易于鑄造和加工。
在許多轎車和全輪驅(qū)動(dòng)的越野汽車上,前橋除作為轉(zhuǎn)向橋外,還兼起驅(qū)動(dòng)橋的作用,故稱為轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋。
它同一般驅(qū)動(dòng)橋一樣,有主減速器和差速器。但由于轉(zhuǎn)向時(shí)轉(zhuǎn)向車輪需要繞主銷偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度,故與轉(zhuǎn)向輪相連的半軸必須分成內(nèi)外兩段(內(nèi)半軸
9、和外半軸),其間用萬向節(jié)(一般多用等角速萬向節(jié))連接,同時(shí)主銷也因而分制成上下兩段。轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸部分做成中空的,以便外半軸穿過其中。
目前,許多現(xiàn)代轎車采用了發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)動(dòng)的布置形式,其前橋既是轉(zhuǎn)向橋又是驅(qū)動(dòng)橋。該類型轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋多與麥弗遜式獨(dú)立懸架配合使用,因其前輪內(nèi)側(cè)空間較大,便于布置,具有良好的接近性和維修方便性。
通常,轎車的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋?yàn)閿嚅_式的,而軍用越野汽車的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋多為非斷開式結(jié)構(gòu)。在后一種結(jié)構(gòu)中,為了避免與發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼發(fā)生干涉,和便于布置傳動(dòng)軸往往將主減速器與差速器總成向一側(cè)偏移,使這種轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋左右不對(duì)稱。
三.國內(nèi)轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的發(fā)展趨勢
在國內(nèi)目前的市場上,中央雙級(jí)驅(qū)
10、動(dòng)橋主要有2 種類型:一類載重汽車后橋設(shè)計(jì),如伊頓系列產(chǎn)品,事先就在單級(jí)減速器中預(yù)留好空間,當(dāng)要求增大牽引力與速比時(shí),可裝入圓柱行星齒輪減速機(jī)構(gòu),將原中央單級(jí)改成中央雙級(jí)驅(qū)動(dòng)橋,這種改制“三化”(即系列化,通用化,標(biāo)準(zhǔn)化)程度高,橋殼、主減速器等均可通用,錐齒輪直徑不變;另一類如洛克威爾系列產(chǎn)品,當(dāng)要增大牽引力與速比時(shí),需要改制第一級(jí)傘齒輪后,再裝入第二級(jí)圓柱直齒輪或斜齒輪,變成要求的中央雙級(jí)驅(qū)動(dòng)橋,這時(shí)橋殼可通用,主減速器不通用,錐齒輪有2 個(gè)規(guī)格。由于上述中央雙級(jí)減速橋均是在中央單級(jí)橋的速比超出一定數(shù)值或牽引總質(zhì)量較大時(shí),作為系列產(chǎn)品而派生出來的一種型號(hào),它們很難變型為前驅(qū)動(dòng)橋,使用受到一
11、定限制;因此,綜合來說,雙級(jí)減速橋一般均不作為一種基本型驅(qū)動(dòng)橋來發(fā)展,而是作為某一特殊考慮而派生出來的驅(qū)動(dòng)橋存在。
隨著我國公路條件的改善和物流業(yè)對(duì)車輛性能要求的變化,載重汽車驅(qū)動(dòng)橋技術(shù)已呈現(xiàn)出向單級(jí)化發(fā)展的趨勢。單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)車橋是驅(qū)動(dòng)橋中結(jié)構(gòu)最簡單的一種,制造工藝較簡單,成本較低,是驅(qū)動(dòng)橋的基本型,在重型卡車上占有重要地位;目前重型卡車發(fā)動(dòng)機(jī)向低速大扭矩發(fā)展的趨勢使得驅(qū)動(dòng)橋的傳動(dòng)比向小速比發(fā)展;隨著公路狀況的改善,特別是高速公路的迅猛發(fā)展,許多重型卡車使用條件對(duì)汽車通過性的要求降低,因此,重型卡車產(chǎn)品不必像過去一樣,采用復(fù)雜的結(jié)構(gòu)提高其的通過性;與帶輪邊減速器的驅(qū)動(dòng)橋相比,由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡化
12、,單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋機(jī)械傳動(dòng)效率提高,易損件減少,可靠性增加。
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