汽车设计第五章驱动桥设计ppt课件

1、第五章 驱动桥设计第一节 概述第二节 驱动桥构造方案分析第三节 主减速器设计第四节 差速器设计第五节 车轮传动安装设计第六节 驱动桥壳设计第七节 驱动桥的构造元件第一节 概述一、设计要求所选i0应保证汽车有最正确的动力性和燃料经济性外形尺寸小，保证hmin任务平稳，噪声小质量小传动效率高桥壳该当有足够的刚度和强度，保证齿轮正确啮合，并接受和传送车轮与悬架之间的各种力与悬架导向机构运动协调，对转向驱动桥，还应与转向机构运动相协调构造简单，工艺性好，制造容易，拆装调整方便第一节 概述二、分类方式 非断开式 断开式 构造 简图 构造 特点 用刚性整体外壳衔接左右车轮 车轮传动安装为半轴 没有刚性整体

2、外壳 两侧驱动轮可以独立相对车架或车身作上下摆动 车轮传动安装为万向节传动 桥壳固定在车架身上 运用 非独立悬架 独立悬架 第二节 驱动桥构造方案分析断开和非断开式第三节 主减速器设计一、主减速器构造方案分析 1、分类第三节 主减速器设计一、主减速器构造方案分析 2、齿轮传动方案第三节 主减速器设计一、主减速器构造方案分析 3、双曲面齿轮1两齿轮轴线交错，永不相交。2小齿轮中心线偏移E。3 1 2；定义：齿轮齿宽中点的切线和中点与齿轮中心锥顶连线之间的夹角。4沿齿长方向有附加的纵向滑动VsVs对运用的影响：改善磨合过程，使运转平稳性加强；磨损加速，减小，抗胶合才干下降第三节 主减速器设计一、主

3、减速器构造方案分析 4、减速方式第三节 主减速器设计一、主减速器构造方案分析 4、减速方式双级主减速器的三种方案第三节 主减速器设计一、主减速器构造方案分析 4、减速方式第一级圆锥、第二级圆柱第三节 主减速器设计一、主减速器构造方案分析 5、单双级减速配轮边减速器第三节 主减速器设计二、主从动锥齿轮的支承方案 1、 自动锥齿轮的支承第三节 主减速器设计二、主从动锥齿轮的支承方案 2、 从动锥齿轮的支承轴承方式：圆锥滚子轴承轴承安装：大端朝内，缩短c+d,刚度。加强刚度的其他措施： 从动齿轮反面设置加强筋。 从动齿轮反面，主减速器壳体上布置支承销。 轴承有一定的予紧度。第三节 主减速器设计二、主

4、从动锥齿轮的支承方案 3、 齿轮允许的偏移量第三节 主减速器设计三、锥齿轮主要参数的选择 主从动锥齿轮齿数z1、z2为磨损均匀， z1、z2之间防止有公约数为得到理想的齿面重合度和高轮齿弯曲强度，主从动齿数和不少于40为啮合平稳、噪声小和具有高的疲劳强度，对于乘用车Z1不少于9，商用车不少于6对于不同的主传动比，Z1Z2运用适宜的搭配第三节 主减速器设计三、锥齿轮主要参数的选择 2. 从动齿轮大端分度圆直径D2和端面模数ms影响要素参数影响D2备注hmin 小 弯曲强度 大 见5-14式 跨置式支撑 大 第三节 主减速器设计三、锥齿轮主要参数的选择 2. 从动齿轮大端分度圆直径D2和端面模数m

5、s 初定D2 KD2-直径系数 13.015.3 Tc-计算转矩 Tc=minTce、Tcs 初选ms第三节 主减速器设计三、锥齿轮主要参数的选择 3. 主从动锥齿轮齿面宽b1和b2影响选取b值的要素：切削刀头顶面宽度和刀尖圆角：在D2或D1取定条件下，假设b值取大那么刀头顶面宽度窄，刀尖圆角小。带来下述两个问题： 刀具寿命； 齿根圆角半径减小，应力集中，影响轮齿强度b取大，影响装配空间缺乏b取大以后，由于安装位置误差、热处置变形等缘由，使载荷集中于小端小端过早损坏和疲劳损伤 b取小些，齿轮耐磨性，寿命第三节 主减速器设计三、锥齿轮主要参数的选择 3. 主从动锥齿轮齿面宽b1和b2初选b值 第

6、三节 主减速器设计三、锥齿轮主要参数的选择 4.双曲面齿轮副偏移距E影响要素原那么 负荷小可取大第三节 主减速器设计三、锥齿轮主要参数的选择 4.双曲面齿轮副偏移距E引荐第三节 主减速器设计三、锥齿轮主要参数的选择 4.双曲面齿轮副偏移距E偏移分类：上偏移、下偏移定义：从从动齿轮锥顶向齿面看过去，使自动齿轮在右侧，假设自动齿轮在从动齿轮中心线上方时，那么为上偏移，在从动齿轮中心线下方时为下偏移。上、下偏移时的共同点：下偏移时自动齿轮螺旋方向总是左旋，从动齿轮为右旋第三节 主减速器设计三、锥齿轮主要参数的选择 5.中点螺旋角影响要素第三节 主减速器设计三、锥齿轮主要参数的选择 5.中点螺旋角选取

7、原那么轿车的值选用大些的值,使之任务平稳,噪声低货车的值选小些,防止轴向力大引荐值 3540第三节 主减速器设计三、锥齿轮主要参数的选择 6.螺旋方向从锥齿轮锥顶看过去，看中心线上半部齿形倾斜方向，假设齿形从中心向右倾斜，称为右旋，向左倾斜称为左旋。一对啮合齿轮的螺旋方向相反螺旋方向与齿轮旋转方向二者合在一同影响轴向力方向。前进档位，应使自动齿轮的轴向力分开锥顶方向；4x2汽车，普通自动齿轮均为左旋，从动齿轮为右旋。第三节 主减速器设计三、锥齿轮主要参数的选择 7.法向压力角 影响要素第三节 主减速器设计三、锥齿轮主要参数的选择 7.法向压力角 引荐第三节 主减速器设计四、锥齿轮强度计算 1.

8、计算载荷第三节 主减速器设计四、锥齿轮强度计算 2.单位齿长圆周力p第三节 主减速器设计四、锥齿轮强度计算 3.齿轮强度第三节 主减速器设计五、锥齿轮轴承的载荷计算 锥齿轮齿面上作用力第三节 主减速器设计五、锥齿轮轴承的载荷计算 锥齿轮齿面上作用力轴向力和径向力第三节 主减速器设计五、锥齿轮轴承的载荷计算 锥齿轮齿面上作用力法向力Fr的分解过程第三节 主减速器设计五、锥齿轮轴承的载荷计算 锥齿轮齿面上作用力分解后各力求解公式径向力FrZ、轴向力FaZ第三节 主减速器设计五、锥齿轮轴承的载荷计算 锥齿轮齿面上作用力第三节 主减速器设计五、锥齿轮轴承的载荷计算 2. 锥齿轮轴承上的载荷知条件：齿轮

9、的尺寸；轴承在轴上的安装位置及尺寸；作用在齿轮上的力轴向力/径向力作用在程度面上；圆周力作用在垂直面上第三节 主减速器设计五、锥齿轮轴承的载荷计算 2. 锥齿轮轴承上的载荷求支点反力举例：第三节 主减速器设计六、锥齿轮的资料要求弯曲疲劳强度、接触疲劳强度、齿面硬度高耐磨芯部有适当韧性，抗冲击载荷才干锻造、切削加工、热处置性能良好，热处置后变形小，或变形规律易控制尽量少选含镍、铬元素的资料，应选含锰、钒、硼、钛、钼、硅等元素的合金钢典型资料20CrMnTi、20MnVB、20MnTiB、22CrNiMo、16SiMn2WMoV第三节 主减速器设计六、锥齿轮的资料渗碳合金钢优点：渗碳后，外表硬、耐

10、磨、抗压、芯部软，所以这种资料的弯曲强度、外表接触强度、接受冲击载荷的才干。切削加工、锻造性能好。渗碳合金钢缺陷：热处置费用高；芯部在大压力作用下能够有塑性变形；假设渗碳层与芯部含碳量相差过多，会发生硬化层剥落景象。其他问题：热处置后及精加工以后，外表镀铜、锡或作厚0.0050.020磷化处置,防止新齿轮胶合、咬死、擦伤、早期磨损.齿面喷丸处置. 可25%寿命。滑动速度高的齿轮进展渗硫处置,提高耐磨性能第四节 差速器设计一、差速器构造方式第四节 差速器设计二、普通锥齿轮差速器转矩分配1+2=20假设2=0 那么1=20； 假设0=0 那么1=-2由力矩平衡条件得：T1+T2=To ；假设慢转半

11、轴转矩为T2，那么 T2-T1=TrTr内磨檫力矩)第四节 差速器设计二、普通锥齿轮差速器2. 锁紧系数和转矩比差速器锁紧系数定义为 K=Tr/To第四节 差速器设计二、普通锥齿轮差速器3. 设计1主要参数选择行星齿轮数n：轿车2，货车4行星齿轮球面半径Rb Rb影响：锥齿轮节锥距的尺寸和其承载才干 第四节 差速器设计二、普通锥齿轮差速器3. 设计1主要参数选择行星齿轮和半轴齿轮齿数轮齿有足够大的强度,为此模数取大,结果在齿数不变的条件下,尺寸,质量；构造尺寸小、紧凑,保证能安装下,要求齿数Z1取少些；两半轴齿轮齿数和能被行星齿轮数整除,以保证能装配。Z1、Z2的选取范围: Z110，Z2=1

12、225 节锥角1、2、模数m：行星齿轮1=arctan(Z1/Z2)，半轴齿轮 2=arctan(Z2/Z1)锥齿轮大端端面模数m：第四节 差速器设计二、普通锥齿轮差速器3. 设计1主要参数选择行星齿轮和半轴齿轮齿数压力角行星齿轮轴直径d、支承长度L第四节 差速器设计二、普通锥齿轮差速器3. 设计2强度计算齿轮弯曲应力第四节 差速器设计三、摩擦片式差速器构造传送转矩第四节 差速器设计四、强迫锁止式差速器构造传送转矩第四节 差速器设计五、滑块凸轮式差速器构造传送转矩第四节 差速器设计六、蜗轮式差速器构造传送转矩第四节 差速器设计七、牙嵌式差速器构造传送转矩第四节 差速器设计八、轴间差速器构造第四

13、节 差速器设计九、粘性联轴器及其布置构造第五节 车轮传动安装设计一、半轴构造方式第五节 车轮传动安装设计二、半轴计算1全浮式半轴1计算载荷按车轮附着力矩确定： 2 ) 半轴改动切应力d半轴直径 500700MPa3半轴改动角L半轴长度G资料剪切弹性模量IP半轴断面极惯性矩 615 /米 第五节 车轮传动安装设计二、半轴计算2半浮式半轴1纵向力FX2最大和侧向力FY2为0 此时垂向力FZ2纵向力半轴弯曲应力和改动应力合成应力第五节 车轮传动安装设计二、半轴计算2半浮式半轴2侧向力FY2最大和纵向力FX2为0外轮与内轮上的垂直反力外轮与内轮上侧向力外轮半轴与内轮半轴的弯曲应力第五节 车轮传动安装设

14、计二、半轴计算2半浮式半轴3经过不平路面，垂向力最大和纵向力FX2为0此时垂直力最大值为半轴弯曲应力第五节 车轮传动安装设计二、半轴计算33/4浮式半轴与半浮式类似第五节 车轮传动安装设计三、半轴可靠性设计1. 可靠性计算2. 可靠性设计第五节 车轮传动安装设计四、半轴构造设计1. 全浮式半轴杆径按下式初步选取2. 要求半轴杆部直径应小于或等于半轴花键的底径，以便使半轴各部分根本到达等强度半轴破坏方式大多是改动疲劳损坏，在构造设计时应尽量增大各过渡部分的圆角半径当杆部较粗且外端凸缘较大时，可用两端花键衔接设计全浮式半轴杆部的强度贮藏应低于驱动桥其他传力零件的强度贮藏，“熔丝第六节 驱动桥壳设计

15、一、功用支承汽车质量支承由车轮传来的路面反力和反力矩，并经悬架传给车架或车身；是主减速器、差速器和半轴的装配基体二、设计要求1.有足够的强度、刚度2.质量小3.尺寸小,保证hmin4.构造工艺性好,本钱低5.密封好,防止泥水侵入,防止光滑油渗漏6.拆装方便第六节 驱动桥壳设计三、桥壳方案分析第六节 驱动桥壳设计四、强度计算受力分析第六节 驱动桥壳设计四、强度计算计算公式第七节 驱动桥的构造元件一、支承轴承的预紧预紧的目的：提高主减速器锥齿轮的支承刚度，改善齿轮啮合的平稳性；消除安装时出现的原始间隙,及磨合期该间隙的添加预紧大小的选择：预紧过大会出现轴承任务条件变坏、磨损严重、寿命；任务时轴承因

16、过热而损坏；传动效率降低等缺陷，因此过大的预紧力不可取；过小的预紧力又能够达不到上述预紧目的。适宜的予紧力应经过实验确定 第七节 驱动桥的构造元件一、支承轴承的预紧预紧方法第七节 驱动桥的构造元件一、支承轴承的预紧预紧方法自动锥齿轮利用改动两轴承内圈之间的套筒长度来实现预紧力变化利用改动调整垫片厚度方法实现预紧力变化上述两种方法调整任务量大，反复拆装多处，费事简一方法：在两轴承之间(内圈)装波形套筒第七节 驱动桥的构造元件一、支承轴承的预紧预紧方法自动锥齿轮波形套筒的特点套筒有波纹区,使之轴向有弹性,易产生轴向变形轴向载荷与变形之间特性如下图,即前部分呈线性变化,过流动点A后,变非线性,载荷再继续添加,变形变化不大.波形套筒的任务点选在A点以后的塑性变形区任务,可保证轴承予紧度坚持在要求的范围内. 第七节 驱动桥的构造元件一、支承轴承的预紧预紧方法从动锥齿轮利用锥轴承外侧调整螺母进展予紧力调整.预紧力丈