工程機(jī)械及車輛(6)

1、短時(shí)間切斷動(dòng)力，以便于起步和換擋短時(shí)間切斷動(dòng)力，以便于起步和換擋輪式底盤機(jī)械式傳動(dòng)系輪式底盤機(jī)械式傳動(dòng)系變速變扭變速變扭使車輛能進(jìn)、退行駛使車輛能進(jìn)、退行駛長(zhǎng)時(shí)間切斷動(dòng)力長(zhǎng)時(shí)間切斷動(dòng)力實(shí)現(xiàn)變速器與驅(qū)動(dòng)橋間長(zhǎng)距離動(dòng)力傳遞實(shí)現(xiàn)變速器與驅(qū)動(dòng)橋間長(zhǎng)距離動(dòng)力傳遞傳動(dòng)軸的動(dòng)力如何傳遞到驅(qū)動(dòng)輪？傳動(dòng)軸的動(dòng)力如何傳遞到驅(qū)動(dòng)輪？?jī)?nèi)容回顧內(nèi)容回顧第六章第六章 輪式底盤驅(qū)動(dòng)橋輪式底盤驅(qū)動(dòng)橋驅(qū)動(dòng)橋組成與功用驅(qū)動(dòng)橋組成與功用差速器差速器半軸半軸主傳動(dòng)器主傳動(dòng)器改變改變傳力方向傳力方向，并進(jìn)一步，并進(jìn)一步增增大扭矩大扭矩；定義定義：驅(qū)動(dòng)橋是指?jìng)鲃?dòng)軸之后，驅(qū)：驅(qū)動(dòng)橋是指?jìng)鲃?dòng)軸之后，驅(qū)動(dòng)輪之前的所有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的總稱。動(dòng)輪之前的

2、所有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的總稱。功用功用：使兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪使兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪不等速不等速轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)動(dòng)；傳遞動(dòng)力至驅(qū)動(dòng)輪；傳遞動(dòng)力至驅(qū)動(dòng)輪；零部件安裝基礎(chǔ)，并承重、零部件安裝基礎(chǔ)，并承重、行走支承及傳力；行走支承及傳力；橋殼橋殼 傳動(dòng)系中最后的一個(gè)大總成，它是指變速箱或傳動(dòng)軸之后，驅(qū)動(dòng)輪或驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系中最后的一個(gè)大總成，它是指變速箱或傳動(dòng)軸之后，驅(qū)動(dòng)輪或驅(qū)動(dòng)鏈輪之前所有的傳動(dòng)機(jī)件與殼體的總稱。鏈輪之前所有的傳動(dòng)機(jī)件與殼體的總稱。 根據(jù)行駛系的不同，驅(qū)動(dòng)橋可分為根據(jù)行駛系的不同，驅(qū)動(dòng)橋可分為輪式輪式和和履帶式履帶式（工程機(jī)械經(jīng)常采用，或（工程機(jī)械經(jīng)常采用，或特種車輛上）驅(qū)動(dòng)橋兩種。特種車輛上）驅(qū)動(dòng)橋兩種。 輪式驅(qū)動(dòng)橋主要有

3、輪式驅(qū)動(dòng)橋主要有整體式驅(qū)動(dòng)橋整體式驅(qū)動(dòng)橋和和轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋兩類。兩類。 對(duì)于越野車輛和輪式工程機(jī)械，為了充分利用車輛的附著重量，以發(fā)揮最對(duì)于越野車輛和輪式工程機(jī)械，為了充分利用車輛的附著重量，以發(fā)揮最大牽引力和提高其通過(guò)性，常常采用全輪驅(qū)動(dòng)，這樣，所有的車輪都是驅(qū)大牽引力和提高其通過(guò)性，常常采用全輪驅(qū)動(dòng)，這樣，所有的車輪都是驅(qū)動(dòng)輪，而且其中一橋或所有車橋都做成轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋。動(dòng)輪，而且其中一橋或所有車橋都做成轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋。 驅(qū)動(dòng)橋組成與功用驅(qū)動(dòng)橋組成與功用(1)(1)主減速器：降速、增矩、變向。主減速器：降速、增矩、變向。(2)(2)差速器：使兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪不等速旋轉(zhuǎn)。差速器：使兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪不等速旋

4、轉(zhuǎn)。 (3)(3)半軸：將扭矩從差速器傳至輪邊減速半軸：將扭矩從差速器傳至輪邊減速器或驅(qū)動(dòng)輪。器或驅(qū)動(dòng)輪。(4)(4)輪邊減速器：進(jìn)一步減速增扭。輪邊減速器：進(jìn)一步減速增扭。(5)(5)橋殼：安裝基礎(chǔ)，承重，且承力。橋殼：安裝基礎(chǔ)，承重，且承力。 驅(qū)動(dòng)橋組成與功用驅(qū)動(dòng)橋組成與功用 主傳動(dòng)器用來(lái)將旋轉(zhuǎn)軸線由縱軸方向改變?yōu)闄M軸方向，并將輸入驅(qū)動(dòng)橋的扭主傳動(dòng)器用來(lái)將旋轉(zhuǎn)軸線由縱軸方向改變?yōu)闄M軸方向，并將輸入驅(qū)動(dòng)橋的扭矩增大，轉(zhuǎn)速降低，以保證有足夠的牽引力和合理的作業(yè)速度。矩增大，轉(zhuǎn)速降低，以保證有足夠的牽引力和合理的作業(yè)速度。 主傳動(dòng)器在保證驅(qū)動(dòng)橋有足夠大的傳動(dòng)比條件下，其徑向尺寸應(yīng)盡可能小，主傳動(dòng)

5、器在保證驅(qū)動(dòng)橋有足夠大的傳動(dòng)比條件下，其徑向尺寸應(yīng)盡可能小，以提高車輛的離地間隙（即驅(qū)動(dòng)橋殼最低點(diǎn)離地面的距離），使其有較好的通過(guò)以提高車輛的離地間隙（即驅(qū)動(dòng)橋殼最低點(diǎn)離地面的距離），使其有較好的通過(guò)性能。性能。 H H尺寸取決于主傳動(dòng)器從動(dòng)錐齒輪的直徑；在同樣主傳動(dòng)比下，主動(dòng)錐齒輪齒尺寸取決于主傳動(dòng)器從動(dòng)錐齒輪的直徑；在同樣主傳動(dòng)比下，主動(dòng)錐齒輪齒數(shù)越多，相應(yīng)的從動(dòng)錐齒數(shù)就越多，直徑就越大；數(shù)越多，相應(yīng)的從動(dòng)錐齒數(shù)就越多，直徑就越大； 在保證所要求的傳動(dòng)比及足夠的輪齒強(qiáng)度條件下，應(yīng)盡可能減小主動(dòng)齒輪齒在保證所要求的傳動(dòng)比及足夠的輪齒強(qiáng)度條件下，應(yīng)盡可能減小主動(dòng)齒輪齒數(shù)，從而減小從動(dòng)齒輪直徑，

6、保證足夠的最小離地間隙。數(shù)，從而減小從動(dòng)齒輪直徑，保證足夠的最小離地間隙。 螺旋錐齒輪（螺旋錐齒輪（6 6齒）和準(zhǔn)雙曲面齒輪齒）和準(zhǔn)雙曲面齒輪（5 5齒）傳動(dòng)有最少的許用齒數(shù)，且工作齒）傳動(dòng)有最少的許用齒數(shù)，且工作平穩(wěn)，噪音小，因此在主傳動(dòng)器上得到平穩(wěn)，噪音小，因此在主傳動(dòng)器上得到廣泛應(yīng)用。廣泛應(yīng)用。 設(shè)計(jì)弧齒錐齒輪的螺旋方向時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)弧齒錐齒輪的螺旋方向時(shí)，應(yīng)該保證在大多時(shí)間（通常為機(jī)器前進(jìn)時(shí)）該保證在大多時(shí)間（通常為機(jī)器前進(jìn)時(shí)）錐齒輪嚙合的軸向力處于將兩齒輪推開(kāi)錐齒輪嚙合的軸向力處于將兩齒輪推開(kāi)的狀態(tài)的狀態(tài), ,以免嚙合的齒輪楔緊。以免嚙合的齒輪楔緊。 主傳動(dòng)器主傳動(dòng)器 車輛上采用的主傳動(dòng)

7、器結(jié)構(gòu)形式有單級(jí)主傳動(dòng)器、雙級(jí)主傳動(dòng)器和主車輛上采用的主傳動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式有單級(jí)主傳動(dòng)器、雙級(jí)主傳動(dòng)器和主傳動(dòng)器加輪邊減速器等。傳動(dòng)器加輪邊減速器等。 單級(jí)主傳動(dòng)器單級(jí)主傳動(dòng)器應(yīng)用：轎車和一般應(yīng)用：轎車和一般輕、中型貨車輕、中型貨車 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、體積小、重量輕、傳動(dòng)效率高傳動(dòng)效率高 傳動(dòng)比：?jiǎn)渭?jí)主傳傳動(dòng)比：?jiǎn)渭?jí)主傳動(dòng)器的傳動(dòng)比一般動(dòng)器的傳動(dòng)比一般為為3.53.56.76.7。 主傳動(dòng)器主傳動(dòng)器主動(dòng)錐齒輪主動(dòng)錐齒輪從動(dòng)錐齒輪從動(dòng)錐齒輪半軸半軸兩級(jí)主傳動(dòng)器兩級(jí)主傳動(dòng)器第一級(jí)為錐齒輪傳動(dòng)第一級(jí)為錐齒輪傳動(dòng) 第二級(jí)為圓柱斜齒輪傳動(dòng)第二級(jí)為圓柱斜齒輪傳動(dòng) 主傳動(dòng)器主傳動(dòng)器

8、特點(diǎn)：特點(diǎn)：由兩級(jí)齒輪傳動(dòng)；在由兩級(jí)齒輪傳動(dòng)；在實(shí)現(xiàn)較大傳動(dòng)比（實(shí)現(xiàn)較大傳動(dòng)比（610）的）的前提下，提高離地間隙；可前提下，提高離地間隙；可以通過(guò)更換不同的齒輪副實(shí)以通過(guò)更換不同的齒輪副實(shí)現(xiàn)不同的傳動(dòng)比，提高零部現(xiàn)不同的傳動(dòng)比，提高零部件的通用性。件的通用性。差速器功用與組成差速器功用與組成 為了使車輪相對(duì)路面的滑動(dòng)磨損盡可能地減小，兩側(cè)驅(qū)為了使車輪相對(duì)路面的滑動(dòng)磨損盡可能地減小，兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪應(yīng)分別由兩根半軸驅(qū)動(dòng)，而兩根半軸則由主傳動(dòng)器通過(guò)動(dòng)輪應(yīng)分別由兩根半軸驅(qū)動(dòng)，而兩根半軸則由主傳動(dòng)器通過(guò)差速器來(lái)驅(qū)動(dòng)，使兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪能以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，盡量接差速器來(lái)驅(qū)動(dòng)，使兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪能以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，盡量接

9、近于純滾動(dòng)。近于純滾動(dòng)。組成組成普通圓錐齒輪式差速器普通圓錐齒輪式差速器主傳動(dòng)從動(dòng)錐齒輪用螺栓與差速器主傳動(dòng)從動(dòng)錐齒輪用螺栓與差速器殼固結(jié)殼固結(jié)行星齒輪軸固定在差速器殼體軸孔行星齒輪軸固定在差速器殼體軸孔位置位置行星齒輪浮套在齒輪軸上，并分別行星齒輪浮套在齒輪軸上，并分別與左右半軸齒輪嚙合與左右半軸齒輪嚙合 差速器差速器主傳動(dòng)從動(dòng)主傳動(dòng)從動(dòng)錐齒輪錐齒輪圓錐半軸齒圓錐半軸齒輪輪圓錐行星齒輪圓錐行星齒輪行星齒輪軸行星齒輪軸差速器殼差速器殼 差速器差速器M向向 差速器差速器當(dāng)車輛當(dāng)車輛直線行駛直線行駛時(shí)時(shí)當(dāng)車輛當(dāng)車輛轉(zhuǎn)彎轉(zhuǎn)彎（向右）時(shí)（向右）時(shí)工作原理分析工作原理分析當(dāng)車輛當(dāng)車輛直線行駛直線行駛時(shí)時(shí)

10、主傳動(dòng)傳給差速器殼扭矩主傳動(dòng)傳給差速器殼扭矩行星軸對(duì)行星齒輪中心施加力行星軸對(duì)行星齒輪中心施加力行星齒輪兩側(cè)作用著半軸阻力行星齒輪兩側(cè)作用著半軸阻力如兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪受力情況相同，如兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪受力情況相同，作用在行星齒輪上的阻力作用在行星齒輪上的阻力P1P2P0/2 行星齒輪受力平衡，無(wú)自行星齒輪受力平衡，無(wú)自轉(zhuǎn)，差速器不起作用，兩側(cè)的驅(qū)轉(zhuǎn)，差速器不起作用，兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)輪如同裝在一根剛性軸上那樣動(dòng)輪如同裝在一根剛性軸上那樣作相同的運(yùn)動(dòng)，此時(shí)作相同的運(yùn)動(dòng)，此時(shí)12當(dāng)車輛當(dāng)車輛轉(zhuǎn)彎轉(zhuǎn)彎（向右）時(shí)（向右）時(shí)車架的偏轉(zhuǎn)對(duì)驅(qū)動(dòng)輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)向力矩車架的偏轉(zhuǎn)對(duì)驅(qū)動(dòng)輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)向力矩左側(cè)輪上附加阻力與牽引力方向左側(cè)輪上附加阻

11、力與牽引力方向相反相反右側(cè)輪上附加阻力與牽引力方向右側(cè)輪上附加阻力與牽引力方向相同相同該阻力經(jīng)半軸齒輪反映到行星齒輪該阻力經(jīng)半軸齒輪反映到行星齒輪上，即右側(cè)阻力上，即右側(cè)阻力增大增大P，左側(cè)，左側(cè)阻力阻力減小減小P 產(chǎn)生一個(gè)企圖轉(zhuǎn)動(dòng)行星齒輪的力矩產(chǎn)生一個(gè)企圖轉(zhuǎn)動(dòng)行星齒輪的力矩M加加=2Pr行行。若此力矩大于行星齒。若此力矩大于行星齒輪自轉(zhuǎn)的摩擦力矩輪自轉(zhuǎn)的摩擦力矩Mr，則行星齒輪自轉(zhuǎn)。，則行星齒輪自轉(zhuǎn)。行星齒輪自轉(zhuǎn)的結(jié)果，使左側(cè)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)行星齒輪自轉(zhuǎn)的結(jié)果，使左側(cè)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速增加，右側(cè)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速減慢，從而使速增加，右側(cè)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速減慢，從而使兩驅(qū)動(dòng)輪純滾動(dòng)。兩驅(qū)動(dòng)輪純滾動(dòng)。 差速器差速器工作原理分析

12、工作原理分析差速器差速器運(yùn)動(dòng)學(xué)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析分析以差速器殼的角速度以差速器殼的角速度作為牽連運(yùn)動(dòng)作為牽連運(yùn)動(dòng)左驅(qū)動(dòng)輪的絕對(duì)角速度為左驅(qū)動(dòng)輪的絕對(duì)角速度為1，相對(duì)角速度為，相對(duì)角速度為1=1-右驅(qū)動(dòng)輪的絕對(duì)角速度為右驅(qū)動(dòng)輪的絕對(duì)角速度為2，相對(duì)角速度為，相對(duì)角速度為2=2-12212121zzzzzzxx121由于由于z1=z2，221工作原理分析工作原理分析差速器差速器221力學(xué)力學(xué)分析分析以行星輪和半軸齒輪為對(duì)象進(jìn)行分析以行星輪和半軸齒輪為對(duì)象進(jìn)行分析直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，M左左=P1r半半， M右右=P2r半半，差速器殼的扭矩為，差速器殼的扭矩為M殼殼=P0r半半。由于。由于P1=P2=P0

13、/2，則，則M左左+M右右=M殼殼，M左左=M右右=M殼殼/2車輛右轉(zhuǎn)時(shí)，車輛右轉(zhuǎn)時(shí)，M左左=（P0/2-P）r半半=M殼殼-Pr半半M右右=（P0/2+P）r半半=M殼殼+Pr半，半， Pr半半=Mr/2M左左+M右右=M殼殼M右右-M左左=Mr結(jié)論結(jié)論直線行駛時(shí)，直線行駛時(shí)， 1=2= ，x=0。轉(zhuǎn)彎時(shí)，由于地面的附著作用以及轉(zhuǎn)彎時(shí)，由于地面的附著作用以及Mr的存在，內(nèi)側(cè)車的存在，內(nèi)側(cè)車輪驅(qū)動(dòng)力矩較大，且轉(zhuǎn)速慢，外側(cè)車輪驅(qū)動(dòng)力矩較小且輪驅(qū)動(dòng)力矩較大，且轉(zhuǎn)速慢，外側(cè)車輪驅(qū)動(dòng)力矩較小且轉(zhuǎn)速快轉(zhuǎn)速快如果不計(jì)如果不計(jì)M r，則兩車輪的驅(qū)動(dòng)力矩相同，即普通圓錐，則兩車輪的驅(qū)動(dòng)力矩相同，即普通圓錐齒輪

14、差速器總是平均分配輸入轉(zhuǎn)矩，具有齒輪差速器總是平均分配輸入轉(zhuǎn)矩，具有差速不差力差速不差力的的特性。普通圓錐齒輪差速器鎖緊系數(shù)特性。普通圓錐齒輪差速器鎖緊系數(shù)KM慢慢/M快快1.21.5工作原理分析工作原理分析 差速器差速器防滑式差速器防滑式差速器防滑差速器傳遞給左右半軸的扭矩可以有很大的差別，因而防滑差速器傳遞給左右半軸的扭矩可以有很大的差別，因而能適應(yīng)不良道路條件下的通過(guò)性（能適應(yīng)不良道路條件下的通過(guò)性（扭矩不對(duì)稱式差速器扭矩不對(duì)稱式差速器）防滑式差速器分為兩類：防滑式差速器分為兩類： 限滑差速器限滑差速器：增大差速器內(nèi)部：增大差速器內(nèi)部阻力，限制滑動(dòng)（阻力，限制滑動(dòng)（LSD，Limited

15、-Slip Differential ）托森差速器托森差速器 差速鎖差速鎖：加設(shè)鎖止機(jī)構(gòu)，將差：加設(shè)鎖止機(jī)構(gòu)，將差速器殼與半軸之間或兩半軸之速器殼與半軸之間或兩半軸之間鎖緊在一起，使差速器不起間鎖緊在一起，使差速器不起作用作用伊頓機(jī)械鎖式差速器伊頓機(jī)械鎖式差速器 差速器差速器防滑式差速器防滑式差速器托森（托森（ Torsen ）差速器）差速器該差速器由差速器殼，左、右半該差速器由差速器殼，左、右半軸蝸桿、蝸輪軸和蝸輪等組成軸蝸桿、蝸輪軸和蝸輪等組成該差速器實(shí)際是利用蝸輪蝸桿傳該差速器實(shí)際是利用蝸輪蝸桿傳動(dòng)具有自鎖功能這一特點(diǎn)制作而動(dòng)具有自鎖功能這一特點(diǎn)制作而成的成的鎖緊系數(shù)一般可達(dá)到鎖緊系數(shù)一

16、般可達(dá)到49，蝸桿蝸桿導(dǎo)程角越小，鎖緊系數(shù)越大導(dǎo)程角越小，鎖緊系數(shù)越大價(jià)格昂貴；發(fā)熱量大；組裝難度價(jià)格昂貴；發(fā)熱量大；組裝難度大大 差速器差速器 半軸是差速器與驅(qū)動(dòng)輪（或輪邊減速器）之間傳遞動(dòng)力的實(shí)心軸。半軸是差速器與驅(qū)動(dòng)輪（或輪邊減速器）之間傳遞動(dòng)力的實(shí)心軸。 半軸半軸全浮式全浮式半浮式半浮式 現(xiàn)代汽車常用的半軸，根據(jù)其支承形式不同，有現(xiàn)代汽車常用的半軸，根據(jù)其支承形式不同，有全浮式全浮式和和半浮式半浮式兩種。全浮兩種。全浮式半軸只傳遞轉(zhuǎn)矩，不承受任何反力和彎矩，因而廣泛應(yīng)用于各類汽車上。式半軸只傳遞轉(zhuǎn)矩，不承受任何反力和彎矩，因而廣泛應(yīng)用于各類汽車上。 橋殼功用：橋殼功用：支承并保護(hù)主減速器、差速器和半軸支