驱动桥设计最新课件

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1、驱动桥设计最新第五章第五章 驱动桥设计驱动桥设计 驱动桥设计最新第五章第五章 驱动桥设计驱动桥设计5-1概述概述5-2驱动桥的结构方案分析驱动桥的结构方案分析5-3主减速器设计主减速器设计5-4差速器设计差速器设计5-5车轮传动装置设计车轮传动装置设计5-6驱动桥壳设计驱动桥壳设计5-7驱动桥的结构元件驱动桥的结构元件驱动桥设计最新5-1概述 驱动桥处于动力传动系的末端。驱动桥处于动力传动系的末端。 基本功能：基本功能：增大由传动轴或变速器传来的转矩，并将增大由传动轴或变速器传来的转矩，并将动力合理地分配给左、右驱动轮；承受作用于路面和车架或动力合理地分配给左、右驱动轮；承受作用于路面和车架或

2、车身之间的垂直力、纵向力和横向力。车身之间的垂直力、纵向力和横向力。 组成：组成：驱动桥一般由主减速器、差速器、车轮传动装驱动桥一般由主减速器、差速器、车轮传动装置和驱动桥壳等组成。置和驱动桥壳等组成。 驱动桥设计最新 1）所选择的主减速比应能保证汽车具有最佳的）所选择的主减速比应能保证汽车具有最佳的动力性和燃料经济性动力性和燃料经济性。 2）外形尺寸要小，保证有必要的）外形尺寸要小，保证有必要的离地间隙离地间隙。 3）齿轮及其它传动件工作）齿轮及其它传动件工作平稳，噪声小平稳，噪声小。 4）在各种转速和载荷下具有高的）在各种转速和载荷下具有高的传动效率传动效率。 5）在保证足够的强度、刚度条

3、件下，应力求）在保证足够的强度、刚度条件下，应力求质量小质量小，尤其是簧下质，尤其是簧下质量应尽量小，以改善汽车量应尽量小，以改善汽车平顺性平顺性。 6）与悬架导向机构）与悬架导向机构运动协调运动协调，对于转向驱动桥，还应与转向机构运，对于转向驱动桥，还应与转向机构运动相协调。动相协调。 7）结构简单，加工工艺好，制造容易，拆装、调整方便。）结构简单，加工工艺好，制造容易，拆装、调整方便。驱动桥设计基本要求驱动桥设计基本要求驱动桥设计最新5-2驱动桥的结构方案分析驱动桥的结构方案分析 非断开式驱动桥非断开式驱动桥(或称为整体式或称为整体式)，即驱，即驱动桥壳是一根连接左动桥壳是一根连接左右驱动

4、车轮的刚性空右驱动车轮的刚性空心梁心梁(见右图见右图)，而主减，而主减整器、差速器及车轮整器、差速器及车轮传动装置传动装置(由左右半轴由左右半轴组成组成)都装在它里面。都装在它里面。 非独立悬架非独立悬架 驱动桥设计最新断开式驱动桥断开式驱动桥 无刚性的整体外壳，主无刚性的整体外壳，主减速器及其壳体装在车减速器及其壳体装在车架或车身上，两侧驱动架或车身上，两侧驱动车轮装置采用万向节传车轮装置采用万向节传动（动（见右图见右图）。为了防）。为了防止运动干涉，应采用滑止运动干涉，应采用滑动花键轴或一种允许两动花键轴或一种允许两轴能有适量轴向移动的轴能有适量轴向移动的万向传动机构。万向传动机构。 独立

5、悬架独立悬架 驱动桥设计最新特点及应用特点及应用 非断开式驱动桥非断开式驱动桥： 结构简单、制造工艺好、成本低、工作可靠、维修调整结构简单、制造工艺好、成本低、工作可靠、维修调整容易，广泛应用于各种载货汽车、客车及多数的越野汽车容易，广泛应用于各种载货汽车、客车及多数的越野汽车和部分小轿车上。和部分小轿车上。 但整个驱动桥均属于簧下质量，对汽车平顺性和降低动但整个驱动桥均属于簧下质量，对汽车平顺性和降低动载荷不利。载荷不利。驱动桥设计最新特点及应用特点及应用断开式驱动桥断开式驱动桥：结构复杂，成本较高，但它大大增加了离地间隙；结构复杂，成本较高，但它大大增加了离地间隙；减小了簧下质量，从而改善

6、了行驶平顺性，提高了汽车的平均车速；减小了簧下质量，从而改善了行驶平顺性，提高了汽车的平均车速；减小了汽车在行驶时作用于车轮和车桥上的动载荷，提高了零部件的使用减小了汽车在行驶时作用于车轮和车桥上的动载荷，提高了零部件的使用寿命；寿命；由于驱动车轮与地面的接触情况及对各种地形的适应性较好，大大由于驱动车轮与地面的接触情况及对各种地形的适应性较好，大大增加了车轮的抗侧滑能力；增加了车轮的抗侧滑能力；与之相配合的独立悬架导向机构设计得合理，可增中汽车的不足转与之相配合的独立悬架导向机构设计得合理，可增中汽车的不足转向效应，提高汽车的操纵稳定性。向效应，提高汽车的操纵稳定性。这种驱动桥在轿车和高通过

7、性的越野汽车上应用相当广泛。这种驱动桥在轿车和高通过性的越野汽车上应用相当广泛。驱动桥设计最新5-3主减速器设计主减速器设计 一、主减速器结构方案分析一、主减速器结构方案分析 结构形式主要是根据齿轮类型、减速形式的不同而不同。结构形式主要是根据齿轮类型、减速形式的不同而不同。 齿轮主要有螺旋锥齿轮、双曲面齿轮、圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式。齿轮主要有螺旋锥齿轮、双曲面齿轮、圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式。 减速形式可分为单级减速、双级减速、双速减速、单双级贯通、单双级减减速形式可分为单级减速、双级减速、双速减速、单双级贯通、单双级减速配以轮边减速等。速配以轮边减速等。 驱动桥设计最新1.螺旋锥齿轮传动螺

8、旋锥齿轮传动 螺旋锥齿轮传动（图螺旋锥齿轮传动（图5-3a）的主、）的主、从动齿轮轴线垂直相从动齿轮轴线垂直相交于一点交于一点，齿轮并，齿轮并不同时在不同时在全长上啮合全长上啮合，而是逐渐从一端，而是逐渐从一端连接平稳地转向另一端。另外，由于轮连接平稳地转向另一端。另外，由于轮齿端面重叠的影响，至少有两对以上的齿端面重叠的影响，至少有两对以上的轮齿同时啮合，所以它轮齿同时啮合，所以它工作平稳工作平稳、能承、能承受较大的负荷、制造也简单。受较大的负荷、制造也简单。 但是但是,工作中工作中噪声大噪声大，对啮合，对啮合精度很精度很敏感敏感，齿轮副锥顶稍有不吻合便会使工，齿轮副锥顶稍有不吻合便会使工作

9、条件急剧变坏，并伴随磨损增大和噪作条件急剧变坏，并伴随磨损增大和噪声增大。声增大。 为保证齿轮副的正确啮合，必须将为保证齿轮副的正确啮合，必须将支承支承轴承预紧轴承预紧，提高支承刚度，增大壳，提高支承刚度，增大壳体刚度。体刚度。驱动桥设计最新2双曲面齿轮传动双曲面齿轮传动 双曲面齿轮传动（图双曲面齿轮传动（图5-3 b）的主、从动齿轮的轴线相互垂直而不）的主、从动齿轮的轴线相互垂直而不相交，主动齿轮轴线相对从动齿轮轴线在空间偏移一距离相交，主动齿轮轴线相对从动齿轮轴线在空间偏移一距离E,此距离称此距离称为为偏移距偏移距。 驱动桥设计最新2双曲面齿轮传动双曲面齿轮传动由于偏移距由于偏移距E的存在

10、，使的存在，使主动齿轮螺旋角主动齿轮螺旋角1大于从动齿大于从动齿轮螺旋角轮螺旋角2（见右图）。（见右图）。偏移角偏移角 =1- 2螺旋角螺旋角是指在锥齿轮节锥是指在锥齿轮节锥表面展开图上的任意一点表面展开图上的任意一点A的切的切线线TT与该点和节锥顶点连线之与该点和节锥顶点连线之间的夹角。在齿面宽中点处的间的夹角。在齿面宽中点处的螺旋角称为螺旋角称为中点螺旋角中点螺旋角。通常。通常不特殊说明，则螺旋角系指中不特殊说明，则螺旋角系指中点螺旋角。点螺旋角。驱动桥设计最新 根据啮合面上根据啮合面上法向力相等法向力相等，F1、F2分别为主、从动齿轮的圆周力分别为主、从动齿轮的圆周力 齿轮传动比齿轮传动

11、比 r1、r2分别为主、从动齿轮平均分度圆半径分别为主、从动齿轮平均分度圆半径 令令K=cos2/cos1。由于。由于12，所以系数，所以系数K1，一般为，一般为1.251.50。这说明这说明 （1）当双曲面齿轮与螺旋锥齿轮尺寸相同时，双曲面齿轮传动有更大的传）当双曲面齿轮与螺旋锥齿轮尺寸相同时，双曲面齿轮传动有更大的传动比。动比。 （2）当传动比一定，从动齿轮尺寸相同时，双曲面主动齿轮比相应的螺旋）当传动比一定，从动齿轮尺寸相同时，双曲面主动齿轮比相应的螺旋锥齿轮有较大的直径，较高的轮齿强度以及较大的主动齿轮轴和轴承刚度。锥齿轮有较大的直径，较高的轮齿强度以及较大的主动齿轮轴和轴承刚度。 （

12、3）当传动比一定，主动齿轮尺寸相同时，双曲面从动齿轮直径比相应的）当传动比一定，主动齿轮尺寸相同时，双曲面从动齿轮直径比相应的螺旋锥齿轮为小，因而有较大的离地间隙。螺旋锥齿轮为小，因而有较大的离地间隙。驱动桥设计最新 （1）在工作过程中，双曲面齿轮副不仅存在沿齿高方向的）在工作过程中，双曲面齿轮副不仅存在沿齿高方向的侧向滑动侧向滑动，而且还有沿齿长方向的，而且还有沿齿长方向的纵向滑动纵向滑动。纵向滑动可改善齿。纵向滑动可改善齿轮的磨合过程，使其具有更高的轮的磨合过程，使其具有更高的运转平稳性运转平稳性。 （2）由于存在）由于存在偏移距偏移距，双曲面齿轮副使其主动齿轮的，双曲面齿轮副使其主动齿轮

13、的1大大于从动齿轮的于从动齿轮的2，这样同时啮合的齿数较多，重合度较大，不仅，这样同时啮合的齿数较多，重合度较大，不仅提高了传动平稳性，而且使齿轮的提高了传动平稳性，而且使齿轮的弯曲强度提高弯曲强度提高约约30%。 （3）双曲面齿轮传动的主动齿轮直径及螺旋角都较大，所）双曲面齿轮传动的主动齿轮直径及螺旋角都较大，所以相啮合轮齿的当量曲率半径较相应的螺旋锥齿轮为大，其结果以相啮合轮齿的当量曲率半径较相应的螺旋锥齿轮为大，其结果使齿面的使齿面的接触强度提高接触强度提高。 与螺旋锥齿轮传动相比，双曲面齿轮传动具有如下优点：与螺旋锥齿轮传动相比，双曲面齿轮传动具有如下优点：驱动桥设计最新 （4）双曲面

14、主动齿轮的）双曲面主动齿轮的1变大，则不产生根切的最小齿数可变大，则不产生根切的最小齿数可减少，故可选用较少的齿数，有利于减少，故可选用较少的齿数，有利于增加传动比增加传动比。 （5）双曲面齿轮传动的主动齿轮较大，加工时所需刀盘刀顶）双曲面齿轮传动的主动齿轮较大，加工时所需刀盘刀顶距较大，因而距较大，因而切削刃寿命较长切削刃寿命较长。 （6）双曲面主动齿轮轴布置从动齿轮中心上方，便于实现多）双曲面主动齿轮轴布置从动齿轮中心上方，便于实现多轴驱动桥的贯通，增大传动轴的轴驱动桥的贯通，增大传动轴的离地高度离地高度。布置在从动齿轮中心下。布置在从动齿轮中心下方可降低万向传动轴的高度，有利于降低轿车车

15、身高度，并可减小方可降低万向传动轴的高度，有利于降低轿车车身高度，并可减小车身地板中部凸起通道的高度。车身地板中部凸起通道的高度。与螺旋锥齿轮传动相比，双曲面齿轮传动具有如下优点：与螺旋锥齿轮传动相比，双曲面齿轮传动具有如下优点：驱动桥设计最新 （1）沿齿长的）沿齿长的纵向滑动纵向滑动会使摩擦损失增加，降低传动效率。双曲面会使摩擦损失增加，降低传动效率。双曲面齿轮副传动效率约为齿轮副传动效率约为96%，螺旋锥齿轮副的传动效率约为，螺旋锥齿轮副的传动效率约为99%。 （2）齿面间大的压力和摩擦功，可能导致油膜破坏和齿面烧结咬死，）齿面间大的压力和摩擦功，可能导致油膜破坏和齿面烧结咬死，即即抗胶合

16、能力较低抗胶合能力较低。 （3）双曲面主动齿轮具有较大的轴向力，使其）双曲面主动齿轮具有较大的轴向力，使其轴承负荷增大轴承负荷增大。 （4）双曲面齿轮传动必须采用可改善油膜强度和防刮添加剂的）双曲面齿轮传动必须采用可改善油膜强度和防刮添加剂的特种特种润滑油润滑油，螺旋锥齿轮传动用普通润滑油即可。，螺旋锥齿轮传动用普通润滑油即可。双曲面齿轮传动也存在如下缺点双曲面齿轮传动也存在如下缺点驱动桥设计最新 一般情况下，当要求一般情况下，当要求传动比大于传动比大于4.5而轮廓尺寸又有限时而轮廓尺寸又有限时，采用双曲面齿轮传动更合理。这是因为如果保持主动齿轮轴径不采用双曲面齿轮传动更合理。这是因为如果保持

17、主动齿轮轴径不变，则双曲面从动齿轮直径比螺旋齿轮小。变，则双曲面从动齿轮直径比螺旋齿轮小。 当当传动比小于传动比小于2时时，双曲面主动齿轮相对螺旋锥齿轮主动齿，双曲面主动齿轮相对螺旋锥齿轮主动齿轮显得过大，占据了过多空间，这时可选用螺旋锥齿轮传动，因轮显得过大，占据了过多空间，这时可选用螺旋锥齿轮传动，因为螺旋锥齿轮传动具有较大的差速器可利用空间。为螺旋锥齿轮传动具有较大的差速器可利用空间。 对于对于中等传动比中等传动比，两种齿轮传动均可采用。，两种齿轮传动均可采用。 主减速器齿轮的选择：主减速器齿轮的选择：驱动桥设计最新3 3圆柱齿轮传动圆柱齿轮传动 圆柱齿轮传动（图圆柱齿轮传动（图5-3c

18、）一般采用斜齿轮，广泛）一般采用斜齿轮，广泛应用于发动机横置且前置前应用于发动机横置且前置前驱动的轿车驱动桥（见右图）驱动的轿车驱动桥（见右图）和双级主减速器贯通式驱动和双级主减速器贯通式驱动桥。桥。驱动桥设计最新4 4蜗杆传动蜗杆传动 与锥齿传动相比，蜗杆（图与锥齿传动相比，蜗杆（图5 3d）传动有如）传动有如下优点：下优点： （1）在轮廓尺寸和结构质量较小的情况下，可）在轮廓尺寸和结构质量较小的情况下，可得到得到较大的传动比较大的传动比（可大于（可大于7）。）。（2）在任何转速下使用均能工作得非常）在任何转速下使用均能工作得非常平稳且平稳且无噪声无噪声。（3）便于汽车的）便于汽车的总布置及

19、贯通式总布置及贯通式多桥驱动的布多桥驱动的布置。置。（4）能传）能传递大的载荷，使用寿命长递大的载荷，使用寿命长。（5）结构简单，拆装方便，调整容易。）结构简单，拆装方便，调整容易。 但是由于蜗轮齿圈要求用高质量的锡青铜制但是由于蜗轮齿圈要求用高质量的锡青铜制作，故成本较高；另外，传动效率较低。作，故成本较高；另外，传动效率较低。 蜗杆传动主要用于生产批量不大的个别重型蜗杆传动主要用于生产批量不大的个别重型多桥驱动汽车和具有高转速发动机的大客车上。多桥驱动汽车和具有高转速发动机的大客车上。驱动桥设计最新减速形式减速形式1.1.单级主减速器单级主减速器 单级主减速器（见右图）可由一单级主减速器（

20、见右图）可由一对圆锥齿轮、一对圆柱齿轮或由蜗轮对圆锥齿轮、一对圆柱齿轮或由蜗轮杆组成，具有结构简单、质量小、成杆组成，具有结构简单、质量小、成本低、使用简单等优点。但是其主传本低、使用简单等优点。但是其主传动比动比i0不能太大，一般不能太大，一般i07，进一步提，进一步提高高i0将增大从动齿轮直径，从而减小离将增大从动齿轮直径，从而减小离地间隙，且使从动齿轮热处理困难。地间隙，且使从动齿轮热处理困难。 单级主减速器广泛应用于轿车和单级主减速器广泛应用于轿车和轻、中型货车的驱动桥中。轻、中型货车的驱动桥中。驱动桥设计最新减速形式减速形式2 2双级主减速器双级主减速器 与单级主减速器相与单级主减速

21、器相比，在保证离地间隙相比，在保证离地间隙相同时可得到大的传动比，同时可得到大的传动比，i0一般为一般为712。 但是尺寸、质量均但是尺寸、质量均较大，成本较高。它主较大，成本较高。它主要应用于中、重型货车、要应用于中、重型货车、越野车和大客车上。越野车和大客车上。驱动桥设计最新整体式双级主减速器有多种结构方案：整体式双级主减速器有多种结构方案：第一级为锥齿轮，第二级为圆柱齿轮（图第一级为锥齿轮，第二级为圆柱齿轮（图5-85-8a a）；）；第第一一级级为为锥锥齿齿轮轮，第第二二级级为为行行星星齿齿轮轮；第第一一级级为为行行星星齿齿轮轮，第第二二级级为为锥锥齿齿轮轮（图（图5-85-8b b）

22、；）；第一级为圆柱齿轮，第二级为锥齿轮（图第一级为圆柱齿轮，第二级为锥齿轮（图5-85-8c c）。）。对对于于第第一一级级为为锥锥齿齿轮轮、第第二二级级为为圆圆柱柱齿齿轮轮的的双双级级主主减减速速器器，可可有有纵纵向向水水平平（图图5-85-8d d）、）、斜向（图斜向（图5-85-8e e）和垂向（图和垂向（图5-85-8f f）三种布置方案。三种布置方案。驱动桥设计最新纵向水平布置纵向水平布置可以使总成的垂向轮廓尺寸减小，从而降低汽车的质心高可以使总成的垂向轮廓尺寸减小，从而降低汽车的质心高度，但使纵向尺寸增加，用在长轴距汽车上可适当减小传动轴长度，但不度，但使纵向尺寸增加，用在长轴距汽

23、车上可适当减小传动轴长度，但不利于短轴距汽车的总布置，会使传动轴过短，导致万向传动轴夹角加大。利于短轴距汽车的总布置，会使传动轴过短，导致万向传动轴夹角加大。 垂直布置垂直布置使驱动桥纵向尺寸减小，可减小万向传动轴夹角，但由于主减使驱动桥纵向尺寸减小，可减小万向传动轴夹角，但由于主减速器壳固定在桥壳的上方，不仅使垂向轮廓尺寸增大，而且降低了桥壳刚速器壳固定在桥壳的上方，不仅使垂向轮廓尺寸增大，而且降低了桥壳刚度，不利于齿轮工作。这种布置可便于贯通式驱动桥的布置。度，不利于齿轮工作。这种布置可便于贯通式驱动桥的布置。斜向布置斜向布置对传动轴布置和提高桥壳刚度有利。对传动轴布置和提高桥壳刚度有利。

24、 第一级为锥齿轮、第二级为圆柱齿轮的双级主减速器第一级为锥齿轮、第二级为圆柱齿轮的双级主减速器驱动桥设计最新3双速主减速器双速主减速器 双速主减速器的换挡是由远距离操纵机构实现的，一般有电磁式、气压双速主减速器的换挡是由远距离操纵机构实现的，一般有电磁式、气压式和电式和电气压综合式操纵机构。气压综合式操纵机构。 驱动桥设计最新4贯通式主减速器 驱动桥设计最新4贯通式主减速器 驱动桥设计最新单级单级 双曲面齿轮式双曲面齿轮式 ：蜗轮蜗杆式蜗轮蜗杆式 ：在结构质量较小的情况下可得到较大的速比。它使用于在结构质量较小的情况下可得到较大的速比。它使用于各种吨位多桥驱动汽车的贯通式驱动桥的布置。另外，各

25、种吨位多桥驱动汽车的贯通式驱动桥的布置。另外，它还具有工作平滑无声、便于汽车总布置的优点。它还具有工作平滑无声、便于汽车总布置的优点。 受主动齿轮最少齿数和偏移距大小的限制，而且主动齿受主动齿轮最少齿数和偏移距大小的限制，而且主动齿轮工艺性差，多用于轻型汽车的贯通式驱动桥上。轮工艺性差，多用于轻型汽车的贯通式驱动桥上。 锥齿轮一圆柱齿轮式：锥齿轮一圆柱齿轮式： 双级双级 圆柱齿轮圆柱齿轮锥齿轮式：锥齿轮式： 可得到较大的主减速比，但是结构高度尺寸大，可得到较大的主减速比，但是结构高度尺寸大，主动锥齿轮工艺性差，从动锥齿轮采用悬臂式支主动锥齿轮工艺性差，从动锥齿轮采用悬臂式支承，支承刚度差，拆装

26、也不方便。承，支承刚度差，拆装也不方便。 结构紧凑，高度尺寸减小，有利于降低车厢地板结构紧凑，高度尺寸减小，有利于降低车厢地板及整车质心高度及整车质心高度 驱动桥设计最新5单双级减速配轮边减速器单双级减速配轮边减速器 不仅使驱动桥的中间尺不仅使驱动桥的中间尺寸减小，保证了足够的离地寸减小，保证了足够的离地间隙，而且可得到较大的驱间隙，而且可得到较大的驱动桥总传动比。另外，半轴、动桥总传动比。另外，半轴、差速器及主减速器从动齿轮差速器及主减速器从动齿轮等零件由于所受载荷大为减等零件由于所受载荷大为减小，使它们的尺寸可以减小小，使它们的尺寸可以减小 1）单级减速轮边减速器单级减速轮边减速器驱动桥设

27、计最新5单双级减速配轮边减速器单双级减速配轮边减速器2）双级减速轮边减速器双级减速轮边减速器驱动桥设计最新5单双级减速配轮边减速器单双级减速配轮边减速器3）圆圆柱柱齿齿轮轮减减速速轮轮边边减减速器速器驱动桥设计最新二、主减速器主、从动锥齿轮的支承方案二、主减速器主、从动锥齿轮的支承方案 正确啮合正确啮合 加工质量加工质量装配调整装配调整轴承、主减速器壳体刚度轴承、主减速器壳体刚度齿轮的支承刚度齿轮的支承刚度 1.主动锥齿轮的支承主动锥齿轮的支承: :分悬臂式支承分悬臂式支承和和跨置式支承跨置式支承两种。两种。悬臂式：悬臂式：支承距离支承距离b应大于应大于2.5倍的悬臂长度倍的悬臂长度a，且且应

28、比齿轮节圆直径的应比齿轮节圆直径的70%还大，另外靠近齿还大，另外靠近齿轮的轴径应不小于尺寸轮的轴径应不小于尺寸a。 支支承承刚刚度度除除了了与与轴轴承承开开式式、轴轴径径大大小小、支支承承间间距距离离和和悬悬臂臂长长度度有有关关以以外外，还还与与轴轴承承与轴及轴承与座孔之间的配合紧度有关。与轴及轴承与座孔之间的配合紧度有关。结结构构简简单单，支支承承刚刚度度较较差差，用用于于传传递递转转矩矩较较小小的的轿轿车车、轻轻型型货货车车的的单单级级主主减减速速器器及及许多双级主减速器中。许多双级主减速器中。 驱动桥设计最新二、主减速器主、从动锥齿轮的支承方案二、主减速器主、从动锥齿轮的支承方案 跨置

29、式：跨置式： 增增加加支支承承刚刚度度，减减小小轴轴承承负负荷荷，改改善善齿齿轮轮啮啮合合条条件件，增增加加承承载载能能力力，布置紧凑，但是主减速器壳体结构复杂，加工成本提高。布置紧凑，但是主减速器壳体结构复杂，加工成本提高。 在需要传递较大转矩情况下，最好采用跨置式支承。在需要传递较大转矩情况下，最好采用跨置式支承。 驱动桥设计最新2.从动锥齿轮的支承从动锥齿轮的支承 支承刚度与轴承的形式、支承间的距离及轴承之间的分布比例有关。支承刚度与轴承的形式、支承间的距离及轴承之间的分布比例有关。 为了增加支承刚度，减小尺寸为了增加支承刚度，减小尺寸c cd d； 为了增强支承稳定性，为了增强支承稳定

30、性，c cd d应不小于从动锥齿轮大端分度圆直径的应不小于从动锥齿轮大端分度圆直径的70%70%； 为了使载荷均匀分配，应尽量使尺寸为了使载荷均匀分配，应尽量使尺寸c c等于或大于尺寸等于或大于尺寸d d。驱动桥设计最新2.从动锥齿轮的支承从动锥齿轮的支承 辅助支承 限制从动锥齿轮因受轴向力作用而产生偏移。 许用偏移量 驱动桥设计最新三、主减速器锥齿轮主要参数的选择三、主减速器锥齿轮主要参数的选择 主要参数：主、从动锥齿轮齿数z1和z2从动锥齿轮大端分度圆直径D2和端面模数ms主、从动锥齿轮齿面宽b1和b2双曲面齿轮副的偏移距E中点螺旋法向压力角驱动桥设计最新三、主减速器锥齿轮主要参数的选择三

31、、主减速器锥齿轮主要参数的选择 1.主、从动锥齿轮齿数主、从动锥齿轮齿数z1和和z2 1）为了磨合均匀，）为了磨合均匀，z1、z2之间应之间应避免有公约数避免有公约数。2）为为了了得得到到理理想想的的齿齿面面重重合合度度和和高高的的轮轮变变曲曲强强度度，主主、从从动动齿齿轮轮齿齿数数和应不少于和应不少于40。3）为为了了啮啮合合平平稳稳、噪噪声声小小和和具具有有高高的的疲疲劳劳强强度度，对对于于轿轿车车，z1一一般般不不少于少于9；对于货车，；对于货车，z1一般不少于一般不少于6。4）当当主主传传动动比比i0较较大大时时，尽尽量量使使z1取取得得少少些些，以以便便得得到到满满意意的的离离地地间

32、间隙。隙。5）对于不同的主传动比，）对于不同的主传动比，z1和和z2应适宜搭配。应适宜搭配。驱动桥设计最新三、主减速器锥齿轮主要参数的选择三、主减速器锥齿轮主要参数的选择 2.从动锥齿轮大端分度圆直径从动锥齿轮大端分度圆直径 根据经验公式初选根据经验公式初选 而而ms 3.主、从动锥齿轮齿面宽主、从动锥齿轮齿面宽b1和和b2 从从动动锥锥齿齿轮轮面面宽宽b2推推荐荐不不大大于于其其节节锥锥距距A2的的0.3倍倍，即即b20.3A2，而且而且b2应满足应满足b210ms，一般也推荐一般也推荐b2=0.155D2。 对于螺旋锥齿轮，对于螺旋锥齿轮，b1一般比一般比b2大大10%驱动桥设计最新4.双

33、曲面齿轮副偏移距双曲面齿轮副偏移距E分为上偏移和下偏移两种。分为上偏移和下偏移两种。 下偏移上偏移驱动桥设计最新5.中点螺旋角中点螺旋角 偏移角 ：1与2之差 考虑：齿面重合度F、轮齿强度和轴向力大小。 越大，则F也越大，同时啮合的齿数越多，传动就越平稳，噪声越低，而且轮齿的强度越高。一般F应不小于1.25，在1.52.0时效果最好。 汽车主减速器弧齿锥齿轮螺旋角或双曲面齿轮副的平均螺旋角一般为3540。轿车选用较大的值以保证较大的F，使运转平稳，噪声低；货车选用较小值以防止轴向力过大，通常取35。驱动桥设计最新6.螺旋方向螺旋方向 当变速器挂前进挡时，应使主动齿轮的轴向力离开锥顶方向，这样可

34、使主、从动齿轮有分离趋势，防止轮齿卡死而损坏。7.法向压力角法向压力角 对于弧齿锥齿轮，轿车：一般选用1430或16；货车：为20；重型货车：为2230。 对于双曲面齿轮，大齿轮轮齿两侧压力角是相同的，但小齿轮轮齿两侧的压力角是不等的，选取平均压力角时，轿车为19或20，货车为20或2230。 驱动桥设计最新四、主减速器锥齿轮强度计算四、主减速器锥齿轮强度计算 （一）计算载荷的确定（一）计算载荷的确定 格里森齿制锥齿轮计算载荷 （1）按发动机最大转矩和最低挡传动比确定从动锥齿轮的计算转距Tce （2）按驱动轮打滑转矩确定从动锥齿轮的计算转矩Tcs （3）按汽车日常行驶平均转矩确定从动锥齿轮的计

35、算转矩TcF驱动桥设计最新四、主减速器锥齿轮强度计算四、主减速器锥齿轮强度计算 （一）计算载荷的确定 当计算锥齿轮最大应力时， Tc=minTce，Tcs；当计算锥齿轮的疲劳寿命时，Tc取TcF。主动锥齿轮的计算转矩: 对于弧齿锥轮副，G取95%； 对于双曲面齿轮副，当i06时，G取85%，当i06时，G取90%。 驱动桥设计最新（二）主减速器锥齿轮的强度计算（二）主减速器锥齿轮的强度计算 轮齿损坏形式主要有:弯曲疲劳折断、过载折断、齿面点蚀及剥落、齿面胶合、齿面磨损等。 1.单位齿长圆周力单位齿长圆周力按发动机最大转矩计算时 按驱动轮打滑转矩计算时 单位齿长圆周力许用值p驱动桥设计最新2.轮

36、齿弯曲强度轮齿弯曲强度 齿根弯曲应力齿根弯曲应力: : 从动齿轮从动齿轮: :按按T=minTce，Tcs计算的最大弯曲应力不超过计算的最大弯曲应力不超过700MPa；按按TcF计算的疲劳弯曲应力不应超过计算的疲劳弯曲应力不应超过210MPa，破坏的循环次数为破坏的循环次数为6106。 3.轮齿接触强度轮齿接触强度 齿面接触应力齿面接触应力 按按minTce，Tcs计计算算的的最最大大接接触触应应力力不不应应超超过过2800MPa，按按TcF计计算算的的疲劳接触应力不应超过疲劳接触应力不应超过1750MPa。 主、从动齿轮的齿面接触应力是相同的。主、从动齿轮的齿面接触应力是相同的。驱动桥设计最

37、新五、主减速器锥齿轮轴承的载荷计算五、主减速器锥齿轮轴承的载荷计算1.锥齿轮齿面上的作用力锥齿轮齿面上的作用力 左旋左旋 锥齿轮啮合齿面上作用的法向力可分解为：沿齿轮切线方向的圆周力、沿齿轮轴线方向的轴向力及垂直于齿轮轴线的径向力。（1）齿宽中点处的圆周力 驱动桥设计最新五、主减速器锥齿轮轴承的载荷计算五、主减速器锥齿轮轴承的载荷计算1.锥齿轮齿面上的作用力锥齿轮齿面上的作用力 左旋左旋 锥齿轮啮合齿面上作用A点的法向力Ft可分解为：相互垂直的两个力FN和Ff.FN垂直于OA且在OOA平面内，Ff位于以OA为切线的节锥切平面内。 Ff分解为沿切线方向的圆周力F和沿节锥母线方向的力Fs。 F与F

38、f之间夹角为螺旋角 ， FT与Ff之间夹角为法向压力角 （2）锥齿轮的轴向力和径向力）锥齿轮的轴向力和径向力 轴向力Faz和径向力Frz 驱动桥设计最新齿面上的轴向力和径向力齿面上的轴向力和径向力 驱动桥设计最新2.锥齿轮轴承的载荷锥齿轮轴承的载荷轴承上的载荷 驱动桥设计最新 六、锥齿轮的材料六、锥齿轮的材料 要求：要求： 1）具有高的弯曲疲劳强度和表面接触疲劳强度，齿面具有高的硬度以保证有高的耐磨性。2）轮齿芯部应有适当的韧性以适应冲击载荷，避免在冲击载荷下齿根折断。3）锻造性能、切削加工性能及热处理性能良好，热处理后变形小或变形规律易控制。4）选择合金材料时，尽量少用含镍、铬元素的材料，而

39、选用含锰、钒、硼、钛、钼、硅等元素的合金钢。 汽车主减速器锥齿轮目前常用渗碳合金钢制造，主要有20CrMnTi、20MnVB、20MnTiB、22CrNiMo和16SiMn2WmoV等。驱动桥设计最新5-4差速器设计差速器设计作用：在两输出轴间分配转矩，并保证两输出轴有可能以不同角速度转动。按结构特征可分为：齿轮式、凸轮式、蜗轮式和牙嵌自由轮式等。 一、差速器结构形式选择（一）对称锥齿轮式差速器 锁紧系数k: 差速器的内摩擦力矩与差速器壳接受的转矩之比 锁紧系数k一般为0.050.15，两半轴转矩比kb为1.111.35， 1.普通锥齿轮式差速器 半轴的转矩比：驱动桥设计最新2.摩擦片式差速器

40、摩擦片式差速器 锁锁紧紧系系数数k可可达达0.6，kb可可达达4。这这种种差差速速器器结结构构简简单单，工工作作平稳，可明显提高汽车通过性。平稳，可明显提高汽车通过性。驱动桥设计最新3.强制锁止式差速器强制锁止式差速器 假设42型汽车一驱动轮行驶在低附着系数min的路面上，另一驱动轮行驶在高附着系数的路面上。 装有普通锥齿轮差速器的汽车所能发挥的最大牵引力Ft为： 装有强制锁止式差速器的汽车所能发挥的最大牵引力Ft为： 采用差速锁将普通锥齿轮差速器锁住，可使汽车的牵引力提高(+min )/2min倍，从而提高了汽车通过性。 驱动桥设计最新（二）滑块凸轮式差速器驱动桥设计最新（二）滑块凸轮式差速

41、器 凸轮式差速器的半轴转矩比kb可达2.3.33.00，差速器锁紧系数k达0.40.5。 驱动桥设计最新（三）蜗轮式差速器（三）蜗轮式差速器 半轴转矩比kb可高达5.679.00，锁紧系数k达0.70.8。 kb降到2.6543.00，k降到0.450.50时，可提高该差速器的使用寿命。 驱动桥设计最新（四）牙嵌式自由轮差速器（四）牙嵌式自由轮差速器半轴转矩比kb是可变的，最大可为无穷大。 驱动桥设计最新二、普通锥齿轮差速器齿轮设计二、普通锥齿轮差速器齿轮设计 （一）差速器齿轮主要参数选择（一）差速器齿轮主要参数选择 1.行星齿轮数n 根据承载情况来选择。通常情况下，轿车：n=2；货车或越野车

42、：n=4。2.行星齿轮球面半径Rb根据经验公式 行星齿轮节锥距A0 3.行星齿轮和半轴齿轮数z1、z2 行星齿轮的齿数z1一般不少于10。半轴齿轮齿数z2在1425选用。大多数汽车的半轴齿轮与行星齿轮的齿数比z2/z1在1.52.0的范围内。两半轴齿轮数和必须能被行星齿轮数整除。 4.行星齿轮和半轴齿轮节锥角1、2及模数m行星齿轮和半轴齿轮节锥角1、2 锥齿轮大端端面模数m 驱动桥设计最新5.压力角 大都采用角为2230、齿高系数为0.8的齿形。某些重型货车和矿用车采用25压力角，以提高齿轮强度。 6.行星齿轮轴直径d及支承长度L （二）差速器齿轮强度计算（二）差速器齿轮强度计算主要应进行弯曲

43、强度计算 T=0.6T0 当T0=minTce，Tcs时，w=980MPa；当T0=TcF时，w=210MPa。 材料为20CrMnTi、20CrMoTi、22CrMnMo和20CrMo 驱动桥设计最新三、粘性联轴器结构及在汽车上的布置三、粘性联轴器结构及在汽车上的布置 1.粘性联轴器结构和工作原理粘性联轴器结构和工作原理 依靠硅油的粘性阻力来传递动力,所能传递的转矩与联轴器的结构、硅油粘度及输入轴、输出轴的转速差有关。 2.粘性联轴器在车上的布置粘性联轴器在车上的布置 作为轴间差速器限动装置的简图 驱动桥设计最新5-5车轮传动装置设计车轮传动装置设计基本功用基本功用：接受从差速器传来的转矩并

44、将其传给车轮。非断开式驱动桥：半轴断开式驱动桥和转向驱动桥： 万向传动装置驱动桥设计最新驱动桥设计最新5-5车轮传动装置设计车轮传动装置设计一、结构形式分析 根据其车轮端的支承方式分为：半浮式、3/4浮式和全浮式三种形式。 半浮式半轴：除传递转矩外，其外端还承受由路面对车轮的反力所引起的全部力和力矩。结构简单，所受载荷较大，适用于轿车和轻型货车及轻型客车。 驱动桥设计最新驱动桥设计最新5-5车轮传动装置设计车轮传动装置设计3/4浮式半轴： 理论上来说，半轴只承受转矩，作用于驱动轮上的其它反力和弯矩全由桥壳来承受。主要用于中、重型货车上。 全浮式半轴： 驱动桥设计最新驱动桥设计最新二、半轴计算

45、1.全浮式计算载荷 半轴的扭转应力 半轴的扭转角 扭转切应力宜为500700MPa，转角宜为每米长度615。 驱动桥设计最新二、半轴计算 2.半浮式半轴 应考虑如下三种载荷工况： （1）纵向力Fx2最大，侧向力Fy2为0： 合成应力 驱动桥设计最新（2）侧向力Fy2最大，纵向力Fx2=0，此时意味着发生侧滑 外轮上的垂直反力Fz2o和内轮上的垂直反力Fz2i 外轮上侧向力Fy2o和内轮上侧向力Fy2i 外轮半轴的弯曲应力o和内轮半轴的弯曲应力i 驱动桥设计最新（3）汽车通过不平路面，垂向力Fz2最大，纵向力Fx2=0，侧向力Fy2=0： 垂直力最大值Fz2 半轴弯曲应力 半浮式半轴的许用合成应

46、力为600750MPa。 3. 3/4浮式半轴计算与半浮式类似，只是危险断面位于半轴与轮毂相配表面的内端。 应对连接半轴和半轴齿轮的花键进行挤压力和键齿切应力验算。挤压应力不大于200MPa，切应力不大于73MPa。驱动桥设计最新三、半轴可靠性设计三、半轴可靠性设计 1.可靠度计算 2.可靠性设计 式中 驱动桥设计最新四、半轴的结构设计四、半轴的结构设计 1）初选 2）半轴的杆部直径应小于或等于半轴花键的底径。3）半轴在结构设计时应尽量增大各过渡部分的圆角半径，以减小应力集中。4）对于杆部较粗且外端凸缘也较大时，可采用两端用花键连接的结构。5）设计全浮式半轴杆部的强度储备应低于驱动桥其它传力零

47、件的强度储备，使半轴起一个“熔丝”的作用。半浮式半轴直接安装车轮，应视为保安件。 驱动桥设计最新5-6驱动桥壳设计驱动桥壳设计 1）应具有足够的强度和刚度，以保证主减速器齿轮啮合正常并不使半轴产生附加弯曲应力。 2）在保证强度和刚度的前提下，尽量减小质量以提高汽车行驶平顺性。 3）保证足够的离地间隙。 4）结构工艺性好，成本低。 5）保护装于其上的传动系部件和防止泥水浸入。 6）拆装、调整、维修方便。 设计要求：设计要求：驱动桥设计最新一、驱动桥壳结构方案分析一、驱动桥壳结构方案分析 可分为可分式、整体形工和组合式三种形式。 1.可分式桥壳可分式桥壳 结构简单，制造工艺性好，主减速器支承刚度好

48、。 但拆装、调整、维修很不方便，桥壳的强度和刚度受结构的限制，曾用于轻型汽车上，现已较少使用。 驱动桥设计最新2.整体式桥壳整体式桥壳 具有强度和刚度较大，主减速器拆装、调整方便等优点。 按制造工艺不同可分为 铸式： 钢板冲压焊接式： 扩张成形式： 强度和刚度较大，但质量大，加工面多，制造工艺复杂，主要用于中、重型货车上。 桥壳质量小，材料利用率高，制造成本低，适于大最生产，广泛应用于轿车和中、小型货车及部分重型货车上。 驱动桥设计最新3.组合式桥壳组合式桥壳 优点：从动齿轮轴承的支承刚度较好，主减速器的装配、调整比可分式优点：从动齿轮轴承的支承刚度较好，主减速器的装配、调整比可分式桥壳方便，

49、然而要求有较高的加工精度，常用于轿车、轻型货车中。桥壳方便，然而要求有较高的加工精度，常用于轿车、轻型货车中。 驱动桥设计最新二、驱动桥壳强度计算二、驱动桥壳强度计算 全浮式半轴的驱动桥强度计算的载荷工况：与半轴强度计算的三种载荷工况相同。 危险断面：钢板弹簧座内侧附近；桥壳端部的轮毂轴承座根部 （1）当牵引力或制动力最大时， 桥壳钢板弹簧座处危险断面 驱动桥设计最新二、驱动桥壳强度计算 （2）当侧向力最大时 （3）当汽车通过不平路面时 桥壳内、外板簧座处断面 桥壳的许用弯曲应力为300500MPa，许用扭转切应力为150400MPa。可锻铸铁桥壳取较小值，钢板冲压焊接壳取较大值。 驱动桥设计

50、最新5-7驱动桥的结构元件驱动桥的结构元件 一、支承轴承的预紧 目的：提高主减速器锥齿轮的支承刚度，改善齿轮啮合的平稳性。危害：预紧力过大，会使轴承工作条件变坏，降低传动率，加速轴承的磨损，还会导致轴承过热而损坏等。 轴向具有弹性的波形套筒 从动锥齿轴滚锥轴承预紧力 主动锥齿轮轴承预紧力 轴承外侧的调整螺母；主减速器壳与轴承盖之间的调整垫片驱动桥设计最新二、锥齿轮啮合调整二、锥齿轮啮合调整 在轴承预紧度调整后，须进行锥齿轮啮合调整，以保证齿轮副啮合印迹正常，并使齿轮大端处齿侧间隙在适当的范围内（一般为0.10.35mm）。 主减速器锥齿轮正确的啮合印迹位于齿高中部稍偏小端。主动锥齿轮：可加、减主减速器壳与轴承之间的调整垫片 从动锥齿轮：轴承外两调整螺母旋进、旋出相同的角度；将主减速器壳一侧的垫片的一部分取出放到另一侧三、润滑三、润滑 螺旋锥齿轮主减速器：加注一般的齿轮油双曲面齿轮主减速器：必须加注双曲面齿轮油。 加油孔，放油孔，通气塞 主动锥齿轮上的后轴承润滑。 驱动桥设计最新