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剪刀橋車橋結構

汽車 更新时间:2024-09-01 23:21:39

因全文較長,特編輯目錄如下,方便同學們學習和查閱:

第一部分、車橋的功能和定義

第二部分、車橋的分類

第三部分、轉向前橋結構

第四部分、驅動橋結構

第五部分、國内主流商用車車橋彙總

第六部分、國外主要車橋産品介紹

第七部分、驅動橋的典型設計流程和要求

第一部分、車橋的功能和定義

1、車橋概述

發動機,變速箱和車橋是卡車的三大動力核心總成,三者中車橋雖不像發動機和變速箱一樣常被人們提及,但卻在汽車動力傳輸的過程中發揮着紐帶的作用,對整車的行駛的動力性和穩定性有着舉足輕重的作用。重卡車橋作為重卡4大總成(駕駛室、發動機、變速器、車橋)之一,其行業和技術發展水平在一定程度上關乎着重卡行業的發展。

剪刀橋車橋結構(長文車橋分類功能和結構)1

驅動橋是汽車傳動系的一個重要系統,它影響着汽車的動力性和經濟性。汽車驅動橋技術工藝,是衡量一個企業是否具有先進性,是否具備市場競争力,是否能不斷領先于競争者的重要指标依據。

随着我國汽車驅動橋市場的迅猛發展,與之相關的核心生産技術應用與研發必将成為業内企業關注的焦點。總體而言,現在汽車向節能、環保、舒适等方面發展的趨勢,要求車橋向輕量化、大扭矩、低噪聲、寬速比、壽命長和低生産成本。

2、車橋的基本功能

車橋的功能就是傳遞車架(或承載式車身)與車輪之間各方向作用力及其力矩,其對汽車的動力性,穩定性,承載能力等性能有着重要的影響。

1)将萬向傳動裝置傳來的發動機轉矩通過主減速胎、差速器、半軸等傳到驅動車輪,實現降低轉速、增大轉矩;

2)通過主減速器圓錐齒輪副改變轉矩的傳遞方向;

3)通過差速器實現兩側車輪差速作用,保證内、外側車輪以不同轉速轉向。

4)通過主減速器齒輪的傳動,降低轉速,增大轉矩;

5)通過橋殼和車輪,實現承載及傳力作用。

3、車橋的命名方式

按照國家規定是應該用盆齒直徑作為驅動橋名稱的,我們常見的如457橋,485橋等,這些數字指的是差速器上的盆齒直徑,單位為毫米。

還有一種常見的如140,153橋等指的就不是盆齒直徑了,153其實是東風一種車型,上面裝的這個橋就被人們習慣稱為153橋,在解放車上就根據盤齒直徑叫435橋。

◆什麼叫EQ153

EQ153是東風公司曾經的一個車型代号,好像是1986-88年上市的,EQ153這個編号類似于現在的車型代号如DFL5123(東風公司)、CA4163(一汽解放)等等,僅僅是一個車型代号而已,就因為當年EQ153的市場反應非常好,幾乎獨步天下,同時,EQ153的配置在當時的近10年裡沒有發生較大的變化,所以,大家後來基本就固化了EQ153這個概念。

同時,大家也可以發現,凡是能輕松的叫出EQ153\EQ145的人,要麼都是80年代以前的老師傅要麼就是80年代以後喜歡鑽研卡車的年輕朋友。

而EQ153一直使用的都是引進日産柴技術和圖紙,然後國産化的435(10T級)車橋。

435、460、457、485、300各自情況及之間的區别

435、460、457、485、300等等這些數字,都代表了該車橋中間被動齒輪(也就是大家常說的盆齒)的節圓直徑,節圓直徑這個概念大家可以到網上具體查一下,這裡我就不詳說了。

隻是特别提醒大家的是:由于盆齒的節圓直徑和它的最大外徑在尺寸上相差不大,因此市場上很多人将這些數字(435、460、457、485、300)理解成盆齒的最大外徑,從車橋的理論概念上來講,這是不對的,隻是由于這麼多年,市場上一種約定成素的行規,都是這麼叫的,因此,我們還将繼續這樣叫下去,隻是希望大家能夠明白這些數字在理論概念上,不是最大外徑,而是節圓直徑,僅僅是因為相差不大(一般在10mm之内)而已。

從這些數字本身上來講,是無法看出來噸位級的。但是,在汽車行業混久了,接觸時間長了,當你非常清楚EQ153的435是10T級車橋後,在看上面的數字,隻要比435大的,估計從經驗上,你也就能夠大緻對其橋的噸位級做一個判斷了,而且判斷八九不離十。目前市場上隻有10T、13T和16T(16T很少)這三種重型噸位級。

◆車橋發展方向:

車橋作為卡車的核心總成,其重要性受到越來越多的關注,科技的迅猛發展也将帶領車橋朝着以下幾個方向發展:

(1)專業化:車橋行業将按車輛的使用條件逐步完善産品型譜分類,針對每一個細分市場提供特定的産品;

(2)輕量化:随着計重收費和燃油稅政策的推出,輕量化成為卡車發展的大趨勢,車橋也将采用更多新型材料,結構設計得以優化。

(3)高效率:制造高機械效率的車橋将成為各企業的目标,如德納公司的雙速車橋,可提供兩種速比,滿載時采用大速比可加大轉矩,空載時采用小速比可省油;

(4)盤式制動器的廣泛應用:盤式制動器散熱好、質量輕,歐美地區的貨車已經廣泛應用盤式制動器;

(5)電子系統輔助制動技術的廣泛應用:國内客車已廣泛應用的ABS系統将逐步推廣到貨車行業中,ESP、EBD等乘用車技術也将逐漸得到應用。

第二部分、車橋的分類

車橋(也稱車軸)通過懸架和車架(或承載式車身)相連,它的兩端安裝車輪,其功用是傳遞車架(或承載式車身)與車輪之間各方向的作用力及其力矩。

根據懸架結構的不同,車橋分為整體式和斷開式兩種。當采用非獨立懸架時,車橋中部是剛性的實心或空心梁,這種車橋即為整體式車橋,有如一個巨大的杠鈴,兩端通過懸架系統支撐着車身,因此整體式車橋通常與非獨立懸架配合;

車橋也可以是斷開式的,象兩把雨傘插在車身兩側,再各自通過懸架系統支撐車身,斷開式車橋為活動關節式結構,所以斷開式車橋與獨立懸架配用。

根據車橋上車輪的作用,車橋又可分為轉向橋、驅動橋、轉向驅動橋和支持橋四種類型。

其中,轉向橋和支持橋都屬于從動橋。一般汽車多以前橋為轉向橋,而以後橋或中、後兩橋為驅動橋。

有些現代轎車和越野車的前橋則為轉向驅動橋,還有單橋驅動的三軸汽車(汽車)的中橋(或後橋)為驅動橋,則後橋(或中橋)為支持橋。

轉向橋的結構基本相同,由兩個轉向節和一根橫梁組成。如果把橫梁比做身體,轉向節就是他左右搖晃的腦袋,脖子就是我們常說的主銷,車輪就裝在轉向節上,仿佛腦袋上帶了個草帽。不過,行駛的時候草帽轉,腦袋卻不轉,中間用軸承分隔開,腦袋隻管左右晃動。脖子——主銷是車輪轉動的軸心,這個軸的軸線并非垂直于地面,車輪本身也不是垂直的,我們将在車輪定位一節具體論述。

轉向驅動橋與轉向橋的區别就是一切都是空心的,橫梁變成了橋殼,轉向節變成了轉向節殼體,因為裡面多了根驅動軸。這根驅動軸因被位于橋殼中間的差速器一分為二,而變成了兩根半軸。兩個草帽也不是簡單地套在腦袋上,還要與裡面的兩根半軸直接相連。半軸在“脖子”的位置也多了一個關節—萬向節,因此半軸也變成了兩部分,内半軸和外半軸。

重型汽車驅動橋的基本結構

驅動橋是重型汽車的重要标志之一,其基本結構有以下3種:

(1)中央單級減速驅動橋

是驅動橋結構中最為簡單的一種,是驅動橋的基本形式,在載重汽車中占主導地位。一般在主傳動比小于6的情況下,應盡量采用中央單級減速驅動橋。目前的中央單級減速器趨于采用雙曲線螺旋傘齒輪,主動小齒輪采用騎馬式支承,有差速鎖裝置供選用。

(2)中央雙級驅動橋

在國内目前的市場上,中央雙級驅動橋主要有2種類型:

一類如伊頓系列産品,事先就在單級減速器中預留好空間,當要求增大牽引力與速比時,可裝入圓柱行星齒輪減速機構,将原中央單級改成中央雙級驅動橋,這種改制”三化”程度高,橋殼、主減速器等均可通用,盆齒輪直徑不變;

另一類如洛克威爾系列産品,當要增大牽引力與速比時,需要改制第一級傘齒輪後,再裝入第二級圓柱直齒輪或斜齒輪,變成要求的中央雙級驅動橋,這時橋殼可通用,主減速器不通用,盆齒輪有2個規格。

由于上述中央雙級減速橋均是在中央單級橋的速比超出一定數值或牽引總質量較大時,作為系列産品而派生出來的一種型号,它們很難變型為前驅動橋,使用受到一定限制;因此,綜合來說,雙級減速橋一般均不作為一種基本型驅動橋來發展,而是作為某一特殊考慮而派生出來的驅動橋存在。

(3)中央單級、輪邊減速驅動橋

輪邊減速驅動橋較為廣泛地用于油田、建築工地、礦山等非公路車與軍用車上。當前輪邊減速橋可分為2類:一類為圓錐行星齒輪式輪邊減速橋,沃爾沃、雷諾等都采用此類車橋;

另一類為圓柱行星齒輪式輪邊減速驅動橋,奔馳、斯太爾、斯堪尼亞等都采用此類車橋。

① 圓錐行星齒輪式輪邊減速橋

由圓錐行星齒輪式傳動構成的輪邊減速器,輪邊減速比為固定值2,它一般均與中央單級橋組成為一系列。在該系列中,中央單級橋仍具有獨立性,可單獨使用,需要增大橋的輸出轉矩,使牽引力增大或速比增大時,可不改變中央主減速器而在兩軸端加上圓錐行星齒輪式減速器即可變成雙級橋。

這類橋與中央雙級減速橋的區别在于:降低半軸傳遞的轉矩,把增大的轉矩直接增加到兩軸端的輪邊減速器上,其”三化”程度較高。但這類橋因輪邊減速比為固定值2,因此,中央主減速器的尺寸仍較大,一般用于公路、非公路軍用車。

② 圓柱行星齒輪式輪邊減速橋

單排、齒圈固定式圓柱行星齒輪減速橋,一般減速比在3至4.2之間。由于輪邊減速比大,因,中央主減速器的速比一般均小于3,這樣盆齒輪就可取較小的直徑,以保證重型汽車對離地間隙的要求。

這類橋比單級減速器的質量大、價格也要貴些,而且輪毂内具有齒輪傳動,長時間在公路上行駛會産生大量的熱量而引起過熱;因此,作為公路車用驅動橋,它不如中央單級減速僑。

◆根據橋的結構形式,可以分為整體式和斷開式兩種:

整體式車橋:

也叫非斷開式車橋,其半軸套管與主減速器殼均與軸殼剛性地相連成一個整體梁。

整體式橋殼因強度和剛度性能好,便于主減速器的安裝、調整和維修,而得到廣泛應用。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闆沖壓焊接式等。

當車輪采用非獨立懸架時,驅動橋采用非斷開式。其特點是半軸套管與主減速器殼剛性連成一體,整個驅動橋通過彈性懸架與車架相連,兩側車輪和半軸不能在橫向平面内做相對運動。非斷開式驅動橋也稱整體式驅動橋。

斷開式車橋:

一般與獨立懸挂匹配,轎車中較為常見,卡車一般隻有軍用卡車才會使用,民用卡車中不常見。

當驅動輪采用獨立懸架時,兩側的驅動輪分别通過彈性懸架與車架相連,兩車輪可彼此獨立地相對于車架上下跳動。與此相對應,主減速器殼固定在車架上,半軸與傳動軸通過萬向節鉸接,傳動軸又通過萬向節與驅動輪鉸接,這種驅動橋稱為斷開式驅動橋。

采用獨立懸架,即主減速器殼固定在車架上,兩側的半軸和驅動輪能在橫向平面相對于車體有相對運動的則稱為斷開式驅動橋。

為了與獨立懸架相配合,将主減速器殼固定在車架(或車身)上,驅動橋殼分段并通過鉸鍊連接,或除主減速器殼外不再有驅動橋殼的其它部分。為了适應驅動輪獨立上下跳動的需要,差速器與車輪之間的半軸各段之間用萬向節連接。

◆根據功能區分:

轉向橋:卡車的前橋為轉向橋,轉向橋的結構基本相同,由前軸、轉向節、主銷和輪毂等組成

驅動橋:指為卡車提供動力輸出的橋。後驅車型一般有單輪驅動和雙輪驅動兩種形式。

支撐橋:沒有動力輸出,隻起到承載作用。某些單橋驅動的三軸汽車(6×2汽車)的中橋或後橋為支持橋,挂車上的車橋都是支撐橋。

支撐橋中還有一種懸浮橋形式。

懸浮橋指能上下浮動的橋,結構跟普通支持橋基本相似,多了一個舉升機構,在卡車重載時将懸浮橋放下,承載重量,空載或輕載是将懸浮橋提升減少油耗。

轉向驅動橋:具有轉向功能的驅動橋,轎車中比較常見,卡車一般在全輪驅動車型中才會有。

3、編号與噸位級的對應關系說明

435--10T級

440—11.5T~13T級

457--13T級

460--13T級

485--13T級

498--13T~16T級

500--13T~16T級

300H--13T~16T級輪減橋

◆單級減速和輪邊減速的選擇

後橋速比決定最高車速。

後橋速比是汽車驅動橋中主減速器的齒輪傳動比,它等于傳動軸的旋轉角速度與車橋半軸的旋轉角速度之比,也等于它們的轉速之比。

卡車的行駛速度=發動機轉速/檔位速比/驅動橋速比*輪胎直徑,當卡車進入最高檔時,後橋速比就決定了卡車的最高時速,後橋速比小的最高車速大但扭矩小,反之,車速小但扭矩輸出大。

如果增大後橋速比,單級主減速橋就需要更大的盆齒,卡車的離地間隙變小,通過性較差。

而輪邊減速器則很好的解決了這對矛盾,在車輪半軸軸頭和車輪之間再加裝一個減速齒輪,主減速器盆齒直徑減小,車橋升高了,通過性提高,能适應各種複雜路況。

但是,輪減橋因為結構更複雜,導緻其自重大,機械效率低,能量損耗大,較費油,同時發熱量大使輪端溫度高,容易發生爆胎。

選擇後橋應根據具體的運輸需要:單減橋适合公路運輸,傳動效率高,并能減少油耗。而輪減橋适合路況不好的車輛選用,輪減橋可以提高通過性,并輸出較大的扭矩。

1、道路條件較好的平原地區:

即經常在較少上下坡,或者坡道較為平緩的一級等級公路和高速公路上行駛的,強烈建議使用單級減速橋,好處在于傳動效率高,省油。同于,由于輪減橋的在整車處于高速行駛(100Km/h以上)的情況下,輪端溫度較高的問題是目前國内車橋公司暫時無法很好解決的,因此,在此工況下,我堅決不推薦使用輪減橋,高溫度容易導緻費胎乃至爆胎以及軸承燒死。

2、道路條件稍差、或者經常有長上下坡、或者是重載的載貨車:

将根據實際的道路條件、坡道大小、超載情況綜合判斷決定。但總體來說,13T級的¢460單橋軸荷一定要控制在32T以内,也就是說,8X4的載貨車在後兩個驅動橋上被分配的載荷一定要控制在64T以内。

第三部分、轉向前橋結構

卡車一般采用發動機前置,後輪驅動的布置方法。一般情況下,前橋都是轉向橋,而驅動橋在後橋。前橋由主要由前梁,轉向節,主銷和輪毂等部分組成。車橋兩端與轉向節絞接。前梁的中部為實心或空心梁。

轉向橋是利用車橋中的轉向節使車輪可以偏轉一定角度,以實現汽車的轉向。它除承受垂直載荷外,還承受縱向力和側向力及這些力造成的力矩。轉向橋通常位于汽車前部,因此也常稱為前橋。

各種車型的整體式轉向橋結構基本相同,主要有前梁、轉向節組成。

作為主體零件的前梁是用鋼材鍛造的,其斷面是工字型以提高抗彎強度。為提高抗扭強度,接近兩端略成方形。中部加工出兩處用以支承鋼闆彈簧的加寬面——彈簧座。中部向下彎曲,使發動機位置得以降低,從而降低汽車重心,擴展駕駛員視野,并減少傳動軸與變速器輸出軸之間的夾角。

前梁兩端各有一個加粗部分,呈拳形,其中有通孔,主銷即插入此孔内。用帶有螺紋的锲形鎖銷将主銷固定在拳部孔内,使之不能轉動。轉向節上有銷孔的兩耳通過主銷與前梁的拳部相連,使前輪可以繞主銷偏轉一定角度而使汽車轉向。

為了減小磨損,轉向節銷孔内壓入青銅襯套,襯套上的潤滑油槽在上面端部是切通的,用裝在轉向節上的油嘴注入潤滑脂潤滑。為使轉向靈活輕便起見,在轉向節下耳與前梁拳部之間裝有推力滾子軸承。在轉向節上耳與拳部之間裝有調整墊片,以調整其間的間隙。

在左轉向節的上耳上裝有與轉向節臂制成一體的凸緣,在下耳上則裝着與轉向梯形臂制成一體的凸緣,這兩個凸緣上均制有一矩形鍵,因此在左轉向節的上下耳上都有與之配合的鍵槽。轉向節通過矩形鍵及帶有錐形套的雙頭螺栓與轉向節臂及梯形臂相連。在鍵槽端面間裝有條形的橡膠密封墊。

車輪輪毂通過兩個圓錐滾子軸承支承在轉向節外端的軸頸上。軸承的松緊度可用調整螺母(裝于軸承外端)加以調整。輪毂外端用沖壓的金屬罩蓋住。輪毂内側裝有油封。如果油封漏油,則外面的擋油盤仍足以防止潤滑油進入制動器内,轉向節上靠近主銷孔的一端有方形的凸緣,以固定制動底版。

◆轉向輪定位參數

轉向橋在保證汽車轉向功能的同時,應使轉向輪有自動回正作用,以保證汽車穩定直線行駛。即當轉向輪在偶遇外力作用發生偏轉時,一旦作用的外力消失後,應能立即自動回到原來直線行駛的位置。這種自動回正作用是由轉向輪的定位參數來保證的,也就是轉向輪、主銷和前軸之間的安裝應具有一定的相對位置。這些轉向輪的定位參數有主銷後傾角、主銷内傾角、前輪外傾角和前輪前束。

1、主銷後傾角

設計轉向橋時,使主銷在汽車的縱向平面内,其上部有向後的一個傾角,即主銷軸線和地面垂直線在汽車縱向平面内的夾角。

主銷後傾角能形成回正的穩定力矩。當主銷具有後傾角時,主銷軸線與路面交點将位于車輪與路面接觸點的前面,汽車直線行駛時,若轉向輪偶然受到外力作用而稍有偏轉,将使汽車行駛方向向右偏離。這時,由于汽車本身離心力的作用,在車輪與路面接觸點處,路面對車輪作用着一個側向反作用力,其方向正好與車輪偏轉方向相反。

在此力矩作用下,将使車輪回到原來中間的位置,從而保證汽車穩定直線行駛,故此力矩稱為穩定力矩。但此力矩也不宜過大,否則在轉向時為了克服該穩定力矩,駕駛員要在轉向盤上施加較大的力(即所謂轉向沉重)。因穩定力矩的大小取決于力臂L的數值,而力臂L又取決于後傾角的大小,現代高速汽車由于輪胎氣壓降低、彈性增加,而引起穩定力矩增大。因此,角可以減小到接近于零,甚至為負值。

2、主銷内傾角

在設計轉向橋時,主銷在汽車的橫向平面内,其上部向内傾斜一個角(即主銷軸線與地面垂直線在汽車橫向平面内的夾角)稱為主銷内傾角。

主銷内傾角也有使車輪自動回正的作用,當轉向輪在外力作用下由中間位置偏轉一個角度(為了解釋方便,圖中畫成即轉到如雙點劃線所示位置)時,車輪的最低點将陷入路面以下。但實際上車輪下邊緣不可能陷入路面以下,而是将轉向車輪連同整個汽車前部向上擡起一個相應的高度。這樣,汽車本身的重力有使轉向輪回到原來中間位置的效應。

此外,主銷的内傾還使主銷軸線與路面交點到車輪中心平面與地面交線的距離減小,從而可減少轉向時駕駛員加在轉向盤上的力,使轉向操縱輕便,同時也可減小從轉向輪傳到轉向盤上的沖擊力。但值也不宜過小,即内傾角不宜過大,否則在轉向時車輪繞主銷偏轉的過程中,輪胎與路面間将産生較大的滑動,因而增加了輪胎與路面間的摩擦阻力。這不僅使轉向變得沉重,而且加速了輪胎的磨損。因此,一般内傾角不大于 ,距離一般為40~60mm。

主銷内傾角是在前梁設計中保證的,由機械加工來實現。加工時,将前梁兩端主銷孔軸線上端向内傾斜就形成内傾角。

3、車輪外傾角

除上述主銷後傾角和内傾角兩個角度保證汽車穩定直線行駛外,前輪外傾角也具有定位作用。

是通過車輪中心的汽車橫向平面與車輪平面的交線與地面垂直線之間的夾角,如果空車時車輪的安裝正好垂直于路面,則滿載時,車橋将因承載變形而可能出現車輪内傾,這将加速汽車輪胎的偏磨損。另外,加重了外端小軸承及輪毂緊固螺母的負荷,降低了它們的使用壽命。

因此,為了使輪胎磨損均勻和減輕輪毂外軸承的負荷,安裝車輪時應預先使車輪有一定的外傾角,以防止車輪内傾。同時,車輪有了外傾角也可以與拱形路面相适應。但是,外傾角也不宜過大,否則會使車輪産生偏磨損。

前輪的外傾角是在轉向節設計中确定的。設計時使轉向節軸頸的軸線與水平面成一角度,該角度即為前輪外傾角。

4、車輪前束

穩定杆和車橋的約束使車輪不可能向外滾開,車輪将在地面上出現邊滾邊滑的現象,從而增加了輪胎的磨損。為了消除車輪外傾帶來的這種不良後果,在安裝車輪時,使汽車兩前輪的中心面不平行,兩輪前邊緣距離B小于後邊緣距離A,A-B之差稱為前輪前束。

這樣可使車輪在每一瞬時滾動方向接近于向着正前方,從而在很程度上減輕和消除了由于車輪外傾而産生的不良後果。

前輪前束可通過改變橫拉杆的長度來調整。調整時,可根據各廠家規定的測量位置,使兩輪前後距離差A-B符合規定的前束值。一般前束值為0~12mm。測量位置除圖示位置外,還通過取兩輪胎中心面處的前後差值,也可以選取兩車輪鋼圈内側面處前後差值。此外,前束也可用角度——前束角表示。

第四部分、驅動橋結構

驅動橋位于汽車傳動系統的末端,主要由主減速器、差速器、半軸和驅動橋殼等組成。

1.主減速器

主減速器一般用來改變傳動方向,降低轉速,增大扭矩,保證汽車有足夠的驅動力和适當的速度。主減速器類型較多,有單級、雙級、雙速、輪邊減速器等。

結構型式

a.按參加減速傳動的齒輪副數目分,有單級主減速器和雙級主減速器;

b.按主減速器傳動比檔數分,有單速式和雙速式;

c.按齒輪副結構形式分,有圓柱齒輪式、圓錐齒輪式和準雙曲面齒輪式。

1)單級主減速器

單級主減速器是指主減速傳動是由一對齒輪傳動完成的。由一對減速齒輪實現減速的裝置,稱為單級減速器。其結構簡單,重量輕,東風BQl090型等輕、中型載重汽車上應用廣泛。

2)雙級主減速器

要求主減速器有較大傳動比時,由一對錐齒輪傳動将會導緻尺寸過大,不能保證最小離地間隙的要求,這時多采用兩對齒輪傳動,即雙級主減速器。

對一些載重較大的載重汽車,要求較大的減速比,用單級主減速器傳動,則從動齒輪的直徑就必須增大,會影響驅動橋的離地間隙,所以采用兩次減速。通常稱為雙級減速器。雙級減速器有兩組減速齒輪,實現兩次減速增扭。

為提高錐形齒輪副的齧合平穩性和強度,第一級減速齒輪副是螺旋錐齒輪。二級齒輪副是斜齒因拄齒輪。

主動圓錐齒輪旋轉,帶動從動圓銀齒輪旋轉,從而完成一級減速。第二級減速的主動圓柱齒輪與從動圓錐齒輪同軸而一起旋轉,并帶動從動圓柱齒輪旋轉,進行第二級減速。因從動圓柱齒輪安裝于差速器外殼上,所以,當從動圓柱齒輪轉動時,通過差速器和半軸即驅動車輪轉動。

3、雙速主減速器

為了充分提高汽車的動力性和經濟性,有些汽車裝用了兩檔的主減速器,此時,主減速器還兼起了副變速器的作用。

4、貫通式主減速器

多軸驅動汽車的各驅動橋的布置有非貫通式和貫通式兩種。采用貫通式驅動橋可以減少分動器的動力輸出軸數量,簡化了結構。

◆主減速器的功用

1)降低轉速,增大轉矩;

2)改變轉矩旋轉方向;

◆常用的齒輪型式

1)斜齒圓柱齒輪特點是主從動齒輪軸線平行。

2)曲線齒錐齒輪特點是主從動錐齒輪軸線垂直且相交。

3)準雙曲面錐齒輪特點是主從動錐齒輪軸線垂直但不相交,有軸線偏移。

◆準雙曲面錐齒輪的螺旋方向與軸線偏移

1)齒輪旋轉方向的判斷

從齒輪小端向大端看,齒面向左旋為左旋齒輪,右旋為右旋齒輪,一對準雙曲面錐齒輪互為左右旋。

2)上下偏移的判斷

将小齒輪置于大齒輪右側,小齒輪軸線在大齒輪軸線下方為下偏移,反之,為上偏移。

3)軸線偏移的作用

在驅動橋離地間隙h不變的情況下,可以降低主動錐齒輪的軸線位置,從而使整車車身及重心降低。

◆主減速器的特點

主減速器傳遞的轉矩較大,受力複雜,具有以下特點。

1)主從動錐齒輪要有正确的相對位置,可以通過改變齒輪軸的軸向位置進行調整,以齧合印迹和齒側間隙來檢查;

2) 要求有較高的支承剛度,以确保傳遞轉矩的過程中主從動錐齒輪正确的相對位置不發生改變;

3) 要用圓錐滾子軸承支承,以承受錐齒輪傳動的軸向力;

4) 圓錐滾子軸承的預緊度可調。

◆主減速器的調整

主減速器的調整分為原始調整和使用調整。

原始調整是指一對新齒輪的調整,包括新車使用的新齒輪和舊車成對更換的一對新齒輪,要求保證合适的齒側間隙和正确的齧合印迹;

使用調整是指齒輪和軸承磨損,齒輪相互位置發生變化時所進行的調整,隻要求保證正确的齧合印迹。

當齒側間隙過大時,就要成對更換主從動錐齒輪。

調整的内容

1)小齒輪軸承預緊度;

2)大齒輪軸承預緊度;

3)小齒輪位置;

4)大齒輪位置;

調整的部位和方法依車不同而不同。

2、輪邊減速器

輪邊減速也可以看作是主減速器的第二級傳動。在重型載貨車、越野汽車或大型客車上,當要求傳動系的傳動比值較大,離地間隙較大時,往往在兩側驅動輪附近再增加一級減速傳動,稱為輪邊減速器。

一般來說,采用輪邊減速器是為了提高汽車的驅動力,以滿足或修正整個傳動系統驅動力的匹配。目前采用的輪邊減速器,就是為滿足整個傳動系統匹配的需要,而增加的一套降速增扭的齒輪傳動裝置。

從發動機經離合器、變速器和分動器把動力傳遞到前、後橋的主減速器,再從主減速器的輸出端傳遞到輪邊減速器及車輪,以驅動汽車行駛。在這一過程中,輪邊減速器的工作原理就是把主減速器傳遞的轉速和扭矩經過其降速增扭後,再傳遞到車輪,以便使車輪在地面附着力的反作用下,産生較大驅動力。

3.差速器

差速器用以連接左右半軸,可使兩側車輪以不同角速度旋轉同時傳遞扭矩。保證車輪的正常滾動。有的多橋驅動的汽車,在分動器内或在貫通式傳動的軸間也裝有差速器,稱為橋間差速器。其作用是在汽車轉彎或在不平坦的路面上行駛時,使前後驅動車輪之間産生差速作用。

目前大多數汽車采用行星齒輪式差速器,普通錐齒輪差速器由兩個或四個圓錐行星齒輪、行星齒輪軸、兩個圓錐半軸齒輪和左右差速器殼等組成。

◆齒輪式差速器

組成:差速器殼體、行星齒輪、半軸齒輪、行星齒輪軸等。

通過運動學分析可以掌握差速器的差速原理;通過動力學分析可以掌握其轉矩分配特性。

内摩擦力矩很小的對稱式錐齒輪差速器的運動學和動力學特性可以概括為“差速但不差轉矩”,即可以使兩側驅動輪以不同轉速轉動,但不能改變傳給兩側驅動輪的轉矩。

◆強制鎖止式差速器

差速器的動力學特性不利于汽車的通過性,可以采用強制鎖止式差速器克服其缺點。

斯堪尼亞LT110型汽車強制鎖止式差速器的特點:外接合器與半軸通過花鍵相連,内接合器與差速器殼體通過花鍵相連。後面加上下面一段文字:當内外接合器相互接合時,将半軸齒輪與差速器殼體連為一體,差速器失去差速功能,傳給兩側驅動輪的轉矩可以不同。

◆防滑差速器

1)防滑差速器的分類

防滑差速器按其工作原理可分為轉矩敏感式防滑差速器、轉速敏感式限滑差速器和主控制式防滑差速器。

2)轉矩式防滑差速器

按其結構可以分為錐盤式、輪齒式和摩擦片式3種。

3)轉速敏感式限滑差速器

利用液體的粘性摩擦特性,即矽油的粘性摩擦特性感知速度差,實現差速器限滑作用。

4)主動控制式限滑差速器

5)托森差速器

利用蝸輪蝸杆傳動的不可逆性原理和齒面高摩擦條件,使差速器根據其内部内摩擦力矩大小而自動鎖死或松開。

托森差速器常被用于全輪驅動轎車的中央軸間差速器,後驅動橋的輪間差速器,但通常不用于轉向驅動橋的輪間差速器。

4、半軸

半軸的内側通過花鍵與半軸齒輪相連,外側用凸緣與驅動輪的輪毂相連。

半軸是将差速器傳來的扭矩再傳給車輪,驅動車輪旋轉,推動汽車行駛的實心軸。由于輪毂的安裝結構不同,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構。半軸的内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,用螺栓和輪毂連接。輪毂通過兩個相距較遠的圓錐滾子軸承文承在半軸套管上。半軸套管與後橋殼壓配成一體,組成驅動橋殼。用這樣的支承形式,半軸與橋殼沒有直接聯系,使半軸隻承受驅動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。

全浮式半軸的特點是半軸外端與輪毂相連接,輪毂通過圓錐滾子軸承支承在橋殼的半軸套管上,作用在車輪上的力通過半軸傳給輪毂,輪毂又通過軸承将力傳給驅動橋殼,半軸隻受轉矩,不受彎矩。用于輕型、中型、重型貨車、越野汽車和客車上。

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

特點是半軸外端通過軸承支承在橋殼上,作用在車輪的力都直接傳給半軸,再通過軸承傳給驅動橋殼體。半軸既受轉矩,又受彎矩。常用于轎車、微型客車和微型貨車。

半浮式半軸的内端與全浮式的一樣,不承受彎扭。其外端通過一個軸承直接支承在半軸外殼的内側。這種支承方式将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。這種結構型式主要用于小客車。

紅旗牌CA7560型高級轎車的驅動橋。其半軸内端不受彎矩,而外端卻要承受全部彎矩,所以稱為半浮式支承。

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。此式半軸目前應用不多,隻在個别小卧車上應用,如華沙M20型汽車。

5、橋殼

驅動橋橋殼按照制造工藝分為沖焊橋殼、鑄造(鑄鐵、鑄鋼)橋殼。

傳統的鑄造橋殼具有剛度大,變形小,成本低等優點,但是制造周期長、工藝複雜,效率較低。沖焊橋殼具有外觀好、重量輕、清潔度高、故障率低等優點,沖焊技術正在逐步替代鑄造技術。

驅動橋殼的主要功用是支撐汽車質量,并承受由車輪傳來的路面的反力和反力矩,并經懸架傳給車架(或車身);同時,它又是主減速器、差速器、半軸的裝配基體。

1) 整體式橋殼

整體式橋殼因強度和剛度性能好,便于主減速器的安裝、調整和維修,而得到廣泛應用。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闆沖壓焊接式等。

2) 分段式驅動橋殼

分段式橋殼一般分為兩段,由螺栓将兩段連成一體。分段式橋殼比較易于鑄造和加工。

第五部分、國内主流商用車車橋品牌彙總

車橋是卡車的三大動力核心總成之一,除了有承載車身重量的作用外,還有驅動車輛以及制動等作用。目前國内生産車橋的廠家衆多,現為大家介紹下國内比較主流的卡車車橋的廠商及品牌。

◆解放車橋

一汽山東汽車改裝廠

公司介紹:一汽山東汽車改裝廠創建于1968年,2003年成為一汽集團公司全資子公司。位于山東省蓬萊市。主要生産各類卡車橋和客車橋,是中國改裝車和中重型卡車驅動橋的主要生産基地之一。工廠具有年産15萬根沖焊驅動橋的生産能 力.

主要産品:産品有435系列、457系列、DA485系列、300系列的卡車和客車橋,可選裝空氣懸挂、盤式制動器、ABS防抱死裝置、制動間隙自動調整臂等結構。

配套廠家:一汽、江淮、聯合卡車、華菱等。

注:已改為鵬翔車橋

一汽解放車橋分公司

公司介紹:一汽解放汽車有限公司車橋分公司,前身為第一汽車制造廠底盤廠,始建于1953年7月15日。50多年來,經過三次創業、資源整合,于2003年3月28日組建公司。公司擁有南、北兩個廠區,主要生産各類轉向橋及驅動橋,每年為用戶提供50萬套卓越品質的車橋産品。

主要産品:輕、中、重、客、挂等8大系列,上千個品種的轉向及驅動橋。

配套廠家:主要為解放配套。

◆東風德納車橋

公司介紹:東風德納車橋有限公司(簡稱DDAC)成立于2005年6月28日,位于湖北省襄樊市,由東風汽車有限公司與美國德納公司在原東風車橋有限公司基礎上雙方各持股50%合資組建,是東風汽車集團下的子公司。下設十堰工廠、襄樊工廠、十堰車橋部件廠三個大型工廠及廈門分公司,具有年生産車橋總成90萬根,主從動齒輪100萬套的能力。

主要産品:重、中、輕、微全系列商用車車橋,包括轉向橋、單驅動橋、貫通式驅動雙橋、轉向驅動橋、支承橋等5大類40多個系列2500餘種。

配套廠家:主要為東風商用車配套,同時也為中通、宇通、金龍等客車廠商配套。

◆漢德車橋

公司介紹:陝西漢德車橋有限公司于2003年3月23日,由濰柴動力與陝汽集團共同投資組建,其前身為陝西汽車制造總廠車橋分廠。公司屬高新技術企業,擁有西安、寶雞兩個工廠,廠房面積20萬平方米,現有員工4200餘人,各類工程技術人員和中級以上專業技術人員600多人,注冊資本3.2億元,年銷售額超過50億元。公司是集研發、制造、銷售為一體的中國車橋行業最具科技含量的大型企業,各系列橋總成已批量裝備我軍重型軍用越野車和國内各大知名重卡企業商用車。

主要産品:5.5T—13T轉向前軸,13T—25T雙級減速驅動橋,10T—13T單級減速驅動橋,5T—9T轉向驅動前橋,10T—16T挂車橋;産品涵蓋了重中型卡車橋、非公路用橋、客車橋、挂車承載軸等五大類100多個品種。其雙級減速驅動橋、單級減速驅動橋以獨有的技術優勢和超強的承載及傳扭能力,在國内市場一直處于領先地位。

配套廠家:在國内市場與陝西重汽、東風商用車、北汽福田、鄭州宇通、蘇州金龍、、陝西同力等國内外十餘家重型汽車、客車及特種車企業建立了穩定的合作關系。

◆中國重汽車橋

公司介紹:中國重汽集團濟南橋箱有限公司(簡稱“橋箱公司”)是中國重型汽車集團有限公司(簡稱“中國重汽”)的子公司,位于濟南市高新技術産業開發區,廠區占地面積82萬平方米,大規模的技術改造,具備年産15萬輛整車所需鍛件、離合器和車橋總成的生産能力。

主要産品:斯太爾技術前橋、前驅動橋、輪邊減速驅動橋和離合器總成,HW1249、1279單級減速驅動橋,HW1667、1697單級減速驅動橋;盤式制動器前橋和膜片離合器總成、AC系列驅動橋等,共計一千三百餘種産品。

配套廠家:主要為中國重汽集團配套。

◆紅岩車橋

公司介紹:上汽依維柯紅岩商用車有限公司車橋廠(簡稱紅岩車橋)是20世紀60年代中期經國務院批準建立,位于重慶市雙橋區,主要産品有80年代引進德國曼車橋總成制造技術、成功研發的“紅岩”系列橋總成,90年代中國重型汽車集團公司引進奧地利STEYR整車制造技術中,重慶紅岩汽車車橋廠為其配套的斯太爾橋。2003年紅岩車橋廠技改完成後,具有年生産橋總成10萬台的生産能力,可自主開發多種工程車輛及客車所需的轉向、單級減速驅動、雙級輪邊減速驅動、承載等系列橋總成。

主要産品:斯太爾沖焊橋系列、紅岩鑄鋼橋系列、各種變形橋系列、鞍座總成、平衡懸架裝置及相關底盤零件。

配套廠家:主要為上汽依維柯紅岩商用車有限公司配套。

◆方盛車橋

公司介紹:方盛車橋(柳州)有限公司始建于1979年5月,2009年10月由廣西方盛實業股份有限公司與台灣六和機械合資成立。位于廣西柳州市陽和工業新區C-18号,産品幾乎涵蓋所有商用車用橋。

主要産品:前橋從3噸至9噸,後橋從4.5噸至16噸,主要有440、452、457、485、500、斯太爾、大輪邊雙級減速橋、驅動轉向橋以及低地闆前後橋、獨立懸架前産品。

配套廠家:東風柳汽公司、東風公司本部、東風公司重型廠、北汽福田、廈門大小金龍、鄭州宇通、東風杭汽、東風新疆汽車廠、一汽長春本、東風創普、桂林大宇、黃海客車、杭州恒康、杭州亞星和湖南集團等。

◆華菱車橋

公司介紹:華菱的車橋項目從2005年即已開始啟動,先發展了前橋,後重點建設中後橋,于2008年下半年正式投放市場,産品涵蓋了國内所有重型車橋品種。2010年1月,安徽華菱汽車股份有限公司和湖南淩風實業有限公司共同出資組建“湖南華菱汽車零部件有限公司”,在湖南衡陽市投建年産1萬台重型汽車及7萬套車橋項目。主要生産斯太爾技術和奔馳技術系列橋。

主要産品:11噸級單級減速驅動橋、13噸級單級減速驅動橋、13噸級帶輪邊減速驅動橋

配套企業:主要為華菱配套。

◆安凱車橋

公司介紹:安徽安凱福田曙光車橋有限公司成立于2002年7月26日,位于安徽省合肥市,由安徽安凱汽車股份有限公司、北汽福田汽車股份有限公司、丹東曙光車橋股份有限公司共同創立,其前身是安凱車橋廠。主要生産斯太爾前、中、後橋總成;大、中型客車用前、後橋總成;以及大型豪華高速客車用前、後橋總成。

主要産品:7.5噸、8噸級中型汽車驅動橋産品;10噸級大型客車驅動橋産品;13噸、16噸級重型汽車驅動橋、貫通橋産品;4.2噸級中型客車用前橋;5.5噸、6.5噸、7.5噸級斯太爾前橋等,共計十大系列、三十餘個品種,是各類重型載貨汽車、中型客車、大型客車專用底盤、雙層客車專用底盤、大型豪華高速客車的最佳配套産品。

配套廠家:福田歐曼重卡、江淮重卡、福田諸城汽車、東風柳汽重卡、南汽淩野重卡、華菱重卡、安凱客車、江淮客車、歐V客車、揚州亞星客車、廈門金旅客車、中通客車等。

◆廣東富華車橋

公司介紹:廣東富華工程機械制造有限公司創始于一九九七年,是亞洲最大的半挂車專用零部件生産商及經營者,擁有世界上最大的半挂車車軸和其他配套零部件制造生産基地,占地總面積30萬平方米,供生産用建築面積18萬平方米。擁有軸體PLC熱成型自動線與軸體PLC控制熱處理自動線各4條,車軸全自動塗裝線7條,自動裝配線3條,設計生産能力為年産車軸80萬支。此外,富華還擁有半挂車支承裝置(支腿)10萬套。制動摩擦片生産線2條,年産達700萬片。

主要産品:半挂車車軸、支承裝置(支腿)、懸挂、牽引座(鞍座)、牽引銷等零部件。

◆ 青特車橋

青島青特衆力車橋有限公司,所生産的青特牌295、300、435、457、459、469、485、498驅動車橋總成及零部件,為北京福田戴姆勒歐曼、一汽解放青島汽車有限公司等國内各大汽車廠家配套。

青特集團有限公司1958年創建于中國青島,是一家跨地區、跨行業、多元化的大型企業集團。經過52年的開拓進取,已發展成為中國重要的特種汽車和汽車零部件生産基地和出口基地。

目前,已建立17家子公司,涉足特種車制造、汽車車橋生産、汽車零部件生産、房地産開發、國際貿易等多個領域。形成了年産特種汽車1萬輛,各種輕、中、重卡及大型客車系列車橋45萬套,支承車橋10萬支,鑄件6萬噸的能力

◆義和車橋

公司介紹:諸城市義和車橋有限公司成立于1993年,位于山東省諸城市泰薛路王家鐵鈎東臨南側,年産商用車橋100萬架,獨立懸架10萬架,是國内最大的車橋生産基地之一。

主要産品:各種輕型、中型、重型汽車、工程車、乘用車、拖拉機車橋總成、空氣懸挂轉向橋總成及獨立懸挂橋總成。

配套廠家:北汽福田、中國重汽、一汽、二汽、陝汽、江淮、長豐獵豹、上海華普、揚子皮卡等十幾家國内主要汽車生産廠家。

◆北奔重卡車橋

包頭北奔車橋有限公司是引進世界一流的德國Datm er Benz車橋全套技術投資五億元人民币建成的生産重型卡車車橋中高檔客車車橋及底盤零部件的專業制造企業技術力量雄厚設備先進現代化管理手段齊備。

卡車橋系列主要有7噸、全驅動及7 5噸、非驅動前橋l 3噸、1 60屯雙級減速驅動後橋及雙級減速貫通傳動後橋、l 3噸單級減速驅動後橋、1 3噸随動橋、平衡懸挂分動箱輪式戰車輪邊總成等零部件系列

客車橋系列主要有4.5T、6.5噸前橋和9.5噸,以及13噸單級減速後橋和1 3噸雙級減速後橋。

第六部分、國外主要車橋産品介紹

◆維斯蒂昂(VISTEON)汽車系統公司

維斯蒂昂汽車系統公司位于美國迪爾本。1998年在全球百名汽車零部件廠商排名中位居第三。1998年全球汽車零部件銷售額為178億美元。北美市場占有率達81%,占歐洲市場15%,占亞洲市場1%。其産品範圍包括底盤、風洞控制、電子件、内外飾系統及動力系統控制裝置。該公司生産整體式獨立懸架車橋。

車橋特點:

1)獨立式懸架和整體梁式設計

2)與ABS和牽引助力裝置相兼容

3)齒輪輪毂設計

4)标準,鎖止,和粘液偶合差速器:傳統,或帶牽引控制的差速器 (電動或傳統控制鎖止裝置)

5)鋁和鑄鐵橋殼

6)半浮式和全浮式輪端設計

7)雙後輪設計

8)雙速技術

9)采用盤式或鼓式制動

10)用于設計試驗的全系統服務

優點:

1)由于采用高壽命齒輪/軸承、延長壽命的密封件和合成材料、以及具有熱穩定性的齒輪油,從而提高了車橋的耐久性和可靠性;

2)低噪聲、振動與不平順性(NVH)–調諧車輛響應特性;車輛内部分析目标;

3)由于旋轉部件的扭矩能力達到最佳化并且使用壽命延長,因而獲得了高額定扭矩;

4)在保持離地間隙的同時,齒毂設計降低了載荷地闆;

5)雙速技術的應用提高了牽引性能并是燃油經濟性得以改善;

6)現代化材料實驗技術的應用優化了橋殼強度和重量;

7)獨立式前懸架車橋速比

◆美國車橋及制造(AAM)公司

該公司位于美國底特律。1998年在全球百名汽車零部件廠商排名(按銷售額)中位居第39名。1998年全球汽車零部件銷售額為21。7億美元。北美市場占有率達92%,占歐洲市場7%。

該公司的産品包括底盤和傳動系統,以及鍛件産品。AAM的後橋為堅固的整體式驅動橋,适用于輕型載貨車、廂式車、SUV、轎車和其它後輪驅動車輛。AAM的Salisbury、獨立式和整體式後驅動橋可适應各種履帶寬度,并與AAM的其它傳動系零部件和系統易于匹配和結合。

前橋産品系列包括四輪驅動和全輪驅動前橋,其設計形式包括獨立式、整體式、Salisbury和動力輸出裝置。為迎接新世紀中、輕型車輛的挑戰,AAM還提供了新型前驅動和非驅動車橋。

◆德納(DANA)公司

德納公司位于美國托萊多。1998年在全球百家汽車零部件制造商排名中位居第八。1998年汽車零部件業務銷售額為71.1億美元。該公司主要生産傳動系、結構件、發動機、底盤、密封件、制動器和液壓系統産品。

中型載貨車用單級橋系列: S135-S、S150-S、17060系列、19060 系列、21060 系列、22060 系列。該系列應用到零擔運貨車,城市運輸,牽引餐車,出租車隊,輕型客貨兩用車或任何中型載貨車上具有最高的性能和使用壽命。

技術特點:

1)傳動比選擇範圍大有利于傳動系選用最佳化技術參數

2)Viton 機油密封保持潤滑劑在裡面,塵土和污物在外面

3)在橋軸和驅動小齒輪上的漸開線花鍵可獲得更大的扭矩能力

4)精密流動鍛造的差速齒輪可獲得更大的強度并耐沖擊

5) 整體式可鍛鑄鐵差速器殼具有最大強度

6)選裝非自旋差速器可改善牽引效果

7)精加工的差速器殼取消了調整片并簡化了保養

8)減少的總成重量用來提高性能和産量

9)強有力的輪邊差速總成可抵抗具有損害作用的震動負荷

10)專利性的車輪潤滑劑流動系統具有優良延長保護作用

11)可選裝司機控制的車輪差速鎖在濕滑或不平的路面上可獲得最大的牽引力

12)可選裝的橋内速度傳感器

13)可選裝的用于長途客車和公共汽車應用的傳動裝置

14)由綜合Roadranger 服務支持提供商業上的最佳服務

◆美馳(MERITOR)公司

公司位于美國特洛伊。1998年在全球百家零部件制造商排名中位居第19名,1998年汽車零部件銷售額為35.2億美元。北美市場占有率達61%,歐洲占29%,亞洲占3%。其主要産品包括車頂組件、座椅調整系統、車輪、車橋和懸架等。

公司的新非驅動性前轉向橋(FF981)可以應用在長途運輸和市内交通等不同的高速線路上。這種新橋是在1996年投入市場的,它完善了現有的容易轉向(Easy Steer)前橋系列。通過這種革新設計所生産的轉向橋具有輕質量、結實、高度可靠性和無維修性等優良品質。

獨特的整體輪毂采用一個部件代替了六個輪端元件。每個輪毂都根據用戶要求進行生産,這樣可以保證最佳的軸承設置。新設計降低了重量,延長了軸承壽命并顯著地減少了維修費用。

整體萬向節不但提高了強度還減少了大約45磅的重量。這種新設計采用了一種不帶底闆-萬向節接頭的制動底闆,增加了一種整體式橫拉杆臂以減少零件的複雜性。它還有一個帶螺栓的轉向臂以适應獨特的汽車結構和一個帶螺紋的主銷帽以便維護保養。

公司額定車橋載質40000磅的RT-40-160并裝驅動橋根據用戶需要,采用了大扭矩傳動系可以高效用于重型長途運輸車上。這種驅動橋可以在汽車總重超80000磅時配合新式的2050磅/英尺發動機進行長途運輸工作。

優點

1)3.07—7.17的大範圍齒輪傳動比

2)可以提供大扭矩處理能力的帶螺栓堅固的18英寸環狀齒輪

3)可以适應較大拉力的43英寸的厚橋殼

RT-40-145并裝驅動橋是麥裡特性能優良的40000磅(GAWR)驅動橋。考慮到現行工業标準,RT-40-145是專為城市和長途運輸車設計和生産的。這種驅動橋具有燃油經濟性好、質量輕、傳動比範圍廣等優點。它還可以選擇性地配備鋁殼體,駕駛員控制的差速鎖(DCDL)以及壓力潤滑系統。

第七部分、驅動橋的典型設計流程和要求

驅動橋由主減速器、差速器、半軸及橋殼組成。

它的作用是将萬向傳動裝置傳來的動力折過90°角,改變力的傳遞方向,并由主減速器降低轉速,增大轉矩後,經差速器分配給左右半軸和驅動輪。

功能:驅動橋處于動力傳動系的末端,其基本功能是增大由傳動軸或變速器傳來的轉矩,并将動力合理的分配給左、右驅動輪,另外還承受作用于路面和車架或車身之間的垂直立、縱向力和橫向力。驅動橋一般由主減速器、差速器、車輪傳動裝置和驅動橋殼等組成。

1、驅動橋的基本功用

1)将萬向傳動裝置傳來的轉矩通過主減速器,差速器半軸等傳到驅動車輪,實現降速,增大轉矩;

2)通過主減速器圓錐齒輪副改變轉矩的傳遞方向

3)通過差速器實現兩側車輪差速作用,保證内外車輪以不同的轉速轉向

4)承受作用于路面和車架或車廂之間的垂向力,縱向力和橫向力

2、驅動橋設計的基本要求

1)所選擇的主減速比應能滿足汽車在給定條件下具有最佳的燃油經濟性和動力性。

2)尺寸要小,保證有必要的離地間隙。

3)齒輪及其他傳動件工作平穩,噪聲小。

4)在各種轉速和負荷下具有高的傳動效率。

5)在保證足夠強度、剛度的要求下,應力求質量小,尤其是簧下質量應盡量小,以改善汽車平順性。

6)差速器在保證左右驅動車輪能以汽車運動學要求的差速滾動外并能将轉矩平穩而連續不斷地傳遞給左右驅動車輪。

7)結構簡單,加工工藝性好,制造容易,拆裝、調整方便。

8)驅動橋總成及零部件的設計應盡量滿足零件的标準化、部件的通用化和産品的系列化及汽車變型的要求。

3、驅動橋的結構方案分析

驅動橋的結構形式與驅動車輪的懸架形式密切相關。當車輪采用非獨立懸架時,驅動橋應為非斷開式。當采用獨立懸架時,為保證運動協調,驅動橋應為斷開式。非斷開式驅動橋結構簡單,制造工藝性好、成本低、工作可靠、維修調整容易,廣泛應用于各種載貨汽車、乘用車及多數的越野汽車上。

但整個驅動橋屬于簧下質量,對汽車的平順性和降低動載荷不利。斷開式驅動橋結構較複雜,成本較高,但它大大地增加了離地間隙;減小了簧下質量,從而改善了行駛時作用在車輪和車橋上的動載荷,提高了零部件的使用壽命;由于驅動車輪與地面的接觸情況及對各種地形的适應性較好,大大增強了車輪的抗側滑能力;與之相配合的獨立懸架導向機構設計的合理,可增加汽車的不足轉向效應,提高汽車的操縱穩定性。

斷開式驅動橋結構複雜,成本較高,但它大大增加了離地間隙;減小了簧下質量,從而改善了行駛平順性,提高了汽車的平均車速;減小了汽車在行駛時作用于車輪和車橋上的動載荷,提高了零部件的使用壽命;由于驅動車輪與地面的接觸情況及對各種地形的适應性較好,大大增加了車輪的抗側滑能力;與之相配合的獨立懸架導向機構設計得合理,可增中汽車的不足轉向效應,提高汽車的操縱穩定性。這種驅動橋在轎車和高通過性的越野汽車上應用相當廣泛。

4、主減速器結構形式的确定

主減速器的結構形式,主要是依據其齒輪類型和主動齒輪的安裝方法及減速形式的不同而異。

主減速器傳動齒輪的類型

1)“格裡森”或“奧利康”制螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪傳動;

2)圓柱齒輪傳動;

3)渦輪渦杆。

螺旋錐齒輪傳動的主、從動齒輪軸線垂直相交于一點,齒輪并不同時在全長上齧合,而是逐漸從一端連接平穩地轉向另一端。另外,由于輪齒端面重疊的影響,至少有兩對以上的輪齒同時齧合,所以它工作平穩、能承受較大的負荷、制造也簡單。

但是,工作中噪聲大,對齧合精度很敏感,齒輪副錐頂稍有不吻合便會使工作條件急劇變壞,并伴随磨損增大和噪聲增大。為保證齒輪副的正确齧合,必須将支承軸承預緊,提高支承剛度,增大殼體剛度。

5、主減速器的減速形式主要有:

單級主減速器、雙級主減速器、雙速主減速器、單級貫通式主減速器、雙級貫通式主減速器、單級(或雙級)主減速器附輪邊減速器。

由于單級主減速器具有結構簡單、質量小、尺寸緊湊及制造成本低等優點,因此,它廣泛地用在主減速比小于等于7的各種中、小型汽車上。

6、主減速器主、從動錐齒輪的支承方案

主動錐齒輪的支承:分懸臂式支承和跨置式支承兩種。

懸臂式:支承距離b應大于2.5倍的懸臂長度a,且應比齒輪節圓直徑的70%還大,另外靠近齒輪的軸徑應不小于尺寸a。支承剛度除了與軸承開式、軸徑大小、支承間距離和懸臂長度有關以外,還與軸承與軸及軸承與座孔之間的配合緊度有關。結構簡單,支承剛度較差,用于傳遞轉矩較小的轎車、輕型貨車的單級主減速器及許多雙級主減速器中。

跨置式:增加支承剛度,減小軸承負荷,改善齒輪齧合條件,增加承載能力,布置緊湊,但是主減速器殼體結構複雜,加工成本提高。

7、從動錐齒輪的支承

支承剛度與軸承的形式、支承間的距離及軸承之間的分布比例有關。

為了增加支承剛度,減小尺寸c+d;為了增強支承穩定性,c+d應不小于從動錐齒輪大端分度圓直徑的70%;為了使載荷均勻分配,應盡量使尺寸c等于或大于尺寸d。

輔助支承限制從動錐齒輪因受軸向力作用而産生偏

8、主減速器設計

◆主減速比的确定

主減速比i0的大小,對主減速器的結構形式、輪廓尺寸及質量的大小影響很大,對汽車的動力性、燃油經濟性有非常重大的影響,發動機的工作條件也和傳動系的傳動比有關為研究主減速比i0對動力性的影響,圖給出了變速器位于最高擋時,在三種不同主減速比且i01<i02<i03的情況下的汽車功率平衡圖。它是根據汽車行駛時的功率平衡方程繪制的。

—發動機功率;

—傳動系的機械效率;

—消耗在克服空氣阻力上的功率;

—消耗在克服道路阻力上的功率;

—功率儲備;

—車輪的滾動半徑,m;

—最大功率時的發動機轉速,r/min;

—汽車的最高車速,km/h;

—變速器最高檔傳動比。

◆主減速器齒輪計算載荷的确定

1、按發動機最大轉矩和最低檔傳動比确定從動錐齒輪的計算轉矩

—計算轉矩

—發動機最大轉矩

—計算驅動橋數

—分動器傳動比

—主減速器傳動比

—變速器傳動效率

—液力變矩器變矩系數

—由于猛接離合器而産生的動載系數

—變速器最低擋傳動比

2、按驅動橋打滑轉矩确定從動錐齒輪的計算轉矩

—汽車滿載時一個驅動橋給水平地面的最大負荷,後橋所承載 =0.55×(660 750)×9.8=7599.9N的負荷(其中軸荷分配系數取0.55);

—輪胎對地面的附着系數,對于安裝一般輪胎的公路用車,取 =0.85;對于越野汽車取1.0;對于安裝有專門的防滑寬輪胎的高級轎車,計算時可取1.25。

—車輪的滾動半徑

—分别為所計算的主減速器從動錐齒輪到驅動車輪之間的傳動效率和傳動比, 取0.9,由于沒有輪邊減速器 取1.0,

3、按汽車日常行駛平均轉矩确定從動錐齒輪的計算轉矩

對于公路車輛來說,使用條件較非公路車輛穩定,其正常持續的轉矩根據所謂的平均牽引力的值來确定:

—汽車滿載時的總重量

—道路滾動阻力系數,對于轎車可取0.010~0.015

—汽車正常行駛時的平均爬坡能力系數,在此取0.08

—汽車的性能系數在此取0

—主減速器主動齒輪到車輪之間的效率,取0.9

—主減速器從動齒輪到車輪之間的傳動比,取1

—驅動橋數

◆主減速器齒輪基本參數的選擇

1、技術要求

2、齒數的選擇

3、從動齒輪大端分度圓直徑

4、主、從動齒輪的齒面寬

5、螺旋角

6、螺旋角方向的确定

7、法向壓力角

◆主減速器螺旋錐齒輪強度計算

在選好主減速器錐齒輪主要參數後,需按格裡森公司推薦的表格或查用計算機軟件計算錐齒輪的幾何尺寸,之後進行強度計算,以保證其有足夠的強度和壽命。安全可靠的工作。

輪齒的破壞形式有多種,常見的有輪齒折斷,齒面點蝕及剝落。齒面膠合,齒面磨損等,強度計算是檢驗設計可靠的方法之一,淡漠前強度計算的方法多時近似的。于圓錐齒輪的驗算性的強度計算,因齒輪質不同,其強度的計算方法也不同,一般主要是驗算輪齒的彎曲應力和接觸應力,彎曲強度表征輪齒的抗折斷能力,接觸強度表征齒面抗點蝕能力。

1、單位齒長上的圓周力

2、輪齒的彎曲強度計算

3、輪齒接觸強度計算

◆主減速器螺旋錐齒輪軸承的載荷計算

1、齒面寬中點處的圓周力為

2、圓錐齒輪的軸向力與徑向力的計算

◆齒輪材料的選擇

汽車驅動橋錐齒輪的工作條件是相當嚴重的,與傳動系其它齒輪比較,具有載荷大、作用時間長、變化多、有沖擊等特點。因此,傳動系中的主減速器齒輪往往是個薄弱環節。驅動橋齒輪材料應滿足如下要求:具有高的彎曲疲強度和票面接觸疲勞強度,齒面具有高的硬度而保證由高的耐磨性;

輪齒芯部應有适當的韌性以适應沖擊載荷,避免在沖擊載荷下齒根折斷;剛才鍛造性能、切削加工性能及熱處理性能良好,熱處理變形小或變形規律要易控制;選擇齒輪材料要适應我國情況,例如少用鎳鉻等合金鋼,選用錳、釩、硼、钛等元素的合金鋼。

汽車主減速器與差速器齒輪基本上都是用滲碳合金鋼制造。我國目前用于制造主減速器錐齒輪的合金鋼是:18CrMnTi。22CrNiMo和16SiMn2WmoV,為拉減少鎳鉻元素的消耗,近年來我國采用新材料20MnVB和20MnTiB作為取動橋的齒輪材料。

滲碳合金鋼的優點是表面可得到含碳量很高的硬化層,有相當高的耐磨性和抗壓性,而行不較軟,友好的韌性。因此,這種材料的彎曲強度,表面接觸強度合承受沖擊的能力較好。

錐齒輪在熱處理及精加工後均作厚度為0.005—0.020mm的磷化處理或鍍銅,鍍錫。對于滑動速度高的齒輪可滲硫處理,以提高其耐磨性。滲硫後摩擦系數可顯著降低,即使潤滑條件較差,也能防止齒面擦傷,咬死和膠合。

9、差速器設計

差速器原理

差速器由行星齒輪、行星齒輪軸、半軸齒輪、差速器殼體組成。當行星齒輪随差速器轉動時,三點圓周速度相等,此時差速器不起作用,而半軸角速度與差速器殼體的角速度相等。當行星齒輪繞行星齒輪軸以角速度自轉時,A、B兩點的線速度為兩式相加,即左、右兩半軸齒輪轉速之和總是等于差速器殼體轉速的2倍。

在齒輪差速器中,由主減速器傳來的扭矩T0經過差速器殼體行星齒輪傳給半軸齒輪,行星齒輪相當于等臂杠杆,而兩半軸齒輪的半徑相等,當行星齒輪無自轉時,總是将扭矩T0平均分配給左、右兩半軸齒輪,即T1=T2=T0/2。

如果行星齒輪自轉,設ω1>ω2,設行星齒輪所受摩擦力距Tf與其轉向相反,此力矩使轉速快的半軸扭矩減小,使轉速慢的半軸扭矩增大。但摩擦力矩與汽車的傳動扭矩相比,可忽略不計,因此可以認為無論兩半軸轉速是否相等,差速器都可将傳動扭矩平均分配到左,右兩半軸上。

差速器的形式

齒輪式差速器分為圓錐齒輪式和圓柱齒輪式兩大類,其中兩半軸齒輪直徑相等的稱為對稱式差速器,直徑不相等的稱為不對稱式差速器。不對稱式差速器隻用在具有高越野性能汽車的各驅動橋之間,使驅動橋間扭矩的分配與該橋上鎖受載荷成正比。同一驅動橋上左、右驅動輪之間的差速器都為對稱式。其中對稱式圓錐齒輪差速器結構簡單、效率高等優點,且其工作性能可滿足一般要求,目前正被廣泛應用。

對稱式圓錐齒輪差速器,常以鎖緊系數表征差速器性能。

普通錐齒輪差速器齒輪的設計

差速器齒輪主要參數選擇

1、普通錐齒輪差速器性行星的個數

2、行星齒輪背面的球面半徑,反映了差速器圓錐齒輪的大小和承載能力。

3、錐齒輪的節錐矩

4、齒輪齒數的确定

5、模數及半軸齒輪分度圓的初步确定

6、壓力角

7、參數計算

8、行星齒輪軸直徑及支承長度的确定

差速器齒輪強度計算

差速器齒輪工作情況與主減速器齒輪不同,差速器齒輪的齒從所結構的限制,而成所得載荷有比較大,差速器齒輪隻有在兩軸轉速不同是才有齧和運動,因此對差速器齒輪,主要進行輪齒彎曲強度計算

10、半軸設計

半軸用來傳遞扭矩,其内端有花鍵與半軸齒輪連接,外短鍛有凸緣或由花鍵與凸緣連接帶動車輪,一般為實心軸。

半軸的安裝型式主要有:全浮式、半浮式和3/4浮式三種。

全浮式半軸将驅動輪輪毂用兩個軸承支承載橋殼上,車輪中心現在量軸承中間,半軸不僅承受車重,有承受扭矩,這種型式多用于載重汽車和大轎車,故在本設計中被采用。

半浮式半軸通過一個軸承試辦軸值承載橋殼内,這種型式出受扭矩外,其外端還受彎矩,但其結構簡單,可運于車中不大的轎車和輕型客貨車。

3/4浮式試辦軸輪故隻有一個軸承支承橋殼,車輪中心線之間有一段距離,因此半軸出手扭矩外,還受一部分彎矩。

半浮式半軸的設計計算

計算時首先應合理地确定作用在半軸上的載荷,應考慮到以下三種可能的載荷工況;

1、縱向力 (驅動力或制動力)最大時,其最大值為,附着系數 在計算時取0.8,沒有側向力作用;

2、側向力 最大時,其最大值為(發生汽車側滑時),側滑時輪胎與地面的側向附着系數 在計算時取1.0,沒有縱向力作用;

3、.垂向力最大時(發生在汽車以可能的告訴通過不平路面時),其值為 ,其中 為車輪對地面的垂直載荷, 為動載荷系數,這時不考慮縱向力和側向力作用。

半浮式半軸在上述第一種載荷工況下縱向力最大,側向力 為0。

半軸與半軸齒輪常用花鍵連接,一般采用漸開線花鍵。

半軸多用40Cr或40MB制造,在中、現行汽車上不少采用40或45号鋼制造,此時應用中頻淬火,試辦軸具有适當的硬化層,并在表面形成大的殘餘應力,從而大大提高了半軸的靜扭強度和疲勞強度,這裡采用45号鋼。

半軸齒輪花鍵基本尺寸(見《機械設計手冊》第三卷)

11、橋殼設計

◆技術要求

驅動橋殼為一空心梁,它将車體上的重力傳到車輪并将作用在車輪上的牽引力、制動力、側向力傳給懸架、車架。驅動橋殼又是主減速器、差速器、半軸的裝配機體,制動器地闆或制動鉗固定與其上。驅動橋殼除受上述作用力外,還受牽引或制動時産生的反作用轉矩。

驅動橋殼應滿足如下要求:保護裝與其上的傳東西部件和防止泥水進入;具有足夠的強度和使用壽命,質量與要小;具有高的剛度,二保證主減速器齒輪齧合的正常工作和不是半軸産生附加彎曲應力;保證足夠的離地間隙;結構工藝性好,陳本低;拆裝,保養,為許方便。

◆驅動橋殼型式和強度計算

橋殼大體可分為可分式,整體式和組合式三種形式。

1、整體式橋殼的強度和剛度較大,主減速器拆裝,調整方便。整體式橋殼按制造工藝方法的不同,有可分為沖壓焊接式,擴張成型式和鑄造式三種。由于鋼闆沖壓焊接式橋殼具有質量小,工藝簡單,材料利用率高,抗沖擊性好,成本低等優點,并使用與大批量生産,在輕型貨車和轎車上得到了廣泛的應用,本次設計采用此種類型。

2、強度計算

後橋殼在承受垂直載荷時(汽車前進式汽車産生側滑時)會産生垂直彎曲,汽車制動時,橋殼會産生水平彎曲,同時橋殼在工作是含要承受扭矩作用。因此計算或橋殼的強度時,必須對它所受到的這些載荷進行分析,計算時通常把後橋看成一個鋼管,以他在前進時承受車輪作用的反力為最大應力來計算。

剪刀橋車橋結構(長文車橋分類功能和結構)2

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