05汽车设计讲稿-第五章

第五章驱动桥

§5-1概述

一、功用：增扭降速、变方向传动力，承受力

二、组成：主减速器、差速器、车轮传动装置和桥壳

三、设计要求：

1、i0应保证良好的动力性，经济性

2、外形尺寸小→足够的最小离地间隙h min，满足通过性

3、工作平稳、噪声小

4、η高

5、强度、刚度足够，质轻→非簧载质量小（平顺性好，降低动载）

6、与悬架导向机构运动协调，转向驱动桥，还应与转向机构运动协调

7、结构简单，工艺性好，制造容易，维修调整方便

§5-2结构方案分析

型式选择：断开式：独立悬架

取决于悬架

非断开式：非独立悬架

1、断开式：左右驱动轮无刚性连接

提问：独立悬架和非独立悬架有何优缺点？

优：↓簧下质量，提高平顺性

↓车桥动载，↑寿命

↑最小离地间隙，↑通过性

使车轮与路面接触良好，↑抗侧滑

缺：结构复杂，成本高

用：越野车或乘用车

2、非断开式：左右驱动轮刚性连接

优：结构简单、成本低

可靠性较好

缺：非簧载质量大，平顺性差、h min低

用：商用车和部分乘用车

§5-3主减速器设计

一、结构型式

按齿轮类型，减速形式和支承分类

（一）齿轮类型

1、弧齿锥齿轮传动：（图5-4a）

特：两齿轮轴线交于一点

优：同时啮合的齿数多，

工作平稳,振动和噪声小

缺：对啮合精度很敏感，锥顶稍有不吻合，就使工作条件急剧变坏，磨损和噪声↑2、双曲面齿轮传动：（图5-4b）

1）特点：

A、两齿轮轴线交错，永不相交

B、有偏移距E

C 、螺旋角

a)螺旋角定义：锥齿轮节锥表面展开图上的齿形线任一点A 的切线与该点和节锥顶点连线之间的夹角。（图5-4b ）将螺旋角画在一张图上。

b)中点螺旋角：齿面宽中点处的螺旋角。通常螺旋角即指中点螺旋角。

c)螺旋角β1≠β2，且β1>β2,β1-β2=ε为偏移角

D 、主、从动齿轮圆周力F 1、F 2之比

∵啮合面上法向力相等21f f F F = ∴2211cos cos ββF F =2

121cos cos ββ=F F 圆周力比等于螺旋角余弦之比 E 、传动比

1

12212121221cos cos ββωωr r r r F F M M i os ==== （5-2） 式中：r 1、r 2分别为主、从动齿轮的平均分度圆半径 令12cos cos ββ=K ,则ol os Ki i =由于β1>β2，∴K>1，一般为1.25～1.50 弧齿锥齿轮传动比1

2r r i ol = 2）优点：与弧齿锥齿轮比

A 、尺寸相同时，双曲面齿轮传动比更大。

B 、如传动比一定，从动齿轮尺寸相同，双曲主动齿轮直径大，齿轮强度高，齿轮轴和轴承的刚度大

C 、如ol os i i =，主动齿轮尺寸相同，双曲从动齿轮直径小→↑离地间隙。

Δ其他优点：

D 、有沿齿长的纵向滑动，改善磨合，↑运转平稳性

E 、啮合齿数多，重合度大，↑传动平稳，↑w σ约30%

F 、双曲主动齿轮直径及螺旋角大，相啮合齿的当量曲率半径大，↓j σ

G 、双曲主动齿轮β1大，不产生根切的最小可少

H 、主动齿轮大，加工刀具寿命长

I 、布置：主动轴在从动齿轮中心水平面下方：↓万向节传动高度，↓车身高度，↓地板高。

主动轴在从动齿轮中心水平面上方：↑离地高度（贯通式驱动桥）

3）缺点

A 、纵向滑动使损失↑,η↓

B 、抗胶合能力低，要特种润滑油

4）应用：广泛，i>4.5且尺寸限制时，双曲

i<2，弧齿锥齿轮

2

3、圆柱齿轮传动（图5-4c ）：斜齿

用：前置前驱动，且发动机横置

双级主减速器驱动桥

轮边减速器

4、蜗轮蜗杆：（图5-4d ）

优：1）0i 大，但尺寸和质量不大

2）工作平稳无噪音

3）便于总体布置及贯通式

4）承载大，寿命长

5）结构简单，拆装方便，调整容易

缺：成本高，效率低

（二）减速型式：

分类：

1）单级

2）双级：整体式

分开式：第一级：中央减速器（驱动桥中部）

第二级，轮边减速器（轮边）

3）双速 4）贯通式：单级、双级 5）单、双级减速配轮边减速

1、单级主减速器：（图5-7）

优：1）结构简单

2）质量小

3）成本低，制造容易

4）拆装维修方便

缺：只用转矩不大处（转矩↑→模数↑→尺寸↑→↓h min ）

主传动比0i 不能太大，0i ≤7（否则，如↑从动轮直径→↓离地间隙，↓主动轮直径→根切） 用：乘，m a 较小的商

2、双级主减速器：（图5-8）

优：离地间隙一定时，可得到大的传动比

缺：尺寸、质量、成本大

用：m a 较大的商（中重货，大客，越野）

1）整体式

A 、结构方案：

图5-9a 第一级：螺旋锥（或双曲面齿轮）；第二级圆柱齿轮

图5-9b 第一级：行星齿轮；第二级：螺旋锥（或双曲面齿轮）

图5-9c 第一级：圆柱；第二级：螺旋锥（或双曲面）

B 、锥-柱式的布置方案

图5-9d 纵向水平布置可降低质心高度，但使驱动桥纵向尺寸加大；用于长轴汽车可稍减传

动轴长度，用于短轴汽车会增大万向节的夹角，（∵轴距一定）。

图5-9f 垂向布置使驱动桥纵向尺寸减小，可减小传动轴夹角；但∵主减速器壳固定在桥壳

上方，∴增大垂向尺寸，且↓桥壳刚度→对齿轮工作不利。适用于贯通式驱动桥

图5-9e 倾斜布置则对传动轴布置和提高桥壳刚度有利