《汽车设计》PPT课件
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第五章 驱动桥设计
第一节 概述 第二节 驱动桥的结构方案分析 第三节 主减速器设计 第四节 差速器设计 第五节 车轮传动装置设计 第六节 桥壳设计 第七节 驱动桥的结构元件
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1
§5-1 概述
一、驱动桥功用:
增大由传动轴传来的转矩，并将动力 合理的传给车轮。
二、组成：
主减速器
差速器
车轮传动装置
主动齿轮直径D1和螺旋角β1大，相啮合的 轮齿当量曲率半径大，因此齿面接触强度 高。
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22
3.斜齿圆柱齿轮传动
特点： 用于发动机横置前置前驱 轿车驱动桥（传动器）
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23
4.蜗轮蜗杆传动
优点： i0大，轮廓尺寸不大，质量不 重， i0＝6～14 工作平稳，噪声低 用于多轴驱动汽车，传动系结 构简单 传递载荷大，寿命长
14
2.双曲面齿轮啮合
特点: 两齿轮轴线不相交，交错 布置，小齿轮轴线距大齿 轮水平中心线有空间偏移 量 E（偏移距）
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15
2.双曲面齿轮啮合
特点:
螺旋角β1≠β2， β1＞
β2
β定义：齿轮齿宽中 点的切线和该中点与 齿轮中心（节锥顶点） 连线之间的夹角—螺 旋角
F1 cos1 F2 cos2
主动锥齿轮大，加工时刀盘刀顶距大，刀 具寿命长；
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20
双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：
存在沿齿高方向的侧向滑动，还有沿齿长 方向的纵向滑动，运转更平稳。
β双＞β螺，轮齿重合度大，传动更平稳， 齿轮弯曲强度提高。
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21
双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：
主动齿轮螺旋角β1大，不产生根切的最小 齿数可减少，有利于增大传动比。
（三）双级主减速器
传动形式： 一级圆柱、二 级螺旋或双曲 面齿轮
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30
（三）双级主减速器
布置形式：
纵向水平
垂向轮廓尺寸小 质心低，纵向尺寸大 用于长轴距汽车
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31
（三）双级主减速器
布置形式：
斜向
利于传动轴布置 提高桥壳刚度
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32
（三）双级主减速器
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34
（三）双级主减速器
第一级用斜齿圆柱齿轮，第二级用锥齿 轮（传动方案三）时，i01应取小，可减 小第二级轴向力，齿轮啮合受破坏程度↓， 轴承受力小↓，寿命↑；
i01如果取小， i02一定要取大些；一般 i01=1.7~2.5
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驱动桥壳
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2
§5-1 概述
三、设计要求: 1.工作平稳，噪声低 2.外形尺寸小，最小离地间隙大 3.力求质量小，特别是簧下质量 4.主减速比保证动力性和经济性
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3
三、设计要求:
5.在各种转速和载荷下的传动效率高 6.桥壳有足够的强度和刚度 7.结构简单，加工工艺性好，制造容易，
i0和D1相同时，双曲面从动齿轮 D2小，离地间隙大
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18
双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：
有偏移距E，利于布置多桥贯通， 多用于多轴驱动汽车上，传动系结 构可以简化；
在寿命相同的情况下，双曲面齿轮 尺寸可以小，最小离地间隙大；
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19
双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：
传动效率低0.96，低于螺旋齿轮0.99 ，高 于蜗轮蜗杆；
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12
1.一对螺旋圆锥齿轮
优点： 同时啮合齿数多，寿命长，制造简 单，质量小
缺点： 有轴向力、且方向不定，应避 免方向指向锥顶；
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13
1.一对螺旋圆锥齿轮
缺点：
对啮合精度敏感，若锥顶不重 合，使接触应力↑，弯曲应力↑， 噪声↑，寿命↓；
要求制造、装配精度高。
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布置形式：
垂向
纵向尺寸小，万向传动轴夹 角小
适用于短轴距贯通式驱动桥 垂向尺寸大，降低了桥壳刚
度
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（三）双级主减速器
双级主减速器的分配问题：i0=i01 • i02
从提高强度减轻质量，使结构尽可能紧 凑等方面考虑，要求i01尽可能小，则第 一级减速器以前的零件受力小；
从装配的方便性考虑，要求i02取大些；
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7
一、断开式驱动桥特点：
优点：
两半轴相互独立， 抗侧滑能力强
可使独立悬架导向 机构设计合理，提 高操纵稳定性
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8
一、断开式驱动桥特点：
缺点：结构复杂，成本高 用途：多用于轻、小型越野车和轿车
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9
二、非断开式驱动桥特点：
优点：结构简单，成本低，制造工艺性 好，维修和调整易行，工作可靠
缺点：断开式优点 用途：广泛用于载货汽车、客车、多数 越野车、部分轿车上
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10
§5-3 主减速器设计
一、主减速器结构方案分析：
（一）减速传动方案 1.螺旋锥齿轮传动 2.双曲面齿轮传动
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11
§5-3 主减速器设计
一、主减速器结构方案分析：
（一）减速传动方案 3.圆柱齿轮传动 4.蜗轮蜗杆传动
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16
双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：
传动比（双曲面i0S、螺旋i0l ）：
i0l
F1r2 F2r1
r2 r1
i0s
F1r2 F2r1
r2cos1 r1cos2
尺寸相同时， i0S＞i0l ；
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17
双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：
i0和D2相同时，双曲面主动齿轮 D1大，轮齿强度高，支承强度 高
调整、拆装方便 8.与悬架导向机构、转向运动机构协调
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4
§5-2 驱动桥的结构方案分析
分类：
非断开式（整体式）—用于非独立悬架 断开式—用于独立悬架
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5
一、断开式驱动桥特点：
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6
一、断开式驱动桥特点：
优点：
可以增加最小离 地间隙
减少部分簧下质 量，减少车轮和 车桥上的动载
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24
ຫໍສະໝຸດ Baidu
4.蜗轮蜗杆传动
缺点： η＜0.96 齿圈要求用高质量锡 青铜制造，成本高。
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25
（二）单级主减速器
优点：
结构最简单、质量小、制 造容易、拆装简便
缺点：
只能用于转矩传递小扭矩 的发动机
只能用于主传动比较小的 车上，i0 < 7
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26
（三）双级主减速器
特点：
尺寸大，质量大，成本 高
与单级相比，同样传动 比，可以增大离地间隙
用于中重型货车、越野 车、大型客车
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27
（三）双级主减速器
传动形式： 一级螺旋齿轮 或双曲面齿轮、 二级圆柱齿轮
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（三）双级主减速器
传动形式： 一级行星齿轮、 二级螺旋或双 曲面齿轮
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第一节 概述 第二节 驱动桥的结构方案分析 第三节 主减速器设计 第四节 差速器设计 第五节 车轮传动装置设计 第六节 桥壳设计 第七节 驱动桥的结构元件
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1
§5-1 概述
一、驱动桥功用:
增大由传动轴传来的转矩，并将动力 合理的传给车轮。
二、组成：
主减速器
差速器
车轮传动装置
主动齿轮直径D1和螺旋角β1大，相啮合的 轮齿当量曲率半径大，因此齿面接触强度 高。
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22
3.斜齿圆柱齿轮传动
特点： 用于发动机横置前置前驱 轿车驱动桥（传动器）
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23
4.蜗轮蜗杆传动
优点： i0大，轮廓尺寸不大，质量不 重， i0＝6～14 工作平稳，噪声低 用于多轴驱动汽车，传动系结 构简单 传递载荷大，寿命长
14
2.双曲面齿轮啮合
特点: 两齿轮轴线不相交，交错 布置，小齿轮轴线距大齿 轮水平中心线有空间偏移 量 E（偏移距）
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2.双曲面齿轮啮合
特点:
螺旋角β1≠β2， β1＞
β2
β定义：齿轮齿宽中 点的切线和该中点与 齿轮中心（节锥顶点） 连线之间的夹角—螺 旋角
F1 cos1 F2 cos2
主动锥齿轮大，加工时刀盘刀顶距大，刀 具寿命长；
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20
双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：
存在沿齿高方向的侧向滑动，还有沿齿长 方向的纵向滑动，运转更平稳。
β双＞β螺，轮齿重合度大，传动更平稳， 齿轮弯曲强度提高。
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21
双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：
主动齿轮螺旋角β1大，不产生根切的最小 齿数可减少，有利于增大传动比。
（三）双级主减速器
传动形式： 一级圆柱、二 级螺旋或双曲 面齿轮
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30
（三）双级主减速器
布置形式：
纵向水平
垂向轮廓尺寸小 质心低，纵向尺寸大 用于长轴距汽车
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（三）双级主减速器
布置形式：
斜向
利于传动轴布置 提高桥壳刚度
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（三）双级主减速器
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34
（三）双级主减速器
第一级用斜齿圆柱齿轮，第二级用锥齿 轮（传动方案三）时，i01应取小，可减 小第二级轴向力，齿轮啮合受破坏程度↓， 轴承受力小↓，寿命↑；
i01如果取小， i02一定要取大些；一般 i01=1.7~2.5
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驱动桥壳
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§5-1 概述
三、设计要求: 1.工作平稳，噪声低 2.外形尺寸小，最小离地间隙大 3.力求质量小，特别是簧下质量 4.主减速比保证动力性和经济性
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3
三、设计要求:
5.在各种转速和载荷下的传动效率高 6.桥壳有足够的强度和刚度 7.结构简单，加工工艺性好，制造容易，
i0和D1相同时，双曲面从动齿轮 D2小，离地间隙大
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双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：
有偏移距E，利于布置多桥贯通， 多用于多轴驱动汽车上，传动系结 构可以简化；
在寿命相同的情况下，双曲面齿轮 尺寸可以小，最小离地间隙大；
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双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：
传动效率低0.96，低于螺旋齿轮0.99 ，高 于蜗轮蜗杆；
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1.一对螺旋圆锥齿轮
优点： 同时啮合齿数多，寿命长，制造简 单，质量小
缺点： 有轴向力、且方向不定，应避 免方向指向锥顶；
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13
1.一对螺旋圆锥齿轮
缺点：
对啮合精度敏感，若锥顶不重 合，使接触应力↑，弯曲应力↑， 噪声↑，寿命↓；
要求制造、装配精度高。
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布置形式：
垂向
纵向尺寸小，万向传动轴夹 角小
适用于短轴距贯通式驱动桥 垂向尺寸大，降低了桥壳刚
度
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（三）双级主减速器
双级主减速器的分配问题：i0=i01 • i02
从提高强度减轻质量，使结构尽可能紧 凑等方面考虑，要求i01尽可能小，则第 一级减速器以前的零件受力小；
从装配的方便性考虑，要求i02取大些；
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一、断开式驱动桥特点：
优点：
两半轴相互独立， 抗侧滑能力强
可使独立悬架导向 机构设计合理，提 高操纵稳定性
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一、断开式驱动桥特点：
缺点：结构复杂，成本高 用途：多用于轻、小型越野车和轿车
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二、非断开式驱动桥特点：
优点：结构简单，成本低，制造工艺性 好，维修和调整易行，工作可靠
缺点：断开式优点 用途：广泛用于载货汽车、客车、多数 越野车、部分轿车上
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§5-3 主减速器设计
一、主减速器结构方案分析：
（一）减速传动方案 1.螺旋锥齿轮传动 2.双曲面齿轮传动
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§5-3 主减速器设计
一、主减速器结构方案分析：
（一）减速传动方案 3.圆柱齿轮传动 4.蜗轮蜗杆传动
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双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：
传动比（双曲面i0S、螺旋i0l ）：
i0l
F1r2 F2r1
r2 r1
i0s
F1r2 F2r1
r2cos1 r1cos2
尺寸相同时， i0S＞i0l ；
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17
双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：
i0和D2相同时，双曲面主动齿轮 D1大，轮齿强度高，支承强度 高
调整、拆装方便 8.与悬架导向机构、转向运动机构协调
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§5-2 驱动桥的结构方案分析
分类：
非断开式（整体式）—用于非独立悬架 断开式—用于独立悬架
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一、断开式驱动桥特点：
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一、断开式驱动桥特点：
优点：
可以增加最小离 地间隙
减少部分簧下质 量，减少车轮和 车桥上的动载
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
4.蜗轮蜗杆传动
缺点： η＜0.96 齿圈要求用高质量锡 青铜制造，成本高。
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（二）单级主减速器
优点：
结构最简单、质量小、制 造容易、拆装简便
缺点：
只能用于转矩传递小扭矩 的发动机
只能用于主传动比较小的 车上，i0 < 7
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（三）双级主减速器
特点：
尺寸大，质量大，成本 高
与单级相比，同样传动 比，可以增大离地间隙
用于中重型货车、越野 车、大型客车
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（三）双级主减速器
传动形式： 一级螺旋齿轮 或双曲面齿轮、 二级圆柱齿轮
精选ppt
28
（三）双级主减速器
传动形式： 一级行星齿轮、 二级螺旋或双 曲面齿轮
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