汽车步进教程

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1、汽 车 步 进 教 程第一章 传动系传动系概述一传动系的功用汽车发动机所发出的动力靠传动系传递到驱动车轮。传动系具有减速、变速、倒车、中断动力、轮间差速和轴间差速等功能，与发动机配合工作，能保证汽车在各种工况条件下的正常行驶，并具有良好的动力性和经济性。二传动系的种类和组成传动系可按能量传递方式的不同，划分为机械传动、液力传动、液压传动、电传动等。机械传动系机械传动系一般由离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器和半轴等组成如下图所示，为发动机纵向安装在汽车前部，后桥驱动的42汽车布置示意图。发动机发出的动力经离合器、变速器、万向传动装置传到驱动桥。在驱动桥处，动力又经主减速器、差速器和

2、半轴等到达驱动车轮。液力传动液力传动也叫动液传动，它靠液体介质在主动元件和从动元件之间循环流动过程中动能的变化来传递动力。动液传动装置有液力偶合器和液力变矩器两种。液力偶合器能传递转矩，但不能改变转矩大小。液力变矩器除了具有液力偶合器的全部功能以外，还能实现无级变速。一般液力变矩器还不能满足各种汽车行驶工况的要求，往往需要串联一个有级式机械变速器，以扩大变矩范围，这样的传动称为液力机械传动。液压传动液压传动也叫静液传动，它靠液体传动介质静压力能的变化来传递能量，主要由油泵、液压马达和控制装置等组成。发动机输出的机械能通过油泵转换成液压能，然后再由液压马达将液压能转换成机械能。液压传动有布置灵活

3、等优点，但其传动效率较低、造价高、寿命与可靠性不理想，目前只用于少数特种车辆。电传动电传动是由发动机带动发电机发电，再由电动机驱动驱动桥（见图36）或由电动机直接驱动带有减速器的驱动轮。一.离合器的功用和工作原理离合器的功用离合器安装在发动机与变速器之间，用来分离或接合前后两者之间动力联系。其功用为：1） 使汽车平稳起步。2） 中断给传动系的动力，配合换档。3） 防止传动系过载。离合器的工作原理离合器的主动部分和从动部分借接触面间的摩擦作用，或是用液体作为传动介质（液力偶合器），或是用磁力传动（电磁离合器）来传递转矩，使两者之间可以暂时分离，又可逐渐接合，在传动过程中又允许两部分相互转动。目前

4、在汽车上广泛采用的是用弹簧压紧的摩擦离合器（简称为摩擦离合器）。发动机发出的转矩，通过飞轮及压盘与从动盘接触面的摩擦作用，传给从动盘。当驾驶员踩下离合器踏板时，通过机件的传递，使膜片弹簧大端带动压盘后移，此时从动部分与主动部分分离。摩擦离合器应能满足以下基本要求：(1) 保证能传递发动机发出的最大转矩，并且还有一定的传递转矩余力。(2) 能作到分离时，彻底分离，接合时柔和，并具有良好的散热能力。(3) 从动部分的转动惯量尽量小一些。这样，在分离离合器换档时，与变速器输入轴相连部分的转速就比较容易变化，从而减轻齿轮间冲击。(4) 具有缓和转动方向冲击，衰减该方向振动的能力，且噪音小。(5) 压盘

5、压力和摩擦片的摩擦系数变化小，工作稳定。(6) 操纵省力，维修保养方便。二离合器的种类汽车离合器有摩擦式离合器、液力偶合器、电磁离合器等几种。摩擦式离合器又分为湿式和干式两种。液力偶合器靠工作液（油液）传递转矩，外壳与泵轮连为一体，是主动件；涡轮与泵轮相对，是从动件。当泵轮转速较低时，涡轮不能被带动，主动件与从动件之间处于分离状态；随着泵轮转速的提高，涡轮被带动，主动件与从动件之间处于接合状态。电磁离合器靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离。如在主动与从动件之间放置磁粉，则可以加强两者之间的接合力，这样的离合器称为磁粉式电磁离合器。目前，与手动变速器相配合的绝大多数离合器为干式摩擦式离合器，

6、按其从动盘的数目，又分为单盘式、双盘式和多盘式等几种。湿式摩擦式离合器一般为多盘式的，浸在油中以便于散热。采用若干个螺旋弹簧作为压紧弹簧，并将这些弹簧沿压盘圆周分布的离合器称为周布弹簧离合器（如图所示）。采用膜片弹簧作为压紧弹簧的离合器称为膜片弹簧离合器。三. 离合器的构造离合器由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构四部分组成。主动部分主动部分包括飞轮、离合器盖、压盘等机件组成。这部分与发动机曲轴连在一起。离合器盖与飞轮靠螺栓连接，压盘与离合器盖之间是靠34个传动片传递转矩的。从动部分从动部分是由单片、双片或多片从动盘所组成，它将主动部分通过摩擦传来的动力传给变速器的输入轴。从动盘由从动盘本

7、体，摩擦片和从动盘毂三个基本部分组成。为了避免转动方向的共振，缓和传动系受到的冲击载荷，大多数汽车都在离合器的从动盘上附装有扭转减震器。为了使汽车能平稳起步，离合器应能柔和接合，这就需要从动盘在轴向具有一定弹性。为此，往往在动盘本体园周部分，沿径向和周向切槽。再将分割形成的扇形部分沿周向翘曲成波浪形，两侧的两片摩擦片分别与其对应的凸起部分相铆接，这样从动盘被压缩时，压紧力随翘曲的扇形部分被压平而逐渐增大，从而达到接合柔和的效果。扭转减振器离合器接合时，发动机发出的转矩经飞轮和压盘传给了动盘两侧的摩擦片，带动从动盘本体和与从动盘本体铆接在一起的减振器盘转动。动盘本体和减振器盘又通过六个减振器弹簧

8、把转矩传给了从动盘毂。因为有弹性环节的作用，所以传动系受的转动冲击可以在此得到缓和。传动系中的扭转振动会使从动盘毂相对于动盘本体和减振器盘来回转动，夹在它们之间的阻尼片靠摩擦消耗扭转振动的能量，将扭转振动衰减下来。捷达轿车的从动盘有两级减振装置。第一级为预减振装置，第二级为减振弹簧，其扭转特性为变刚度特性。第一级预减振装置很软，在发动机怠速时，它能避免将发动机的波动传给变速器，从而消除了变速器的噪声。当传动系在小转矩负荷下工作（包括减速滑行）时，预减振装置也能减小变速器和主减速器内齿轮和系统内其他机件的扭转振动和噪声。第二级减振弹簧刚度较大。拿安装减振器弹簧的长方孔比较，在这里从动盘毂的孔要比

9、从动盘本体和减振器盘的孔长，因此，这一级减振器弹簧要在动盘毂与从动盘本体相互正向（发动机带动传动系）转过5度，或反向（传动系带动发动机）转过2.5度时才起作用，否则，将只有第一级预减振装置起作用。第二级减振装置能够降低发动机曲轴与传动系接合部分的扭转刚度，调谐传动系扭振固有频率，使传动系共振应力下降。还能缓和汽车改变行驶状态时对传动系产生的扭转冲击，并改善离合器的接合平顺性。捷达轿车从动盘两级减振装置的扭转角度与作用转矩的关系在离合器从分离到接合的过程中，从动片与飞轮和压盘之间要发生摩擦，产生大量热量。这些热量需要及时散出，以避免摩擦片因温度过高而损坏，所以在离合器盖上都设有窗口，有的还制有导

10、风片，以加强其内部的通风散热。压紧机构压紧机构主要由螺旋弹簧或膜片弹簧组成，与主动部分一起旋转，它以离合器盖为依托，将压盘压向飞轮，从而将处于飞轮和盘压间的从动盘压紧。螺旋弹簧分为沿周向布置和在中央布置两种。将一个圆柱形或圆锥形弹簧布置在中央的离合器称为中央弹簧离合器。一.变速器概述变速器功用1）改变传动比，满足不同行驶条件对牵引力的需要，使发动机尽量工作在有利的工况下，满足可能的行驶速度要求。（2）实现倒车行驶，用来满足汽车倒退行驶的需要。3）中断动力传递，在发动机起动，怠速运转，汽车换档或需要停车进行动力输出时，中断向驱动轮的动力传递。变速器分类1） 按传动比的变化方式划分，变速器可分为有

11、级式、无级式和综合式三种。(a) 有级式变速器：有几个可选择的固定传动比，采用齿轮传动。又可分为：齿轮轴线固定的普通齿轮变速器和部分齿轮（行星齿轮）轴线旋转的行星齿轮变速器两种。(b) 无级式变速器:传动比可在一定范围内连续变化,常见的有液力式,机械式和电力式等。(c) 综合式变速器：由有级式变速器和无级式变速器共同组成的，其传动比可以在最大值与最小值之间几个分段的范围内作无级变化。（2）按操纵方式划分，变速器可以分为强制操纵式，自动操纵式和半自动操纵式三种。(a)强制操纵式变速器：靠驾驶员直接操纵变速杆换档。(b)自动操纵式变速器：传动比的选择和换档是自动进行的。驾驶员只需操纵加速踏板，变速

12、器就可以根据发动机的负荷信号和车速信号来控制执行元件，实现档位的变换。(c)半自动操纵式变速器：可分为两类，一类是部分档位自动换档，部分档位手动（强制）换档；另一类是预先用按钮选定档位，在采下离合器踏板或松开加速踏板时，由执行机构自行换档。二.普通齿轮变速器普通齿轮变速器主要分为三轴变速器和两轴变速器两种。它们的特点将在下面的变速器传动机构中介绍。变速器传动机构(1) 三轴变速器 这类变速器的前进档主要由输入(第一)轴、中间轴和输出(第二)轴组成。(2) 两轴变速器 这类变速器的前进档主要由输入和输出两根轴组成。三轴五档变速器有五个前进档和一个倒档，由壳体、第一轴（输入轴）、中间轴、第二轴（输

13、出轴）、倒档轴、各轴上齿轮、操纵机构等几部分组成。第一轴和第一轴常啮合齿轮为一个整体，是变速器的动力输入轴。第一轴前部花键插于离合器从动盘毂中。在中间轴上制有（或固装）有六个齿轮，作为一个整体而转动。最前面的齿轮与一轴常啮合齿轮相啮合，称为中间轴常啮合齿轮，从离合器输入一轴的动力经这一对常啮合齿轮传到中间轴各齿轮上。向后依次称各齿轮为中间轴三档、二档、倒档、一档和五档齿轮。在第二轴上，通过花键固装有三个花键毂，通过轴承安装有二轴各档齿轮。 其中从前向后，在第一和第二花键毂之间装有三档和二档齿轮，在第二和第三花键毂之间装有一档和五档齿轮，它们分别与中间轴上各相应档齿轮相啮合。在三个花键毂上分别套

14、有带有内花键的接合套，并设有同步机构。通过接合套的前后移动，可以使花键毂与相邻齿轮上的接合齿圈连接在一起，将齿轮上的动力传给二轴。其中在第二个接合套上还制有倒档齿轮。第二轴前端插入一轴齿轮的中心孔内，两者之间设有滚针轴承。第二轴后端通过凸缘与万向传动装置相连。当变速器第一轴被离合器从动片驱动时，第一轴常啮合齿轮通过中间轴常啮合齿轮带动中间轴转动，中间轴上各档齿轮又带动二轴上相应各档齿轮转动。在各接合套都位于花键毂中央，未挂档时，二轴上各档齿轮都在二轴上空转，二轴不输出动力，变速器处于空档状态；当变速器操纵机构将二轴上某一档齿轮的接合齿圈与其邻近的花键毂通过接合套挂通时，已传到中间轴齿轮的动力经

15、过中间轴和二轴上的这一对齿轮、接合套及花键毂又传到二轴上，变速器处于该档工作状态。当第一花键毂通过接合套与前面第一轴常啮合齿轮的接合齿圈挂通时，来自输入轴的动力直接传到输出轴上，这时变速器的传动效率最高，这一档位称为直接档。为了能够在发动机曲轴转动方向不变的情况下倒车行驶，在变速器中设置了倒档轴。倒档齿轮通过轴承活套在倒档轴上（图中未画出）。当第二接合套位于中间位置时，其上边齿轮正好与中间轴倒档齿轮相对。用换档拨叉把倒档齿轮拨到与这两个齿轮相啮合位置，中间轴上的动力就会经倒档齿轮、第二接合套上的齿轮和第二花键毂传到二轴上。倒档齿轮起到了改变转动方向的作用。变速器处在某一档位时，输入轴与输出轴的

16、转速之比称为变速器该档的传动比。对于三轴变速器，其传动比的计算可以用下式进行：传动比 i = 输入轴转速/输出轴的转速=（中间轴常啮合齿轮齿数N2/第一轴常啮合齿轮齿数N1）（第二轴某档齿轮齿数N4/中间轴某档齿轮齿数N3）例如：解放CA1091型汽车六档变速器的第三档：传动比 i 3 =（中间轴常啮合齿轮齿数N2/第一轴常啮合齿轮齿数N1）（第二轴三档齿轮齿数N4/中间轴三档齿轮齿数N3）（43/22）（38/26）2.857为了防止脱档，可以在接合齿上采取各种措施。在该变速器上，各轴上倒档齿轮均为直齿园柱齿轮，采用移动齿轮换档方式。其余各齿轮全部为斜齿园柱齿轮，具有传动平稳的特点。在有些变

17、速器上，二轴上齿轮及相应中间轴上各齿轮均为直齿园柱齿轮。二轴上齿轮通过花键安装在二轴上，可以沿轴向相对于二轴滑动。采用移动二轴上齿轮的换档方式，使二轴上的各档齿轮与中间轴各档齿轮有选择地挂通，从而实现不同档位的变换。也有的变速器只采用接合套换档，而没有同步装置。这样的变速器在换档时，都存在不能避免齿轮冲击的缺点，随着制造技术的发展，目前变速器普遍采用了同步器换档方式。在五档变速器中，往往将第五档设计为超速档。变速器处于超速档工况时传动比小于1，输出轴比输入轴转得要快。在路况良好，汽车不需要频繁加减速的情况下，使用超速档能让发动机工作在接近最经济状态的满负荷情况；又因为行驶同样的路程，使用超速档

18、时曲轴转的圈数要少于使用直接档时曲轴转的圈数，这样就减少了由于活塞上下运动所造成的摩擦损失，减少了单位行驶里程的油耗。变速器传动比的减小造成了对发动机输出转矩要求的增加，但由于汽车驱动能力不需为加速留出很大的余地，发动机输出转矩的能力是完全可以胜任的。同步器1) 为什么要采用同步器以下图所示两轴变速器三、四档间换档过程为例(并假设在换档机构中只有接合套而无同步环)从结构图中可以看出，输出轴三挡齿轮6与输入轴三档齿轮2的齿数之比（z6/z2）大于输出轴四挡齿轮5与输入轴四挡齿轮4 的齿数之比（z5/z4）。由相互啮合传动齿轮的转速与齿数关系（n2/n6=z6/z2，n4/n5=z5/z4），可以

19、得出齿轮2与齿轮6转速之比（n2/n6）大于输入轴四挡齿轮4与输出轴四挡齿轮5 转速之比（n4/n5）的结论。而输出轴三挡齿轮6与齿轮5的转速又是一样的（n6=n5），所以在传动过程中，齿轮2转速永远比齿轮4转速高，即n2n4。当变速器从低速档（三档）换人高速档（四档）时，首先要踩离合器踏板，使离合器分离，接着通过变速杆等将接合套3右移，进入空档位置。在接合套3与齿轮2刚分离这一时刻，两者转速还是相等的，即n3=n2。而n2n4，由此可以得出n3n4，即接合套3的转速大于齿轮4转速的结论。这时如果立即把接合套3推向齿轮4上接合齿圈，就会发生打齿现象。此时，由于变速器处于空档，接合套和齿轮之间没

20、有联系，离合器从动盘又与发动机脱离，所以接合套与齿轮的转速都在分别逐渐降低。因为齿轮与齿轮、输出轴、万向传动装置、驱动桥、行驶系以及整个汽车联系在一起，惯性很大，所以n4下降较慢；而接合套只与输入轴和离合器从动盘相联系，惯性很小，故n3下降较快。因为n3原先大于n4，n3下降得又比n4快，所以过一会儿后，必然会有n3n4（同步）的情况出现。最好能在n3n4的时刻使接合套右移而挂入四档。与接合套联系的一系列零件的惯性越小，则n3下降得越快，达到同步所需时间越少，并且在同样速度差的情况下，齿间的冲击力也小，因此离合器从动部分转动惯量应尽可能小一些。当变速器从高速档（四档）换人低速档（三档）时，刚从

21、四档推到空档的接合套与齿轮的转速相同，即n3n4，同时又有n2n4，所以n2n3。进入空档后，由于n3下降得比n2快，所以在接合套停下来之前，随着时间的推移，两者（n2与n3）差值将越来越大。为了使接合套3与齿轮2的转速达到相同，驾驶员应在此时重新接合离合器，同时踩一下加速踏板，使变速器输入轴及接合套3的转速高于齿轮2转速（动画子步骤（6），即n3n2，然后再分离离合器，等待片刻，到n3n2时，即可让接合套3与齿轮2上接合齿圈相接合，从而挂入三档。上述相邻档位相互转换时，应该采取不同操作步骤的道理同样适用于移动齿轮换档的情况，只是前者的待接合齿圈与接合套的转动角速度要求一致，而后者的待接合齿轮

22、啮合点的线速度要求一致，但所依据的速度分析原理是一样的。以上变速器的换档操作，尤其是从高档向低档的换档操作比较复杂，而且很容易产生轮齿或花键齿间的冲击。为了简化操作，并避免齿间冲击，可以在换档装置中设置同步器。同步器有常压式，惯性式和自行增力式等种类。这里仅介绍目前广泛采用的惯性式同步器。惯性式同步器是依靠摩擦作用实现同步的，在其上面设有专设机构保证接合套与待接合的花键齿圈在达到同步之前不可能接触，从而避免了齿间冲击。惯性同步器按结构又分为锁环式和锁销式两种。轿车和轻、中型货车的变速器广泛采用锁环式惯性同步器，其细部结构多种多样, 但工作原理是一样的。其工作原理可以北京BJ212型汽车三档变速

23、器中的二、三档同步器（见图333）为例说明。花键毂7与第二轴用花键连接，并用垫片和卡环作轴向定位。在花键毂两端与齿轮1和4之间，各有一个青铜制成的锁环（也称同步环）9和5。锁环上有短花键齿圈，花键齿的断面轮廓尺寸与齿轮 1，4及花键毂 7上的外花键齿均相同。在两个锁环上，花键齿对着接合套8的一端都有倒角（称锁止角），且与接合套齿端的倒角相同。锁环具有与齿轮1和4上的摩擦面锥度相同的内锥面，内锥面上制出细牙的螺旋槽，以便两锥面接触后破坏油膜，增加锥面间的摩擦。三个滑块2分别嵌合在花键毂的三个轴向槽11内，并可沿槽轴向滑动。在两个弹簧圈6的作用下，滑块压向接合套，使滑块中部的凸起部分正好嵌在接合套

24、中部的凹槽10中，起到空档定位作用。滑块2的两端伸入锁环9和5的三个缺口12中。只有当滑块位于缺口12的中央时，接合套与锁环的齿方可能接合。在挂三档时，用拨叉3拨动接合套8并带动滑块2一起向左移动。当滑块左端面与锁环9的缺口12的端面接触时，便推动锁环9压向齿轮1，使锁环9的内锥面压向齿轮1的外锥面。由于两锥面具有转速差（n1n9），所以一接触便产生摩擦作用。齿轮1即通过摩擦作用带动锁环相对于接合套超前转过一个角度，直到锁环9的缺口12与滑块的另一侧面,接触时，锁环便与接合套同步转动。此时，接合套的齿与锁环的齿错开了约半个齿厚，从而使接合套的齿端倒角面与锁环相应的齿端倒角面正好互相抵触而不能进

25、入啮合。变速器操纵机构变速器操纵机构能让驾驶员使变速器挂上或摘下某一档，从而改变变速器的工作状态。为了保证变速器的可靠工作，变速器操纵机构应能满足以下要求：（1） 挂档后应保证结合套于与结合齿圈的全部套合（或滑动齿轮换档时，全齿长都进入啮合）。在振动等条件影响下，操纵机构应保证变速器不自行挂档或自行脱档。为此在操纵机构中设有自锁装置。（2） 为了防止同时挂上两个档而使变速器卡死或损坏，在操纵机构中设有互锁装置。（3） 为了防止在汽车前进时误挂倒档，导致零件损坏，在操纵机构中设有倒档锁装置。第三节 万向传动装置在汽车传动系及其它系统中，为了实现一些轴线相交或相对位置经常变化的转轴之间的动力传递，

26、必须采用万向传动装置。万向传动装置一般由万向节和传动轴组成，有时还要有中间支承，主要用于以下一些位置：发动机前置后轮驱动汽车（见图DC41(a)）的变速器与驱动桥之间。当变速器与驱动桥之间距离较远时，应将传动轴分成两段甚至多段，并加设中间支承。多轴驱动的汽车的分动器与驱动桥之间或驱动桥与驱动桥之间 （见图DC41(b)）。由于车架的变形，会造成轴线间相互位置变化的两传动部件之间。 如图DC41(c)所示为在发动机与变速器之间。采用独立悬架的汽车的与差速器之间（见图DC41(d)）。转向驱动车桥的差速器与车轮之间（见图DC41(e)）。汽车的动力输出装置和转向操纵机构中（见图DC41(f)）。万

27、向节万向节是实现变角度动力传递的机件，用于需要改变传动轴线方向的位置。万向节的分类按万向节在扭转方向上是否有明显的弹性可分为刚性万向节和挠性万向节。刚性万向节又可分为不等速万向节（常用的为十字轴式）、准等速万向节（如双联式万向节）和等速万向节（如球笼式万向节）三种。不等速万向节十字轴式刚性万向节为汽车上广泛使用的不等速万向节，允许相邻两轴的最大交角为1520。图DC42所示的十字轴式万向节由一个十字轴，两个万向节叉和四个滚针轴承等组成。两万向节叉1和3上的孔分别套在十字轴2的两对轴颈上。这样当主动轴转动时，从动轴既可随之转动，又可绕十字轴中心在任意方向摆动。在十字轴轴颈和万向节叉孔间装有滚针轴

28、承5，滚针轴承外圈靠卡环轴向定位。为了润滑轴承，十字轴上一般安有注油嘴并有油路通向轴颈。润滑油可从注油嘴注到十字轴轴颈的滚针轴承处。十字轴式刚性万向节具有结构简单，传动效率高的优点，但在两轴夹角不为零的情况下，不能传递等角速转动。设主动叉由图DC41(a)所示初始位置转过1角，从动叉相应转过2角，由机械原理分析可以得出如下关系式：tg1=tg2cos以主动叉转角1为横坐标，主动叉转角和从动叉转角之差12为纵坐标，可以画出12随1变化曲线图（见图DC41(b)，图中画出了10，20，30的情况）。从这张图可以看出：如果主动叉匀速转了180，那么从动叉就经历了：比主动叉转得快比主动叉转得慢又比主动

29、叉转得快这样一个过程。但总起来讲，当主动叉转过90时，从动叉也转过90；当主动叉转过180时，从动叉也转过180。从这张图还可以看出，万向节两轴夹角越大，从动叉转角2和主动叉转角1之差也越大。这说明，如果主动叉是匀速转动的，那么随着万向节两轴夹角的增大，从动叉转速的不均匀性越大。单个十字轴万向节传动的不等速性，将使从动轴及与其相连的传动部件产生扭转振动，从而产生附加的交变载荷，影响零部件使用寿命。既然十字轴式万向节可以将匀速转动变为非匀速转动，那么它就有可能将某种非匀速转动还原为匀速转动。例如在变速器的输出轴和驱动桥的输入轴之间，采用如图DC45(缺）所示的两个十字轴万向节和一根传动轴传动，就

30、有可能实现这种传动。DC45设变速器的输出轴由图DC45所示初始位置转过1角，传动轴相应转过2角，驱动桥的输入轴相应转过4角，则有以下关系：tg1=tg2cos1tg4=tg2cos2若有12，则有41也就是当满足以下两个条件时，可以实现由变速器的输出轴1到驱动桥的输入轴4的等角速传动：1） 传动轴两端万向节叉处于同一平面内；2） 第一万向节两轴间夹角1与第二万向节两轴间夹角2相等。因为在行驶时，驱动桥要相对于变速器跳动，不可能在任何时候都有12，实际上只能做到变速器到驱动桥的近似等速传动。在以上传动装置中，轴间交角越大，传动轴的转动越不均匀，产生的附加交变载荷也越大，对机件使用寿命越不利，还

31、会降低传动效率，所以在总体布置上应尽量减小这些轴间交角。传动轴及中间支承在有一定距离的两部件之间采用万向传动装置传递动力时，一般需要在万向节之间安装传动轴。若两部件之间的距离会发生变化，而万向节又没有伸缩功能时，则还要将传动轴做成两段，用滑动花键相连接。为减小传动轴花键连接部分的轴向滑动阻力和摩损，需加注润滑脂进行润滑（见图DC416），也可以对花键进行磷化处理或喷涂尼龙层，或是在花键槽内设置滚动元件。在采用独立悬架连接的驱动桥上，差速器与驱动轮之间的传动轴又称为驱动半轴（见图DC417）。在工作时，差速器与驱动轮之间的距离变化是靠内侧伸缩型万向节来适应的（见图DC418）传动轴动平衡问题传动

32、轴在高速旋转时，任何质量的偏移都会导致剧烈振动。生产厂家在把传动轴与万向节组装后，都进行动平衡。经过动平衡的传动轴两端一般都点焊有平衡片，拆卸后重装时要注意保持二者的相对角位置不变。传动轴临界转速问题因为传动轴是高速旋转的，所以要使传动轴工作在危险的共振转速以下。传动轴的共振转速可用下面公式表示：n=0.12*109*(d22+d12)0.5/L2其中：n 表示共振转速， d2表示传动轴外径， d1表示（空芯）传动轴内径 ， L表示传动轴长度。从这一公式可以看出，把传动轴做成空芯的和适当短一些，对提高传动轴的共振转速，从而在工作中避开这一转速是有利的。传动轴一般用厚度为1530mm的薄钢板卷焊

33、而成。（超重型货车的传动轴则采用无缝钢管。）在转向驱动桥、断开式驱动桥或微型汽 车的万向传动装置中，通常将传动轴制成实心轴。在传动距离较长时，往往将传动轴分段，即在传动轴前增加带中间支承的前传动轴（见图DC419）。传动轴中间支承如图DC420所示为一种中间支承结构，它实际上是一个通过支承座和缓冲垫安装在车身（或车架）上的轴承，用来支承传动轴的一端。橡胶缓冲垫可以补偿车身（或车架）变形和发动机振动对于传动轴位置的影响。第四节 驱动桥驱动桥由主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳等组成。其主要功用是将万向传动装置传来的发动机动力经过降速，将增大的转矩分配到驱动车轮。驱动桥的结构形式驱动桥一般可分为非断

34、开式和断开式两种。图DC51所示的非断开式驱动桥也称为整体式驱动桥，它由驱动桥壳1，主减速器（图中包括6、7），差速器（图中包括2、3、4）和半轴7组成。驱动桥壳1由中间的主减速器壳和两边与之刚性连接的半轴套管组成，通过悬架与车身或车架相连。两侧车轮安装在此刚性桥壳上，半轴与车轮不可能在横向平面内作相对运动。输入驱动桥的动力首先传到主减速器主动小齿轮7，经主减速器减速后转矩增大，再经差速器分配给左右两半轴5，最后传至驱动车轮。断开式驱动桥为了与独立悬架相适应，驱动桥壳需要分为用铰链连接的几段，更多的是只保留主减速器壳（或带有部分半轴套管）部分，主减速器壳固定在车架或车身上，这种驱动桥称为断开式

35、驱动桥。为了适应驱动轮独立上下跳动的需要，差速器与车轮之间的半轴也要分段，各段之间用万向节连接。具有转向功能的驱动桥，又称之为转向驱动桥。前轮驱动汽车的前桥都是转向驱动桥。二.主减速器工作原理主减速器是在传动系中起降低转速，增大转矩作用的主要部件，当发动机纵置时还具有改变转矩旋转方向的作用。它是依靠齿数少的齿轮带齿数多的齿轮来实现减速的，采用圆锥齿轮传动则可以改变转矩旋转方向。将主减速器布置在动力向驱动轮分流之前的位置，有利于减小其前面的传动部件（如离合器、变速器、传动轴等）所传递的转矩，从而减小这些部件的尺寸和质量。结构种类为满足不同的使用要求，主减速器的结构型式也是不同的。按参加减速传动的

36、齿轮副数目分，可分为单级式主减速器和双级式主减速器。除了一些要求大传动比的中、重型车采用双级主减速器外，一般微、轻、中型车基本采用单级主减速器。单级主减速器具有结构简单、体积小，重量轻和传动效率高等优点。在双级式主减速器中，若第二级减速在车轮附近进行，实际上构成两个车轮处的独立部件，则称为轮边减速器。这样作的好处是可以减小半轴所传递的转矩，有利于减小半轴的尺寸和质量。轮边减速器可以是行星齿轮式的(见gif-08a)，也可以由一对圆柱齿轮副构成。当采用圆柱齿轮副进行轮边减速时(见gif-08b)，可以通过调节两齿轮的相互位置，改变车轮轴线与半轴之间的上下位置关系。这种车桥称为门式车桥，常用于对车

37、桥高低位置有特殊要求的汽车。按主减速器传动比档数分，可分为单速式和双速式两种。目前，国产汽车基本都采用了传动比固定的单速式主减速器。在双速式主减速器上，设有供选择的两个传动比，这种主减速器实际上又起到了副变速器的作用。按减速齿轮副结构型式分，可分为圆柱齿轮式、圆锥齿轮和准双曲面齿轮等型式。在发动机横向布置汽车的驱动桥上，主减速器往往采用简单的斜齿园柱齿轮；在发动机纵向布置汽车的驱动桥上，主减速器往往采用圆锥齿轮和准双曲面齿轮等型式。与圆锥齿轮相比，准双曲面齿轮工作平稳性更好，弯曲强度和接触强度更高，还可以使主动齿轮轴线相对于从动齿轮轴线偏移。当主动齿轮轴线向下偏移时，可以降低传动轴的位置，从而

38、有利于降低车身及整车重心高度，提高汽车的行驶稳定性。如图DC53所示为单级主减速器结构，它采用一对准双曲面锥齿轮传动。主动锥齿轮4与输入轴制成一体，用圆锥滚子轴承5和6支承。这两个轴承安装在主减速器壳的轴承孔内，并被台阶轴向定位，用来承受在主减速器工作时，对主动锥齿轮4产生的轴向和径向力。因为主动锥齿轮4处于圆锥滚子轴承5和6支承点的外面，所以让两轴承的小端相对，这能够增大有效支承点的距离，并使轴承5有效支承点距锥齿轮4更近，有利于增加主动锥齿轮的支承刚度。输入轴前端的固定螺母把垫圈、叉形凸缘、轴承6内圈、预紧调整垫片、隔离套管8、轴承5内圈和齿轮前后位置调整垫片等固定在齿轮4的前端面上。从动

39、锥齿轮1被螺栓固定在差速器壳10上，差速器壳又被两个圆锥滚子轴承3支承在主减速器壳内。因为从动锥齿轮1处于两个圆锥滚子轴承之间，所以让两轴承的大端相对，这能够适当减小两轴承有效支承点的距离，对增加从动锥齿轮的支承刚度是有利的。在桑塔纳、奥迪100、切诺基等发动机纵置的汽车上，都采用了以上形式的主减速器。夏利、富康、捷达这些发动机横置前桥驱动汽车采用的是圆柱齿轮式单级主减速器。主减速器（以及差速器）与变速器连为一体，又总称为“变速驱动桥”（参见图DC311）。主减速器传动比可用下式进行计算：i。从动锥齿轮齿数N2主动锥齿轮齿数N1主减速器齿轮的支承、安装调整和润滑为了减少主减速器内齿轮的冲击噪声

40、，并使轮齿沿其长度方向的磨损比较均匀，需要保证主动和从动齿轮之间正确位置关系，为此在主减速器内设有啮合调整装置，还要使这些齿轮有足够的支承刚度，以保持在传动过程中不至于发生较大变形而影响正常啮合。在安装调整中，主要应作好以下三件事：1） 圆锥滚子轴承的预紧：在消除轴承间隙后，再对轴承加一定的轴向压紧力。压紧力过小，则不能满足轴的支承刚度需要；压紧力过大，则会导至传动效率降低，并且加速轴承磨损。在图DC53所示的主减速器未装油封时，按规定力矩拧紧主动锥齿轮4前端螺母后，应调整到能以M10.81.3Nm左右的力矩使主动锥齿轮4单独转动。为了调节此力矩的大小，在主动轴两轴承内圈之间的隔离套管的一端装

41、有预紧调整垫片。如过紧则增加垫片的厚度；过松则减少垫片的厚度。调整垫片2的厚度，可以调整支承差速器壳的圆锥滚子轴承3的预紧程度，主、被动锥齿轮组装后，应能以M2M10.20.4Nm的力矩（不同车型有所不同，以上两数值范围为TOYOTA DYNA车型的范围）转动主动锥齿轮。2） 齿面接触情况调整：先在主动锥齿轮轮齿上涂以红色颜料（红丹粉与机油的混合物），然后使主动锥齿轮往复转动，于是从动锥齿轮轮齿的两工作面上便出现红色印迹。通过调整主动锥齿轮的前后位置和从动锥齿轮的左右位置，可以调节齿面接触情况。应使动齿轮轮齿正转和逆转工作面上的印迹均位于齿高的中间，并偏于小端，占齿面宽度的60以上。为了对主减

42、速器内的齿轮和轴承进行润滑，在主减速器壳内要加一定量的齿轮油。当从动锥齿轮转动时，把齿轮油甩溅到各齿轮和轴承上。为保证主动齿轮前端的圆锥滚子轴承5和6（见图DC53）得到可靠润滑，在主减速器壳体中铸出了进油道11和回油道（在圆锥滚子轴承6的前面下方图中未示出）。被甩溅到主减速器壳内壁的一部分齿轮油从进油道进入两圆锥轴承小端之间，在离心力作用下，齿轮油自轴承小端流向大端。流出圆锥滚子轴承6大端的齿轮油经回油道流回主减速器内。在主减速器壳后面设有加油口，应按加油口的高度加注齿轮油。在主减速器壳体上装有通气塞，防止壳内气压过高而使齿轮油渗漏。在更换齿轮油时，可通过设在主减速器壳下面的放油口将齿轮油放

43、出。应注意的是，准双曲面齿轮在工作时，齿面间有较大的相对滑动，且齿面间压力很大，齿面油膜易被破坏。为减少摩擦，提高效率，必须采用含防刮伤添加剂的双曲面齿轮油，绝不允许用普通齿轮油代替，否则将使齿面迅速擦伤和磨损，大大降低使用寿命。三.差速器汽车差速器是一个差速传动机构，用来保证各驱动轮在各种运动条件下的动力传递，避免轮胎与地面间打滑。当汽车转弯行驶时，外侧车轮比内侧车轮所走过的路程长(图DC55)；汽车在不平路面上直线行驶时，两侧车轮走过的曲线长短也不相等；即使路面非常平直，但由于轮胎制造尺寸误差，磨损程度不同，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，若两侧车轮都固定

44、在同一刚性转轴上，两轮角速度相等，则车轮必然出现边滚动边滑动的现象。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。若主减速器从动齿轮通过一根整轴同时带动两侧驱动轮，则两侧车轮只能同样的转速转动。为了保证两侧驱动轮处于纯滚动状态，就必须改用两根半轴分别连接两侧车轮，而由主减速器从动齿轮通过差速器分别驱动两侧半轴和车轮，使它们可用不同角速度旋转。这种装在同一驱动桥两侧驱动轮之间的差速器称为轮间差速器。在多轴驱动汽车的各驱动桥之间，也存在类似问题。为了适应各驱动桥所处的不同路面情况，使各驱动桥有可能具有不同的输入角速度，可以在各驱动桥之间装设轴间差速器。差

45、速器可分为普通差速器和防滑差速器两大类。普通差速器的结构及工作原理目前国产轿车及其它类汽车基本都采用了对称式锥齿轮普通差速器。对称式锥齿轮差速器由行星齿轮、半轴齿轮、行星齿轮轴（十字轴或一根直销轴）和差速器壳等组成12-13（见图DC56）。（从前向后看）左半差速器壳2和右半差速器壳8用螺栓固紧在一起。主减速器的从动齿轮7用螺栓（或铆钉）固定在差速器壳右半部8的凸缘上。十字形行星齿轮轴9安装在差速器壳接合面处所对出的园孔内，每个轴颈上套有一个带有滑动轴承（衬套）的直齿圆锥行星齿轮6，四个行星齿轮的左右两侧各与一个直齿圆锥半轴齿轮4相啮合。半轴齿轮的轴颈支承在差速器壳左右相应的孔中，其内花键与半

46、轴相连。与差速器壳一起转动（公转）的行星齿轮拨动两侧的半轴齿轮转动，当两侧车轮所受阻力不同时，行星齿轮还要绕自身轴线转动-自转，实现对两侧车轮的差速驱动。行星齿轮的背面和差速器壳相应位置的内表面，均做成球面，这样作能增加行星齿轮轴孔长度，有利于和两个半轴齿轮正确地啮合。在传力过程中，行星齿轮和半轴齿轮这两个锥齿轮间作用着很大的轴向力，为减少齿轮和差速器壳之间的磨损，在半轴齿轮和行星齿轮背面分别装有平垫片3和球面垫片5。垫片通常用软钢、铜或者聚甲醛塑料制成。差速器的润滑是和主减速器一起进行的。为了使润滑油进入差速器内，往往在差速器壳体上开有窗口。为保证润滑油能顺利到达行星齿轮和行星齿轮轴轴颈之间

47、，在行星齿轮轴轴颈上铣出一平面，并在行星齿轮的齿间钻出径向油孔。在中级以下的汽车上，由于驱动车轮的转矩不大，差速器内多用两个行星齿轮。相应的行星齿轮轴相为一根直销轴，差速器壳可以制成开有大窗孔的整体式壳，通过大窗孔，可以进行拆装行星齿轮和半轴齿轮的操作。四 半轴和桥壳半轴半轴用来将差速器半轴齿轮的输出转矩传到驱动轮或轮边减速器上。在非断开式驱动桥内，半轴一般是实心的；在断开式驱动桥处，往往采用万向传动装置给驱动轮传递动力；在转向驱动桥内，半轴一般需要分为内半轴和外半轴两段，中间用等角速万向节相连接。在非断开式驱动桥内，半轴与驱动轮的轮毂在桥壳上的支承型式决定了半轴的受力状况。现代汽车多采用全浮

48、式和半浮式两种半轴支承型式。由于差速器壳左右两边有滚锥轴承支承，几个行星齿轮对半轴齿轮的径向作用力又是相互平衡的，所以半轴以花键与半轴齿轮相连的一端只受扭矩，不受弯矩。图DC511表示了北京212型汽车半轴外端的支承情况，驱动轮的轮毂7通过两个圆锥滚子轴承支承在半轴套管上，用螺母轴向固定。半轴外端用螺栓与轮毂连接。由于两个圆锥滚子轴承和半轴套管承受了可能出现的弯矩，所以半轴外端也不受弯矩。这种使两端都不受弯矩的半轴支承型式叫作全浮式半轴支承（所谓浮即指卸除半轴的弯曲载荷而言）。全浮式半轴在汽车静止时是不受力的，因而不用支起车桥就可以卸下半轴。在驱动桥驱动时，半轴只承受扭矩。全浮式车轴支承广泛应

49、用于各型货车上。图DC512所示为红旗牌CA7560型高级轿车的驱动桥。其半轴2内端的支承方法与全浮式相同，半轴内端不受弯矩。半轴外端制有锥形面与轮毂6相应的锥形孔相配合。半轴最外端有螺纹，用螺母把轮毂6固定在半轴外端。在半轴和轮毂6锥形配合面处切有纵向键槽，并安放矩形键以传递动力。半轴2被圆锥滚子轴承3支承在桥壳凸缘7内。显然，此时作用在车轮上的各反力都必须经过半轴传给驱动桥壳。因为这种支承型式只能使半轴内端不受弯矩，而外端却要承受全部弯矩，所以称为半浮式支承。轴承3除了承受径向力以外，只能承受车轮向外的轴向力。为此，在差速器行星齿轮轴的中部浮套着止推块1，止推块平面抵在半轴内端，防止了侧向力使半轴向内的窜动。