轮边减速器在汽车底盘结构与维修中的应用

（一）主减速器的作用与结构类型

主减速器的作用是降低转速，增大转矩，改变传动方向（横向布置的发动机除外）。为了满足不同的使用要求，主减速器有不同的结构类型。

按传动齿轮副数量分，有单级式和双级式。在双级式主减速器中，若将第二级圆柱齿轮传动布置在两侧驱动轮处，称为轮边减速器。

按传动比分类，有单速式和双速式。单速式传动比是固定的，而双速式可布置成两个传动比，供用户选择，以适应不同的行驶条件要求。

按传动齿轮副结构形式分类，有圆柱齿轮式（又可分为定轴轮式和行星轮式）主减速器和圆锥齿轮式（又可分为螺旋锥齿轮式和双曲面齿轮式）主减速器。

（二）単级主主减速器的构造及工作原理

目前，轿车和一些轻、中型载货汽车釆用单级主减速器就可满足汽车动力性要求。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。

在发动机纵向布置的汽车上，由于需要改变动力的传递方向（90°），单级主减速器一般都采用一对圆锥齿轮传动。这一对圆锥齿轮常用齿形有普通螺旋锥齿轮和双曲面齿轮。

1.发动机前置后轮驱动的单级主减速器

图2.69所示为东风EQ1090E型载重汽车单级主减速器。它由双曲面的主动锥齿轮18、从动锥齿轮7及支承调整装置、主减速器壳4等组成。主动锥齿轮18的齿数为6，从动锥齿轮的齿数为38，因此其传动比i0为：i0=38/6=6.33。在设计中，为保证主动锥齿轮有足够的支承刚度，主动锥齿轮18与主动轴制成一体，前端支承在互相贴近而小端相向的两个圆锥滚子轴承13和17上，后端则支承在圆柱滚子轴承19上，形成跨置支承形式。轴承19压装在主动轴的后端，靠座孔上的台阶定位。圆锥滚子轴承13和17的小端相对压入主动轴前端，它们之问有隔离套和调整垫片14，它们和叉形凸缘11用螺母与主动轴固装在一起，并支承在轴承座15内。轴承依靠凸缘定位，并用螺栓紧固在主减速器売4的前端，两者之间有调整垫片9。从动锥齿轮7依靠其凸缘定位，并用螺栓紧固在差速器売5上，差速器売则用两个圆锥滚子轴承3支承在主减速器壳4的瓦盖式轴承座孔中。差速器轴承盖1与主减速器売4是装配在一起后加工的，不能互换，二者之间标有装配记号。轴承座孔外侧有环状的轴承调整螺母2。在从动锥齿轮啮合处背面的主减速器売体上，安装有支承螺栓6，它的作用是限制从动锥齿轮由于受力导致过度变形而影响正常啮合。装配时，支承螺栓与从动锥齿轮背面之间的间隙为0.3～0.5mm，转动支承螺栓可以调整此间隙。

圆锥滚子轴承一般都成对使用，装配时应留有一定的预紧度，目的是减小锥齿轮在传动过程中因轴向力而引起的轴向位移，提高轴的支承刚度，保证锥齿轮副的正确啮合，但轴承的预紧度不能过大，否则摩擦和磨损增大，使传动效率降低。主动轴上的两个圆锥滚子轴承13和17的预紧度由调整垫片14来调整。增加垫片的厚度，轴承预紧度减小，反之，轴承预紧度增加。调整垫片14即为轴承预紧度调整装置。支承差速器売的一对圆锥滚子轴承3的预紧度则是通过拧动两侧的轴承调整螺母2来调整的。拧入调整螺母，轴承预紧度增大，反之，轴承预紧度减小。

为了使啮合传动工作平稳，磨损均匀，延长使用寿命，必须保证齿轮副正确啮合。因此，需要对锥齿轮的啮合进行调整。锥齿轮啮合调整是指齿面啮合印痕和齿侧啮合间隙的调整。正确的啮合印痕和啮合间隙是通过锥齿轮的轴向移动，改变主从动锥齿轮的相对位置来实现的。为此，主减速器又设置了齿轮啮合调整装置。主从动锥齿轮的啮合印痕可以通过增减调整垫片9的厚度进行调整，增加垫片厚度，主动轴及主动锥齿轮前移，反之则后移。啮合间隙则是通过拧动轴承调整螺母2来调整，调整时，一端螺母拧入，另一端螺母拧出，即可使从动锥齿轮轴向移动。

图2.69　东风 EQ1090E型载重汽车单级主减速器及差速器

1—差速器轴承盖；2—轴承调整螺母，3、13、17—圆锥滚子轴承；4—主减速器壳；5—差速器壳；6—支承螺栓；7—从动锥齿轮；8—进油道；9、14—调整垫片；10—防尘罩；11—叉形凸缘；12—油封；15—轴承座；16—回油道；18—主动锥齿轮；19—圆柱滚子轴承；20—行星齿轮球面垫片；21—行星齿轮；22—半轴齿轮推力垫片；23—半轴齿轮；24—行星齿轮轮轴（十字轴）；25—螺栓

为了保证齿轮啮合调整的正确性，圆锥滚子轴承预紧度的调整必须在齿轮啮合调整之前进行，当两者采用同一调整装置时，齿轮啮合的调整应保持原来已调整好的轴承预紧度不变。如上所说齿轮啮合间隙的调整，为保证已调整好的轴承预紧度不变，一端螺母的拧入圈数应等于另一端螺母退出的圈数。

东风EQ1090E型载重汽车主减速器的主从动锥齿轮采用双曲面齿轮，而有些车型的主从动锥齿轮采用螺旋锥齿轮，如图2.70（a）所示。釆用双曲面齿轮的主从动锥齿轮其轴线不相交，主动锥齿轮轴线可低于从动锥齿轮轴线，如图2.70（b）所示，在保证一定的离地间隙的情况下，与之相连的传动轴的位置可相应降低，从而使汽车重心降低，可以提高汽车行驶稳定性。其次，双曲面齿轮发生根切的最少齿数较少（最少可为5个），因此主动锥齿轮在满足传动比和强度要求的条件下尺寸可以小一些，相应地从动锥齿轮的尺寸也可减小，从而可以减小主减速器壳外廓尺寸，有利于车身布置和提高最小离地间隙。此外，双曲面齿轮的啮合系数大，同时参加啮合的齿数多，传动平稳，噪声小，承载能力大。所以，双曲面齿轮不仅在轿车上应用广泛，而且在中、重型载重汽车上的应用也日益增多。

图2.70　主从动锥齿轮轴线位置

双曲面齿轮的缺点是啮合面间相对滑动系数大，接触压力大，摩擦齿面的油膜容易被破坏，因而对润滑油要求高。另外，双曲面齿轮螺旋角较大，传动时轴向力大，容易造成轴的支承定位件的损坏而引起轴向窜动，因此对这些机件的强度、刚度要求高，其调整精度要求也较高。

为了减小主减速齿轮、轴承等的摩擦和磨损，在主减速器売体内储存有一定量的齿轮油，油面高度与壳体上检査孔的位置相同。主从动锥齿轮均依靠浸没和润滑，而轴承的润滑是依靠壳体上的专用油道实现的。当从动锥齿轮旋转时，将齿轮油飞溅到各齿轮、轴及轴承上进行润滑。如图2.69所示，为了保证主动轴前端的两个圆锥滚子轴承13和17得到可靠润滑，在主减速器壳4和轴承座15上有油孔，形成进油道8和回油道16。从动锥齿轮旋转时飞溅起的齿轮油从进油道8经轴承座15的油孔进入两轴承小端之间，在离心力的作用下，自轴承小端流向大端，再经回油道16流回主减速器壳内。为防止主减速器内温度升高使气压增大而造成齿轮油外溢，在主减速器売上装有通气塞。另外，在主减速器壳体上还安装有加油螺塞和放油螺塞。(www.xing528.com)

2.发动机前置前轮驱动的单级主减速器

图2.71所示为上海桑塔纳轿车单级主减速器。该车采用发动机纵向前置前轮驱动，整个传动系统集中布置在汽车前部，其主减速器安装在变速器売体内，没有专门的主减速器壳体。这种发动机前置前轮驱动布置省去了变速器到主减速器之间的万向传动装置，所以变速器输出轴即为主减速器主动轴。

主减速器由一对双曲面齿轮组成，如图2.71所示中的主动锥齿轮4和从动锥齿轮9，其中，主动锥齿轮4与变速器输出轴制成一体，用双列圆锥滚子轴承6和圆柱滚子轴承8支承在变速器壳体内。环状的从动锥齿轮9依靠凸缘定位，并用螺钉与差速器売连接。差速器売由一对圆锥滚子轴承12支承在变速器壳体上。

主动锥齿轮轴上的双列圆锥滚子轴承6的预紧度不需要调整。圆锥滚子轴承12的预紧度可通过调整墊片3和11进行调整。齿轮啮合的调整可通过调整垫片3、7、11进行调整，即增减垫片厚度，可使主从动锥齿轮轴向移动。为了维持圆锥滚子轴承12的预紧度不变，调整垫片3的增减量应该与调整墊片11的增减量相同。

图2.71　上海桑塔纳轿车单级主减速器

1—变速器前壳体；2—差速器；3、7、11—调整垫片；4—主动锥齿轮；5—变速器后壳体；6—双列圆锥滚子轴承；8—圆柱滚子轴承；9—从动锥齿轮；10—主减速器盖；12—圆锥滚子轴承

图2.72　发动机横向前置前轮驱动汽车的传动系统示意图

1—发动机；2—离合器；3—轴：4—万向节；5—变速器；6—主减速器（圆柱斜齿轮）；7—差速器

如果发动机采用横向前置布置，其主减速器主动齿轮轴线与差速器轴线平行，所以主减速器采用一对圆柱斜齿轮传动即可，不需要改变动力的传递方向，如图2.72中主减速器（圆柱斜齿轮）6所示。

（三）双级主减速器的构造及工作原理

在载重汽车上，为了获得足够的驱动力，要求主减速器具有较大的传动比，如果采用单级主减速器，在主动锥齿轮齿数一定的情况下，从动锥齿轮的外径尺寸将随传动比的增大而增大，因此桥壳也必须做大。桥壳尺寸增大，必然会使后桥的离地间隙减小，导致汽车的通过性变差。所以，在载重汽车上更多地采用双级主减速器，这样既可以满足传动比的要求，又不会使离地间隙过小。

图2.73所示为解放CA1092型载重汽车双级主减速器示意图。第一级传动采用的是一对螺旋锥齿轮，传动比为25/13=1.923；第二级传动采用的是一对斜齿圆柱齿轮，传动比为45/15=3。主减速器的传动比等于两级齿轮传动比的乘积，即i0=（25/13）×（45/15）

=5.77。

图2.73　解放CA1092型载重汽车双级主减速器示意图

1—第二级从动锥齿轮；2—差速器壳；3—调整螺母；4、15—轴承盖；5—第二级主动锥齿轮；6、7、8、13—调整垫片；9—第一级主动锥齿轮轴；10—轴承座；11—第一级主动锥齿轮；12—主减速器壳；14—中间轴；16—第一级从动锥齿轮；17—后盖

若将第一级主动锥齿轮11的螺旋锥齿轮齿数变为12，则可有另一种传动比的主减速器可供用户选择，即i0=（25/12）×（45/15）=6.25。

主减速器工作时，第一级主动锥齿轮11带动中间轴上的第一级从动锥齿轮16，从而中间轴14上的第二级主动锥齿轮5带动差速器上的第二级从动锥齿轮1旋转，最终由差速器将动力传递给左、右半轴。第一级主动锥齿轮11与第一级主动锥齿轮轴9制成一体，用两个圆锥滚子轴承相对安装支承在轴承座10的座孔中，因为主动锥齿轮悬伸在两个轴承之后，故叫做悬臂式支承。双级主减速器中主动锥齿轮采用这种支承形式，其结构简单，但支承刚度不如跨置式支承大。由于传动比小，主动锥齿轮及主动轴的尺寸可以制造得大一些，同时还可以加大两轴承的间距，以提高支承刚度，使其能够满足承载的要求。第一级从动锥齿轮16用铆钉铆接在中间轴14的凸缘上。第二级主动锥齿轮5的圆柱斜齿轮与中间轴14制成一体，使用两个圆锥滚子轴承支承在两端轴承盖4和15的座孔中，轴承盖用螺钉与主减速器売12固定连接。第二级从动锥齿轮1的圆柱斜齿轮安装在左右两半差速器売之间，并由螺栓紧固，它的支承形式与东风EQ1090E载重汽车主减速器中差速器壳的支承形式相同。

主动锥齿轮轴轴承的预紧度，可以通过增减调整垫片8的厚度进行调整，中间轴圆锥滚子轴承的预紧度则是通过改变调整墊片6和13的总厚度进行调整。支承差速器壳的圆锥滚子轴承的预紧度依靠拧动调整螺母3进行调整。为了便于齿轮啮合的调整，第一级主动锥齿轮轴9和中间轴14的轴向位置都可以轻微移动。增加调整垫片7的厚度，第一级主动锥齿轮11则沿轴向离开从动锥齿轮，反之靠近。减少左轴承盖4处的调整垫片6，同时将这些卸下的垫片加到右端的调整垫片13上，则第一级从动锥齿轮16右移，反之左移。因两组调整垫片6和13的总厚度未变，中间轴承预紧度没有改变。第二级斜齿轮圆柱齿轮传动的啮合不可调，但可拧动调整螺母3使第二级从动锥齿轮1的斜齿圆柱齿轮略微轴向移动，以保证与第二级主动锥齿轮5的斜齿圆柱齿轮齿宽完全啮合。同样，一端调整螺母拧入圈数应等于另一端调整螺母退出圈数，以保证不改变轴承调整好的预紧度。