汽车后桥主减速器及差速器总成

汽车后桥主减速器及差速器总成发展概况：03年中旬，为开拓生产经营，齿轮厂的产品结构发生了重大变革，由原来的齿轮加工专业厂，向齿轮变速箱和汽车后桥等总成产品发展。特别是随着汽车产品和农用汽车的迅猛发展，给齿轮厂发展汽车后桥主减速器总成提供了商机，具有广泛的销售市场，另外主减速器总成的开发又可拉动齿轮厂汽车盆角齿轮的生产销售。因此厂部决策引进东风型汽车后桥主减速器及差速器总成技术，大力发展汽车后桥主减速器总成产品，通过几年来的努力，我们先后开发了8大系列近40个品种的主减速器总成，形成了大规模系列化生产。并取得了显著的成绩，现年均产销量两万多台，产值3000万元左右。一、汽车后桥主减速器的功用：汽车后桥（也叫驱动桥），是汽车传动系的最末端（如下图示）。它一般由主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳等零件部件组成。驱动桥的基本功用是增扭、降速，驱动桥不仅是汽车的动力传递机构，而且也是汽车的行走机构，还起着支承汽车荷重的作用。 其中主减速器又称主传动器，它是汽车驱动桥的核心部分，其基本功用是将发动机发出的扭矩传给驱动轮，实现降速增扭，以保证汽车行驶时具有足够的驱动力和适当的速度。由于绝大多数汽车的发动机是纵向布置的，主减速器还具有改变扭矩90（因主、从动锥齿轮的夹角为90）的作用，使之与驱动轮的旋转方向一致。二、 汽车后桥主减速器的分类 1）按减速齿轮副数可分为单级主减速器（采用螺旋锥齿轮，如EQ140、EQ1061）和双级主减速器（第一级采用螺旋锥齿轮，第二级采用圆柱齿轮，如CA141、Fiat682N2）。 2）按主减速比的变化分为速比不变的单速主减速器和速比变化的双速主减速器。 3）按位置分为中央主减速器和轮边减速器。 如装载机桥、压路机桥和斯太尔桥都带有轮边减速器。增加轮边减速器的目的是：在不加大主减速器尺寸的情况下获得较大的传动比和较大的扭距。三、 主减速器用锥齿轮的类型：1、主减速器的齿轮是弧齿锥齿轮（又叫“螺旋锥齿轮”）。弧齿锥齿轮(螺旋锥齿轮)传动的特点：主、从动齿轮的轴线垂直相交于一点（如ZL50桥减总的锥齿轮、工推中央传动用锥齿轮等）。由于轮齿端面重叠的影响，至少有两对以上的轮齿同时啮合，因此可以承受较大的负荷。又因轮齿不是在齿的全长上同时啮合，而是逐渐由齿的一端连续、平稳地转向另一端，所以工作平稳，噪音和振动较小。螺旋方向：从锥齿轮锥顶看，轮齿从齿面中点到大端向左倾斜的为左旋，向右倾斜的为右旋。主、从动锥齿轮的螺旋方向是相反的。螺旋方向与锥齿轮的旋转方向影响它所受轴向力的方向。当变速器挂前进挡时，应使主动锥齿轮的轴向力离开锥顶方向，这样可使方向有分离趋势，防止轮齿因卡死而损坏。四、 下面以EQ140主减速器为例，讲一下主减速器的结构（如图1）：1、EQ140主减速器属单级主减速器，它主要靠一对锥齿轮传递扭矩，具有结构简单、传动效率高、体积小、重量轻等特点，适应中型以下载货汽车。 图1 后桥主减速器及差速器总成1）为了提高齿轮副的强度和啮合的平稳性，减少噪音，它采用了一对准双曲线齿轮及其相应支承装置，主齿与轴制成一体，为保证有足够的支承刚度，采用了前后两点支承即跨置式支承（还有悬浮式如BJ130主减），前端支承在两个圆锥滚子轴承上，后端支承在导向轴承上。2）在主动锥齿轮的杆部依次装有轴承座及轴承、油封座及油封、突缘等，最后用开槽螺母将它们与主动锥齿轮紧固在一起。3）将上述总成用7个螺栓固定于主减速器壳的前端，在主减速器壳与轴承端面间装有调整垫片，用来调整主、从动齿轮的啮合印痕。4）从动锥齿轮用螺栓紧固在差速器的左壳上（注意装配时主、从动锥齿轮必须成对装配，差速器左、右壳体的配对号也要一致且对准）。2、主减速器的调整单级主减速器应先调整主、从动锥齿轮轴承的预紧度，后调整锥齿轮副的接触印痕及齿隙。1）必须正确调整轴承的预紧度，若过紧易加速轴承磨损，甚至引起轴承烧死，若过松则引起主动锥齿轮的松旷，降低支承刚度，从而在受载时影响齿轮的正确啮合。主动锥齿轮轴承预紧度广泛使用调整垫片调整。图a为中间有隔套，图b为主动齿轮上有轴肩，在隔套或轴肩前面装有调整垫片，通过加减调整垫片将轴承预紧力调到图纸要求的数值（EQ140是：用弹簧称钩住轴承座上的螺孔，其拉力为1.252.5kgf）。 2）从动锥齿轮轴承预紧度的调整，是通过拧动差速器总成两端的调整螺母来实现的。（如EQ140：用弹簧称钩住从动轮上的螺栓，其拉力为4.86.5kgf，注这个拉力值是在没有装配主动锥齿轮总成前测量的）。 3）主、从动锥齿轮啮合印痕的调整：为了使齿轮副能正常地工作，两齿轮必须有正确的齿面接触区。正确啮合印痕要求在齿中部偏小端，在齿长方向约占齿长的30%70%，在齿高方向约占齿高的30%60%，距小端不小于3mm，距齿顶不小于0.8mm。4）主、从动锥齿轮啮合间隙的调整：锥齿轮啮合间隙值的大小，取决于齿轮模数和工作条件，模数愈大，条件愈恶劣，间隙值越大。(EQ140侧隙0.150.4mm，EQ153侧隙0.250.4mm)装配时齿轮啮合间隙调整要适中，间隙过小，不能在齿面之间形成一定厚度的油膜，轮齿工作面的润滑和冷却不够，将产生噪音和发热，并加速齿面的磨损和擦伤，甚至导致卡死和轮齿折断。当间隙过大时，齿面会产生冲击载荷，破坏油膜，并出现冲击响声，同样会加速齿面磨损，严重时也可能折断轮齿。5）主、从动锥齿轮啮合间隙的调整：啮合间隙的调整可用移动差速器轴承的调整螺母来达到。由于差速器轴承预紧力已调整好，因此调整啮合间隙时，一侧的调整螺母松（或紧）多少，另一侧的调整螺母紧（或松）多少，以使差速器轴承的预紧力保持不变。6）主、从动锥齿轮啮合间隙的测量方法：侧隙测量的方法有压铅丝法，铅丝直径不宜超过最小侧隙的4倍，放24条，转动齿轮，侧量铅丝挤压后最薄处的尺寸，即为侧隙。用百分表测量法，百分表的触头应垂直于从动锥齿轮大端的凸面，应对圆周均布的不少于4个齿进行测量。扳动从动锥齿轮百分表上的示植范围即为齿侧间隙。四、汽车后桥差速器总成 当汽车转向行驶时，外侧车轮驶过的距离要比内侧车轮驶过的距离长，这时如果两驱动车轮用一根整轴连接，则两车轮只能以相同的转速旋转，因此在转向时势必会产生车轮在路面上边滚动边滑拖的现象。这将使汽车转向困难，轮胎磨损加剧，功率损耗增大，燃料消耗量增加，为消除上述不良现象，汽车左、右两侧的驱动轮并不装在一根整轴上，而是分装在两根半轴上，中间装一差速器，这个差速器的作用就是将主减速器传来的动力在向两半轴传递的同时，允许两半轴以不同的转速旋转，以适应各轮不等距行驶的需要。 汽车后桥差速器主要由四个行星齿轮、两个半轴齿轮、十字轴、差速器壳等组成，其工作原理是； 1）当汽车直线行驶（即理想状态下的等速行驶）时，动力传动由传动轴主动锥齿轮从动锥齿轮十字轴行星齿轮左、右半轴齿轮两半轴两驱动车轮。这时因两驱动轮所受的阻力相等，行星齿轮只随十字轴转动，推动两侧半轴齿轮，带动车轮以相等的速度转动（也就是说此时差速器不起作用）。 2）当汽车转弯时，两个驱动轮所受的阻力不同，内轮所走的路程短，阻力大，行星齿轮由于两边受到的阻力不一样而被迫在十字轴上自转，因而减低了内侧半轴齿轮及车轮的转速，增加了外侧半轴齿轮及车轮的转速，其转速变化情况是：外侧车轮增加一个转速n，内侧车轮将减少一个转速n。五、主减故障分析1、 汽车在行驶时发响，脱档时响声消失1）主、从动锥齿轮、行星齿轮与半轴齿轮齿隙过大。2）半轴齿轮花键与半轴配合松旷。3）主、从动锥齿轮啮合不良或齿隙变动量过大。4）主、从动锥齿轮齿面磨损或折断。2、 汽车行驶时发响，滑行时有所减弱但不消失1）凸缘螺母未压紧或轴承调整不当。2）轴承松旷，是因为轴承过度磨损或调整不当。3）润滑不足造成。3、 汽车转弯时发响1）差速器行星齿轮、半轴齿轮不配套，使啮合不良。2）行星齿轮、半轴齿轮严重磨损或损伤。3）行星齿轮与差速器十字轴卡滞或装配不良。4、 发热1）润滑不良，桥壳内润滑油过少甚至没有油造成。2）齿轮啮合间隙过小或轴承预紧力过大造成。3）油封装配过紧或油封与防尘罩相摩擦造成。5、 漏油部位：1）油封唇口有划伤等缺陷造成漏油，要求装配时在油封唇口涂润滑脂，并注意不得损坏油封。2）轴承座与减速器壳体接合面处漏油，要求涂5587密封胶时要连续均匀。 3）油封处漏油：油封与轴径配合不好或轴径表面粗糙等缺陷造成漏油。 4）从凸缘处的螺母垫片间漏油，垫片两端面上涂5586密封胶。 5）装配时油封压歪、压坏。检查（ EQ140）油封座孔口是否为R2圆角且光洁度为1.6，否则油封就可能压歪、压坏造成漏油。6、螺栓松动：1）螺栓的拧紧力矩没达到工艺要求。2）对于要求涂螺纹锁固胶的，一定要注意螺纹配合部位不得有油污，否则螺纹锁固胶将起不到锁固螺纹的作用。在处理三包时发现EQ145、EQ153主减紧固螺栓有松退的现象。3）拧紧螺栓时要按照圆周分布的螺栓应对角拧紧，矩形多孔分布的螺栓应先中间，然后两侧的再交叉拧紧。7、齿轮的失效形式（如图示）：1）齿轮心部硬度低造成齿面压溃（心部硬度一般为HRC3842）。2）齿面发黑、发黄、檫伤症状，这可能是用油不当造成（汽车后桥内应加注GL-5双曲线齿轮油）。3）超载造成的齿面条状檫痕。4）齿面点蚀造成失效，这是热处理、材质等造成的。5）打齿，几乎从齿根不断裂，这是操作不当造成，如猛启动、或陷入坑中。6）齿轮早期磨损，这可由多种原因造成，如齿面硬度低、用油不当、齿侧间隙调整不当、主动轮松动等。7）零件松动、或其它零件损坏造成齿轮打齿。8）主动锥齿轮头部断裂，这是热处理问题造成的。9）齿轮印痕调整不当，加载时不是全齿接触，造成打齿。10）行星齿、半轴齿损坏，原因大概有齿轮间隙大、超载、桥壳不同心，等，另外还有差壳强度差损坏造成行星齿、半轴齿打齿。8、轴承的损坏形式：1）主动轮导向轴承坏，原因有操作过猛、主减速器壳孔不同心、主减壳坏等造成。2）主动锥齿轮轴承烧死，原因是锥轴承的预紧力过大、润滑油脏等造成。3）轴承质量问题造成，04年130减总主动轮前轴承就因质量问题批量损坏的事故。9、用户经常反馈的质量问题：1）主从动锥齿轮侧隙和侧隙变动量大。2）减总装不到桥壳孔内，原因是减总上与桥壳配合止口大，或者减总两定位止口不同心、或桥壳上两定位止口不同心等造成。3）主动轮锁紧螺母下的平垫圈，其材质、硬度等要求较严格，否则会造成变形或碎裂，从而损坏主减总成。4）渗、漏油问题（具体部位如前所述）。5）错装、漏装问题，05年发往湖桥资阳公司的EQ140减总的十字轴错装成EEQ145的十字轴。EQ140减总上的锁片多，多次发生锁片漏锁问题。6）螺栓拧紧力矩达不到问题。7）厂家标识漏打问题（处理减总三包件时，一定先查找我厂的标识，有无一拖厂标，这在减壳、突缘端面上打印的都有）。