第五章 驱动桥设计
第五章 驱动桥设计
第五章驱动桥设计 §5-1概述 §52驱动桥的结构方案分析 §5-3主减速器设计 §5-4差速器设计 §5-5车轮传动装置设计 §5-6驱动桥壳设计 §5-7驱动桥的结构元件
第五章 驱动桥设计 §5-1概述 §5-2驱动桥的结构方案分析 §5-3主减速器设计 §5-4差速器设计 §5-5车轮传动装置设计 §5-6驱动桥壳设计 §5-7驱动桥的结构元件
§5-1概述 驱动桥处于动力传动系的末端 基本功能: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车 身之间的垂直力、纵向力和横向力。 组成: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
§5-1概述 驱动桥处于动力传动系的末端。 基本功能：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车 身之间的垂直力、纵向力和横向力。 组成：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
驱动桥设计应当满足如下基本要求: 1)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。 2)外形尺寸要小,保证有必要的离地间隙 3)齿轮及其它传动件工作平稳,噪声小 4)在各种转速和载荷下具有高的传动效率 5)在保证足够的强度、刚度条件下,应力求质量小, 尤其是簧下质量应尽量小,以改善汽车平顺性。 6)与悬架导向机构运动协调,对于转向驱动桥,还应 与转向机构运动相协调 7)结构简单,加工工艺好,制造容易,拆装、调整方 便
驱动桥设计应当满足如下基本要求： 1）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。 2）外形尺寸要小，保证有必要的离地间隙。 3）齿轮及其它传动件工作平稳，噪声小。 4）在各种转速和载荷下具有高的传动效率。 5）在保证足够的强度、刚度条件下，应力求质量小， 尤其是簧下质量应尽量小，以改善汽车平顺性。 6）与悬架导向机构运动协调，对于转向驱动桥，还应 与转向机构运动相协调。 7）结构简单，加工工艺好，制造容易，拆装、调整方 便
52驱动桥的结构方案分析 驱动桥的结构形式与驱动车轮的悬架形式 密切相关。 非断开式驱动桥(或 称为整体式),即驱动桥 壳是一根连接左右驱动 车轮的刚性空心梁(见右 图),而主减整器、差速 器及车轮传动装置(由左 右半轴组成)都装在它里 面 图5-1非断开式驱动桥 主减速器2—套筒3一差速器4.7一半轴5一调整螺母 调整垫片8一桥壳 非独立悬架
§5-2驱动桥的结构方案分析 驱动桥的结构形式与驱动车轮的悬架形式 密切相关。 非断开式驱动桥(或 称为整体式)，即驱动桥 壳是一根连接左右驱动 车轮的刚性空心梁(见右 图)，而主减整器、差速 器及车轮传动装置(由左 右半轴组成)都装在它里 面。 非独立悬架
断开式驱动桥无 刚性的整体外壳,主 减速器及其壳体装在 车架或车身上,两侧 驱动车轮装置采用万 向节传动(见右图) 为了防止运° 应采用滑动花键轴或 种允许两轴能有适 量轴向移动的万向传 动机构。 图5-2断开式驱动桥 独立悬架
断开式驱动桥无 刚性的整体外壳，主 减速器及其壳体装在 车架或车身上，两侧 驱动车轮装置采用万 向节传动（见右图）。 为了防止运动干涉， 应采用滑动花键轴或 一种允许两轴能有适 量轴向移动的万向传 动机构。 独立悬架
特点及应用 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。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。 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;减 小了簣下质量,从而改善了行驶平顺性,提高了汽车的 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性的越野汽车上应用相当广泛
特点及应用 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。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。 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；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性的越野汽车上应用相当广泛
53主减速器设计 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。 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。 B6) + 图5-3主减速器齿轮传动形式 )螺旋锥齿轮传动b)双曲面齿轮传动c)圆柱齿轮传动d)蜗杆传动 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
§5-3主减速器设计 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。 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 速配以轮边减速等
1.螺旋锥齿轮传动 螺旋锥齿轮传动(图5-3a)的主、从动齿轮轴线垂直相交于一点,齿轮并不 同时在全长上啮合,而是逐渐从一端连接平稳地转向另一端。另外,由于轮齿端 面重叠的影响,至少有两对以上的轮齿同时啮合,所以它工作平稳、能承受较大 的负荷、制造也简单。 但是,工作中噪声大,对啮合精度很敏感,齿轮副锥顶稍有不吻合便会使工作 条件急剧变坏,并伴随磨损增大和噪声增大。 为保证齿轮副的正确啮合,必须将支承轴承预紧,提高支承刚度,增大壳体 刚度。 2.双曲面齿轮传动 双曲面齿轮传动(图5-3b)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E,此距离称为偏移距 由于偏移距E的存在,使主动齿轮螺旋角β1大于从 1 动齿轮螺旋角β2(见右图)。 螺旋角是指在锥齿轮节锥表面展开图上的任意一点A 的切线TT与该点和节锥顶点连线之间的夹角。在齿面 宽中点处的螺旋角称为中点螺旋角。通常不特殊说明,图5-4双曲面齿轮副受力情况 则螺旋角系指中点螺旋角
1. 螺旋锥齿轮传动 螺旋锥齿轮传动（图5-3a）的主、从动齿轮轴线垂直相交于一点，齿轮并不 同时在全长上啮合，而是逐渐从一端连接平稳地转向另一端。另外，由于轮齿端 面重叠的影响，至少有两对以上的轮齿同时啮合，所以它工作平稳、能承受较大 的负荷、制造也简单。 但是,工作中噪声大，对啮合精度很敏感，齿轮副锥顶稍有不吻合便会使工作 条件急剧变坏，并伴随磨损增大和噪声增大。 为保证齿轮副的正确啮合，必须将支承轴承预紧，提高支承刚度，增大壳体 刚度。 2．双曲面齿轮传动 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,此距离称为偏移距。 由于偏移距E的存在，使主动齿轮螺旋角β1大于从 动齿轮螺旋角β2（见右图）。 螺旋角是指在锥齿轮节锥表面展开图上的任意一点A 的切线TT与该点和节锥顶点连线之间的夹角。在齿面 宽中点处的螺旋角称为中点螺旋角。通常不特殊说明， 则螺旋角系指中点螺旋角
根据啮合面上法向力相等, F F1、F2分别为主、从动齿轮的圆周力 齿轮传动比 F B2 r1、r2分别为主、从动齿轮平均分度圆半径 Fr r cosP 令K=cosB2/cosB1。由于B1>B2,所以系数K>1,一般为125~150。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 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 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。 (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 螺旋锥齿轮为小,因而有较大的离地间隙
根据啮合面上法向力相等， 2 1 2 1 cos cos F F F1、F2分别为主、从动齿轮的圆周力 齿轮传动比 1 1 2 2 1 1 2 2 0 cos cos r r F r F r i s r1、r2分别为主、从动齿轮平均分度圆半径 令K=cosβ2/cosβ1。由于β1＞β2，所以系数K＞1，一般为1.25～1.50。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 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 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。 （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 螺旋锥齿轮为小，因而有较大的离地间隙