半轴与桥壳的作用及结构

（一）半轴

1.半轴的作用及结构

半轴安装在差速器与驱动桥车轮之间，用于传递转矩。半轴的结构因驱动桥结构形式的不同而异。整体式驱动桥中使用的半轴为整体锻造，经机械加工而成，而转向式驱动桥和断开式驱动桥中使用的半轴为分段式，用万向节连接。半轴的里端用花键与半轴齿轮连接。半轴外端的结构形式，有的在半轴端锻造出凸缘盘，有的制成花键与单独制成的凸缘盘滑动配合，还有一种制成锥形并通过键和螺母与轮毂固定连接。

汽车半轴的支承形式主要有全浮式和半浮式两种。由于半轴支承形式的不同，其受力情况也不同。

2.全浮式半軸支承

全浮式半轴支承广泛应用在载重汽车上。图2.80所示为解放CA1092型汽车全浮式半轴支承形式的驱动桥。在半轴的外端有锻造而成的半轴凸缘盘1，用螺栓与轮毂4紧固，轮毂4用两个锥形轮毂轴承3和5支承在半轴套管7上，半轴套管与桥売8压装配合制成一体。这种支承形式，半轴与桥売没有直接联系。半轴的里端用花键与半轴齿轮配合，并通过差速器売支承在主减速器壳的座孔中。

图2.80　解放CA1092型汽车全浮式半轴支承形式的驱动桥

1—半轴凸缘盘；2—轮毂螺栓；3、5—轮毂轴承；4—轮毂；6、10—油封；7—半轴套管；8—桥壳；9—调整螺母；11—紧锁垫圈；12—紧锁螺母

图2.81　全浮式半轴支承受力情况示意图

1—桥壳；2—半轴；3—半轴凸缘；4—轮毂；5—轴承；6—主减速器从动锥齿轮

全浮式半轴支承形式驱动桥的受力情况如图2.81所示。路面对驱动轮的各种作用力反映到车桥上的情况是，切向反力K、侧向反力Y、垂直反力Z。垂直反力Z和侧向反力Y在横向垂直平面内对驱动桥形成弯矩；切向反力X除了对半轴形成反转矩外，还在水平面内对驱动桥形成弯矩。X、Y、Z三个反力及其形成的弯矩经轮毂、两个圆锥滚子轴承传递给桥壳，即全部由桥壳承受，所以，半轴只承受反转矩，同样半轴内端也只承受转矩，而作用在主减速器从动锥齿轮上的力及其形成的弯矩，全部由差速器壳承受。可见这种半轴支承形式，半轴只承受转矩，而不承受其他任何反力和弯矩，故称为全浮式半轴支承，这里所说的浮”是指半轴不承受弯矩载荷。

全浮式半轴支承易于拆装，只要拧下半轴凸缘上的轮毂螺栓，就可以抽出半轴，而车轮与桥売仍可以支承住汽车。这种支承形式在汽车上应用很广泛。

3.半浮式半轴支承

图2.82所示为国产红旗CA7560轿车半浮式半轴支承形式的驱动桥。在半轴2的内端的支承方法与上述相同，即半轴内端仅承受转矩。半轴外端制成锥形，锥面上加工有键槽，最外端制有螺纹。轮毂6有相应的锥形孔与半轴配合，用键5连接，并用锁紧螺母4紧固。半轴2用一个圆锥滚子轴承3直接支承在桥売凸缘7内。从受力分析可知，作用在车轮上的各种反力都必须经过半轴传递给驱动桥壳。这种支承形式，只能使半轴内端不承受弯矩，而外端不仅承受转矩，而且承受弯矩，所以叫半浮式。

图2.82　红旗CA7560型轿车半浮式半轴支承形式的驱动桥

1—止推块；2—半轴；3—圆锥滚子轴承；4—锁紧螺母；5—键；6—轮毂；7—桥壳凸缘

为了对半轴进行轴向定位，在差速器内装有止推块1，用于限制轴向窜动，而半轴向外的轴向窜动则是通过制动底板对轴承限位来限制的。

半浮式半轴支承结构紧凑，质量小，但半轴受力复杂并且拆装不方便。这种结构多用于轿车及微型、轻型汽车上，因为这类汽车负载较小且轮胎直径小，限制了全浮式支承的采用。

（二）桥壳

1.桥売的作用与结构

桥壳是用来安装主减速器、差速器、半轴、轮毂和悬架的基础件。它承受驱动轮传递来的各种反力、力矩，并经过悬架传递给车架或车身，桥売应具有足够的强度和刚度，质量小，便于主减速器的拆装和调整。

驱动桥売分为整体式和分段式两种。

2.整体式桥売

图2.83所示为一整体式铸造的驱动桥壳，其中部分环形空心壳体7，在其两端装入半轴套管8，并用止动螺钉2止动。半轴套管露出部分用于安装轮毂轴承，端部加工有螺纹，用于安装轮毂轴承调整螺母和锁紧螺母。凸缘盘1用于固定制动底板；环形空心壳体7的端部加工有油封颈，和轮毂油封配合，用于密封轮毂空腔，防止润滑油外溢。主减速器、差速器先装入主减速器売3内，再将主减速器売3用止口定位，并用螺钉固定在桥売的前端面上。由于主减速器壳前后断面、中间轴支承孔轴线、桥壳前端面与桥壳轴线都是互相平行的，并且间距一定，从而保证了主减速器、差速器和半轴之间的正确安装位置。桥壳后端面的大孔可用来检査主减速器的技术状况，平时用后盖6封住。后盖 6上的螺塞5用来检査油面高度。

整体铸造的桥売刚度大，质量也大，目前广泛应用在载重汽车上。

图2.83　解放CA1092型汽车的整体式驱动桥売

1—凸缘盘；2—止动螺钉；3—主减速器壳；4—固定螺钉；5—螺塞；6—后盖；7—环形空心壳体；8—半轴套管

图2.84所示为一种钢板冲压焊接式整体桥壳。它由上下两个壳体1、四个三角形镶块2、前后两个加强环5和6，一个后盖7以及半轴套管4组焊而成。

图2.84　钢板冲压焊接式整体桥壳

1—壳体；2—三角形镶块；3—钢板弹簧托架；4—半轴套管；5、6—加强环；7—后盖

钢板冲压焊接式桥壳质量小，应用越来越广泛，适合于微型、轻型汽车上使用。

整体式桥壳的优点是强度大、刚度大，并且检査、拆装和调整主减速器、差速器方便，不需要拆装整个车桥，因此适用于各类汽车。

3.分段式桥売

分段式桥壳一般由两段组成，也有三段或多段式结构的，各段之间用螺栓连接。

图2.85所示为一分段式桥壳，用螺栓1连接成一整体。它由铸造的主减速器壳10、盖14和两个钢制半轴套管4组成。有的分段式桥売各段之间可相对运动，采用独立悬架。分段式桥壳上的主减速器、差速器维修不方便，维修时需拆装的工作量大。

图2.85　分段式桥壳

1—螺栓；2—注油孔；3—主减速器壳颈部；4—半轴套管；5—调整螺母；6—止动垫片；7—锁紧螺母；8—凸缘盘；9—钢板弹簧座；10—主减速器売；11—放油孔；12—垫片；13—油封；14—盖

4.桥売的材料及密封

铸造式桥壳所用的材料一般是可锻铸铁或球墨铸铁，而不能使用脆性大的灰铸铁，原因是桥売需要承受冲击载荷，防止断裂。有的采用铝合金制造。

半轴套管一般用40Cr、45Mn或45钢无缝钢管制造。

驱动桥为防止主减速器内的润滑油经半轴与桥壳间的环形空间流到桥壳两端，安装有密封装置。

（三）驱动桥的拆装、故障诊断与维修

掌握驱动桥的拆却、零部件的检验与分类方法；掌握驱动桥各部零件的结构与装配关系；掌握驱动桥主减速器齿轮啮合状况的检查与调整方法；掌握驱动桥磨合试验方法；了解驱动桥常见故障的诊断与排除方法。

【工具、仪器与设备】

◎维修驱动桥常用工具与量具。

◎东风EQ1092货车和桑塔纳2000系列轿车驱动桥总成各一套。

例：东风EQ1092 货车驱动新的维修

1.从车上拆下驱动桥总成

【步骤】

①将车停放在驱动桥拆卸工位上，用木楔固定住前后车轮，松开驻车制动。

②拆下传动轴与驱动桥主传动器4个连接螺钉，拆下后制动器室连接软管。

③用U形螺栓机拆下8个U形螺栓上的16个螺母。

④ 用门式吊车吊起汽车后部，将驱动桥总成与驱动轮从车下推入固定支架。(www.xing528.com)

⑤ 用轮胎螺母机拆下轮胎，拆下左右轮制动裁及制动蹄。

⑥ 拆下半轴凸缘与轮毂连接螺母，取下锥形套和弹簧垫圈，如图2.86所示。

⑦ 用两个M12×35的螺栓拧入半轴凸缘，顶出半轴。拆卸时不要损坏衬垫13。

图2.86　东风 EQ1092货车驱动桥和半轴的分解

1—双头螺栓；2—半轴；3—锥套；4—螺母；5—半轴套管；6—桥壳；7—放油螺塞；8—密封垫片；9—桥壳垫；10—油面检査螺塞；11—半轴套管止动螺钉；12—通气塞；13—衬垫；14—螺栓

2.主减速器总成的拆卸

【步骤】

① 拆下桥売上的放油螺栓7，把后桥主减速器内润滑油放入盆内。

② 拆下主减速器壳与桥壳之间的连接螺栓，取下后盖，将主减速器和差速器总成从桥売内取出来。注意不要损坏密封垫片8及桥壳垫9。

3.差速器的分解

【步骤】

① 差速器左右轴承盖及调整螺母不能互换，在拆卸前应检査装配记号。

② 如图2.87所示，首先松开止动片紧固螺栓锁片32，拧下止动片紧固螺栓，取下调整螺母止动片，再拆下紧固螺栓锁片34，取下螺栓35，拆下差速器轴承盖33，取下差速器轴承调整螺母29，从主减速器壳中取出差速器总成。用轴承拉器取下差速器轴承28。

③ 拆下固定锁片27和25，拧下螺母，拆下从动锥齿轮连接螺栓44，拆下从动锥齿轮43。

④ 拆下锁片30，取下螺母，拆下差速器左右売连接螺栓42，拆开左右差速器壳26和41，取出行星齿轮、十字轴和半轴齿轮。

图2.87　一东风EQ1092货车主减速器和差速器的分解

1—槽形螺母；2—垫圈；3—主动锥齿轮连接凸缘；4—油油座；5—衬垫；6—外油封总成；7—导向环；8—内油封总成；9—主动锥齿轮前轴承止推垫圈；10—前轴承总成；11—前轴承调整垫片；12—前轴承隔离套；13—主动锥齿轮前轴承座；14—主动锥齿轮；15—后轴承总成；16—主动锥齿轮调整垫片；17—加油孔螺塞；18—主减速器壳；19—从动锥齿轮支承套总成；20—支承套；21—支承螺柱；22—锁片；23—锁紧螺母；24—衬垫；25—锁片；26—差速器左壳；27—锁片；28—差速器轴承；29—差速器轴承调整螺母；30—锁片；31—调整螺母止动片；32—止动片紧固螺栓锁片；33—轴承盖；34—锁片；35—螺栓；36—半轴齿轮支承垫圈；37—半轴齿轮；38—十字轴；39—行星齿轮；40—行星齿轮支承垫圈；41—差速器右壳；42—差速器左右壳连接螺栓；43—从动锥齿轮；44—从动锥齿轮连接螺栓

4.主减速器的分解

【步骤】

①拆下主减速器前端油封座4的紧固螺母，油封座松动后，使其逆时针方向转动一个角度，使上面的两个对称的孔对准轴承座上的螺纹孔，再次把两个螺栓拧入，顶出主动锥齿轮前轴承座13和主动锥齿轮14，取下轴承座上的主动锥齿轮调整垫片16。

②拆下主动锥齿轮14上的开口销，拧下槽形螺母1，取下垫圈2，取出主动锥齿轮连接凸缘3和油封座4。

③从主动锥齿轮14上取下主动锥齿轮前轴承座13和前轴承总成10、前轴承调整墊片11、前轴承隔离套12。

④ 在压力机上压出主动锥齿轮的后轴承总成 15。

5.差速器与主减速器零件的检查

【步骤】

①差速器売与行星齿轮垫圈和半轴齿轮墊圏间的接触面应光滑无沟糟；若垫圈存在明显磨损痕迹，则应更换垫圏。

②检査行星齿轮和半轴齿轮均不得有裂纹，齿面不能有明显的斑点、剥落和缺损。

③检査行星齿轮内径与行星齿轮轴的外径，其差值应在0.1～0.2mm之间，间隙值超过此值，应更换。

④检査半轴齿轮花键间隙，应在0.2～0.5mm之间，否则应更换新件。

⑤检査主减速器主从动锥齿轮，其齿面不应有明显的斑点、剥落或沟槽，否则应更换主从动锥齿轮。

6.驱动桥主要零件和半轴的检查修理

【步骤】

①检査桥壳与半轴套管不应有裂纹存在，端头螺纹不能乱扣，否则应重新修复螺纹；半轴套管与桥売压装配应牢固，不能松动。

② 检査半轴花键不能扭曲变形，半轴不应存在裂纹，中段径向圆跳动不得大于1.3mm，花键外圆柱面径向跳动不得大于0.25mm。径向圆跳动超差时，应进行冷压校正修正，对不能修理的，则应更换新件。半轴花键与半轴齿轮的侧隙不得大于0.5mm，超差时，则应考虑更换新件。

③检査桥壳上钢板弹簧定位孔磨损不得大于1.5mm，否则应进行修焊，然后重新钻孔。

④ 检査半轴套管两外端轴颈对中心轴线的径向圆跳动不得大于0.25mm，否则应进行校正，校正后的径向圆跳动量不得大于0.08mm。

7.驱动桥的装配

【步骤】

①调整主动锥齿轮轴承预紧力，如图2.88所示。将衬垫5、主动锥齿轮连接凸缘3和垫圈2（见图2.87）按次序装好，用196～294N·m力矩拧紧槽形螺母1（油封及油封座暂不装），用弹簧秤拉住主动锥齿轮连接凸缘3的螺孔，检査轴承预紧力，应在16.7～29.4N之间。若预紧力过大，应增加前轴承调整墊片11的厚度。预紧力过小，则应减少垫片的厚度。

图2.88　主动锥齿轮轴承预紧力的测量

②主减速器装配后应检査啮合印痕和齿侧间隙。在从动锥齿轮上相隔120°处选取2～3个齿，在齿面上涂上红丹油，转动从动锥齿轮，主从动锥齿轮接触后，其接触印痕在距离小端部2～4mm处，其长度不小于齿长的60%，齿高方向的接触印痕应不小于齿高的50%，一般距齿顶应为0.8～1.5mm，齿侧间隙应为0.15～0.40mm，如图2.89所示。

图2.89　从动锥齿轮齿面接触印痕

8.驱动桥的磨合

主减速器和差速器经过修理组装后应进行冷磨试验，以改善齿轮相互配合表面的接触情况和检验修理质量。在磨合前要加注润滑油并在驱动桥磨合试验台上进行。由电动机带动主减速器的主动锥齿轮运转，转速范围为800～1200r/min，磨合时间规定各不少于10min的无负荷正转和反转试验。然后还应进行有负荷磨合试验，进一步检査齿轮啮合是否发热，是否存在异响。若齿轮发热，应进行重新装配。

（四）驱动桥常见故障的诊断与排除方法

上海桑塔纳轿车的发动机前置并采用前轮驱动，形成变速驱动桥。该车主减速器采用的是单级、双曲面齿轮减速器，它由主从动锥齿轮组成，其中主动锥齿轮和变速器输出轴制成一体。

差速器釆用行星齿轮式，并采用复合式止推垫圈，车速表驱动齿轮安装在差速器壳上。图2.90所示为主减速器和差速器的分解图。

图2.90　上海桑塔纳轿车主减速器和差速器的分解图

1—密封圈；2—主减速器盖；3—从动锥齿轮的调整垫片（s1和S2）；4—轴承外圈；5、8—差速器轴承；6—锁紧套筒；7—车速表主动齿轮；9—螺栓；10—从动锥齿轮；11—夹紧销；12—行星齿轮轴；13—行星齿轮；14—半轴齿轮；15—螺纹套；16—复合式止推垫片；17—差速器壳；18—磁铁固定销；19—磁铁

以上海桑塔纳轿车为例，分析主减速器和差速器常见故障的诊断与排除方法，如表2.3所示。

表2.3　桑塔纳轿车驱动桥常见故障的诊断与排除方法