驱动桥设计

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5.中点螺旋角β的选择

影响：
（1）齿面重合度εF ，εF>1.25(1.5~2.0)
（2）轴向力
（3）轮齿强度Fra bibliotek中点螺旋角βm一般取值35o～40°
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6.螺旋方向
影响：轴向力方向
小端向左为左旋；向右为右旋，大小齿轮轮 齿方向相反

选择原则：

使汽车行驶时，主动锥齿轮所受的轴向力 远离锥顶； 一般，主动锥齿轮左旋，大齿轮右旋。
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4.双曲面齿轮副偏移距E的选择原则：

负荷小E可取大，反之则取小
E过大影响纵向滑动，过小不能发挥双曲面 齿轮的特点；主传动比越大，E越大
一般，轿车、轻型货车：E ≤0.2D2 中重型货车、大客车：E ≤（0.1～0.2）D2

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双曲面齿轮上下偏移的判断：
从大齿轮锥顶看去，使小齿轮在右侧，小齿轮 轴线在大齿轮轴线上侧为上偏移，下侧为下偏 移；如果小齿轮在左侧，则相反。
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（二）滑块凸轮式差速器 锁紧系数k可达0.4～0.5，半轴转矩比可达2.33～ 3.00，高摩擦自锁，结构紧凑但复杂，质量小，技 术要求高。
（三）蜗轮式差速器 锁紧系数k可达0.7～0.8，半轴转矩比可达5.67～9.00， 高摩擦自锁，磨损快寿命短，结构复杂，制造要求 高。
（四）牙嵌式自由轮差速器 半轴转矩比kb可变，工作可靠，寿命长，锁紧性能 稳定，制造加工也不复杂。

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断开式驱动桥 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：

最小离地间隙小

簧下质量大，车轮和车桥上的动载大 两半轴不相互独立，抗侧滑能力弱

操纵稳定性不好
用途：广泛用于载货汽车、客车、多数越野车、部分轿车上
D2影响： hmin、跨置式支承空间
D2 K D 2 TC
3
KD2为直径系数取13～15.3
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ms计算： 满足两个条件
ms D2 / z2
ms K m 3 TC
Km为模数系数取0.3～0.4
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3.齿面宽b和节锥距A
1 2 2 A ms Z1 Z 2 2
b2≤30%A2且b2≤10ms 小齿轮齿面宽b1比大齿轮齿面宽b2 大10％
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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。

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。 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。

用于中重型多桥驱动汽车


形式1：锥齿轮－圆柱齿轮
传动比大，结构尺寸大 从动锥齿轮支承刚度差 主动锥齿轮工艺性差
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形式2：圆柱齿轮－锥齿轮：结构紧凑，高度小
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5.单双级减速配轮边减速器

轮边减速器类型1：

圆柱行星齿轮式：


传动比大
可布置在轮毂内

用途：用于某些重型汽车、 矿山自卸车、大型公共汽 车、越野车
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
5
一、断开式驱动桥特点：

当采用独立悬架时，为保证运动协调， 驱动桥应为断开式。如图
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断开式驱动桥优 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

7

优点：

两半轴相互独立， 抗侧滑能力强 导向机构设计合理， 可提高操纵稳定性
齿圈要求用高质量锡青铜制造，成本高。
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（二）主减速器的形式
1.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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2.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
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
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
驱动桥壳
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7.法向压力角α
大压力角可以增加轮齿强度，减少齿数；但容易 使小齿轮齿顶变尖，降低齿轮端面重合系数。应 合理选用： 车型 轿车 货车 螺旋齿轮 14°30′或16° 20° 双曲面齿轮 19°或20° 20°
重型货车 22°30′
22°30′
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三、主减速器锥齿轮强度计算
（1）单位齿长圆周力：p=F/b (N/mm) F—作用在齿轮上的圆周力 b—从动齿轮宽度 按发动机最大扭矩计算（公式5-12）
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从动锥齿轮加强刚度的措施：
（1）将轴承预紧
（2）从动轴齿轮背面加辅助支承销
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（3）关于轴承的预紧
目的：
（1）加强刚度
（2）消除安装出现的轴向间隙及磨合期间隙增大 预紧力用摩擦力矩来衡量1～3N•m
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二、主减速器基本参数选择与计算载荷的确定
（一）主减速器齿轮计算载荷的确定 1.按发动机最大转矩Temax和最低档传动比ig1 确定从动锥齿轮的计算转矩
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11
§5-3 主减速器设计
一、主减速器结构方案分析 主减速器的结构形式主要是根据齿轮类型、减速形式的不 同而不同。主减速器的齿轮主要有螺旋齿轮、双曲面齿轮、 圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式。
（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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（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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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；
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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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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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种类2：
2）行星齿轮组：结 构紧凑，刚度和强 度大

用途：
单桥驱动重型汽车
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4.贯通式主减速器

单级贯通式主减速器：

用于吨位较小的多桥驱动汽车上

形式1：双曲面齿轮传动

结构受限，主动齿轮工艺性差 速比小
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形式2：蜗轮蜗杆传动

质量小 噪声低

传动比大
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双级贯通式主减速器：
选用原则：刚度大，寿命 长，调整方便，效率高， 能承受双向轴向力
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1.主动锥齿轮的支承
（2）跨置式：

优点：支承刚度大， 承载能力大； 缺点：空间紧张，加 工困难，多用于中、 重型车

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2.从动锥齿轮支承
轴承大端向里，以使 (c+d)↓ 要求(c+d)≥70 ％D2，c≈d，承载合 理，寿命接近
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三、普通锥齿轮式差速器设计 （一）参数选择 1.行星齿轮数目：小车2个，大车4个
2.行星齿轮球面半径：
Rb K b 3 Td
3.节锥距A0=(0.98~0.99)Rb
Kb=2.5~3.0
4.半轴齿轮齿数、行星轮齿数>10 半轴齿数：14～25
2 z半 z半 n(整数) 1.5 ~ 2.0 且 行星轮数 z星
用于中重型货车、越野 车、大型客车

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双级主减速器传 动形式1：

一级螺旋齿轮 或双曲面齿轮、 二级圆柱齿轮
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传动形式2：

一级行星齿轮、 二级螺旋或双 曲面齿轮
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传动形式3：

一级圆柱、二 级螺旋或双曲 面齿轮
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双级主减速器布置 形式：

纵向水平布置

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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布置形式2：

斜向布置

利于传动轴布置 提高桥壳刚度
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布置形式3：

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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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；
按轮胎最大附着力矩计算（公式5-13）
许用单位齿长的圆周力如表5-1，实际取值比表5-1 高20～25％。 （2）齿轮弯曲强度计算 （3）齿轮接触强度计算