05驱动桥设计ppt课件.ppt

1、哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系，第1、5章驱动轴设计，哈尔滨工业大学汽车工程系，第2章重点，驱动轴结构程序驱动轴的工作原理主减速器的设计计算驱动轴外壳的设计计算驱动轴外壳的设计计算车轮驱动装置的设计计算，哈尔滨工业大学汽车工程系车辆工程系，3，5.1概述，汽车的驱动轴位于驱动轴的末端。传动轴也要承受作用于路面和车架或车辆之间的垂直力、垂直力和侧向力。在典型的汽车结构中，驱动轴由主减速器、差速器、车轮驱动和驱动轴外壳(或梁)等组成。与哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系、4，5.2传动轴的结构、汽车传动轴结构及悬架密切相关。使用非独立悬架时，传动轴不能分离。如果使用独立弦杆装置，则驱动轴必

2、须是分离的，以确保运动调整。具有普通非分离传动轴摆动半轴的非分离传动轴分离传动轴，哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系，5，5.3主减速器设计，5.3.1主减速器的结构形式主减速器根据齿轮类型、减速形式和主、从动齿轮安装和支撑形式分类不同。根据主减速器的齿轮副数，有单级主减速器(一对齿轮副)、双级主减速器(两对齿轮副)，双级主减速器可分为整体和个别两种。1.单级主减速器单级主减速器通常具有一对锥齿轮(1)螺旋锥齿轮传动螺旋锥齿轮传动的特点，即主齿轮和从动齿轮齿轮的轴在一点上垂直相交。正锥齿轮能承受较大的载荷，运行平稳，噪音和振动小，螺旋锥齿轮对啮合精度非常敏感，齿轮副圆锥的啮合变得稍有偏差，导

3、致齿轮磨损加剧，噪音增加。哈尔滨工业大学汽车工程系车辆工程系，6，5.3主减速器设计，5.3.1主减速器的结构，(a)螺旋锥齿轮传动，(b)双面齿轮传动，(c)圆柱齿轮传动，(d)蜗杆传动，哈尔滨工业大学汽车工程系车辆工程系，(7，5.3主减速器)、哈尔滨工业大学汽车工程系汽车工程系，8，5.3主减速器设计，5.3.1主减速器的结构形式，(3)圆柱齿轮传动圆柱齿轮传动驱动器结构，位于发动机横杆上，向前驱动轿车传动轴，2级主减速器传动轴和轮侧减速器广泛使用，此时齿轮必须使用锥齿轮(4)蜗轮传动蜗轮传动结构的特点是，如果轮廓大小小，结构质量小，则可以获得较大的传动比(齿轮比可以大于7)。但是蜗轮驱

4、动器效率低，成本高。2.与双级最终驱动器一级最终驱动器相比，使用双级最终驱动器可以在地面间隙相同的情况下获得更大的传动比()；但是体积大，质量大，结构复杂，制造成本高，传输效率低。哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系，9，5.3主减速器设计，5.3.1主减速器的结构形式(1)整体式双级最终减速器，哈尔滨工业大学汽车工程系车辆工程系，10，5.3主减速器设计，5.3.1主减速器的结构贯通传动轴的结构如图所示，均采用两种结构方案。哈尔滨工业大学汽车工程系车辆工程系，11，5.3主减速器设计，5.3.1主减速器的结构形式(2)分离双级主减速器分离双级主减速器由中央主减速器和轮减速器组成。使用该主减速

5、器，传动轴的中心部分(中央最终传动部分)较小，大间隙。但是因为需要安装车轮减速器，所以结构复杂。车轮减速器有两种方案：a、行星齿轮减速器，其特点是在小型材尺寸条件下获得大传动比并将其放置在轮毂内。b、外部啮合圆柱齿轮减速器可以将桥壳从地面高度上脱落。哈尔滨工业大学汽车工程系，12，5.3主减速器设计，5.3.1主减速器的结构形式3。双级主减速器双级主减速器有两个齿轮。也就是说，有两个传动比，不使用二次变速器，与普通变速器配合，可以使齿轮翻倍。(1)圆柱齿轮组双级主减速器该结构大小和质量大，可得到的主传动相对大。(2)行星齿轮双级主减速器行星齿轮双级主减速器结构尺寸小，质量小。行星齿轮系统的基本

6、方程包括：哈尔滨工业大学汽车工程系车辆工程系、13，5.3主减速器设计、考虑5.3.2主减速器结构设计的几个主减速器锥齿轮的允许偏移量，如图所示，各偏移量在图标允许偏移量范围内，可以保证正常运行。哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系，14，5.3周减速器设计，5.3.2周减速器结构设计考虑因素1。主减速器齿轮支撑(1)主动锥齿轮支撑形式，悬臂支撑交叉支撑交叉支撑，哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系，15，5.3主减速器设计，5.3.2主减速器结构设计的几点考虑，(2)哈尔滨工业大学汽车工程系车辆工程系，16，5.3主减速器设计但是预紧力也不能太大，为了克服这个矛盾，出现了波套。哈尔滨工业大学

7、汽车工程学院车辆工程系，17，5.3周减速器设计，5.3.2周减速器结构设计的几点考虑2。锥齿轮啮合调整轴承预紧力调整后，必须进行锥齿轮啮合调整，以确保齿轮副啮合压印正常，齿轮对侧齿面间距在适当范围内(通常为0.1-0.35mm)。3.对于润滑弧齿锥齿轮主减速器，可以填充普通齿轮油。但是，对于双曲面齿轮主减速器，必须填充双曲面齿轮油。为了确保差动齿轮和滑动面的润滑，必须在差动外壳上开一个孔，以便润滑油进入。哈尔滨工业大学汽车工程系车辆工程系，18，5.3主减速器设计，5.3.3汽车主减速器锥齿轮设计汽车主减速器锥齿轮齿法主要有格里森齿法和奥列康齿法。哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系，19，

8、5.3主减速器设计，5.3.3汽车主减速器锥齿轮设计格里森锥齿轮主要参数选择和设计计算方法。确定主减速器齿轮的计算载荷主减速器锥齿轮的计算载荷是转矩，有三种确定方法。(1)从动锥齿轮计算扭矩取决于引擎最大扭矩和最小齿轮比，哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系，20，5.3主减速器设计，5.3.3汽车主减速器锥齿轮设计，5 . 3 . 3汽车主减速器锥齿轮计算扭矩，3)汽车每日行驶平均(等效)扭矩确定从动锥齿轮计算扭矩主减速器齿轮主要参数选择(1)主动和联动锥齿轮齿数和、哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系、21，5.3主减速器设计、5.3.3汽车主减速器锥齿轮设计(2)联动锥齿轮大端分度圆直径

9、和端部模块(3)主、主5.3.3汽车主减速器锥齿轮设计(5)中点螺旋角、哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系、23、5.3主减速器设计、5.3.3汽车主减速器锥齿轮设计(6)螺旋方向(7)垂直压力角大，可以提高齿强度，减少避免根切的最小齿数。 但是，对于较小的齿轮，较大的压力角度会使齿和刀尖宽度变得太小，且齿轮端部匹配系数容易减小。哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系，24，5.3主减速器设计，5.3.3汽车主减速器锥齿轮设计3。进行主减速器锥齿轮强度计算强度校核，确保锥齿轮具有足够的强度和寿命，安全可靠地工作。齿的损坏形式有多种，包括常见的齿断裂(主要是弯曲疲劳破坏和过载破坏)、齿面点侵蚀和

10、剥落、齿面粘合、齿面磨损等。介绍格里森斜齿轮的强度计算方法的三种。(1)单元齿的周向力主减速器齿轮的表面耐磨性一般有两种计算方法：哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系、25，5.3主减速器设计、5.3.3汽车主减速器锥齿轮设计原力。a，按引擎最大转矩(Nm)计算。b，通过轮胎最大附着力矩计算。哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系，26，5.3主减速器设计，5.3.3汽车主减速器锥齿轮设计，(2)计算齿弯曲强度弧齿锥齿轮和双面齿轮齿(包括驱动齿轮和驱动齿轮)弯曲应力的统一表达式，(3)齿轮接触强度计算锥齿轮和双面齿轮齿的齿面接触应力，(哈尔滨)比较齿轮材料和驱动系统中的其他齿轮时，主减速器锥齿轮

11、的载荷大，工作时间长，变化大，冲击大，工作条件更差。因此，驱动轴齿轮材料必须(1)具有弯曲疲劳强度和表面接触疲劳强度高、齿侧硬度高(确保耐磨性)。(2)齿轮核心必须具有适当的韧性，以适应冲击载荷。防止在冲击负载下发生布线中断。(3)钢锻件性能好，切削性能好，热处理性能好。热处理变形很小，或者容易控制变形规律。(4)选择齿轮材料要适合我国的情况。为确定哈尔滨工业大学汽车工程系车辆工程系、28，5.3主减速器设计、5.3.4主减速器锥齿轮轴承的载荷轴承的载荷，必须首先分析啮合中锥齿轮的齿面作用力。1.锥齿轮齿面(1)齿面宽度中点处的圆周力表面齿轮副的圆周力，哈尔滨工业大学汽车工程系，29，5.3主

12、减速器锥齿轮轴承的载荷，5.3.4主减速器锥齿轮的轴向力和径向力，哈尔滨工业大学汽车工程系，30，5.3主减速器设计，30。锥齿轮轴承的载荷，哈尔滨工业大学汽车工程系，31，5.4差速器设计，5.4.1差速器结构，在汽车传动轴左右车轮之间设有差速器，扭矩可以分配到左右车轮，并以不同速度旋转，防止地面车轮打滑，改善轮胎磨损和机动性，降低功耗。对称锥齿轮差速器(1)普通(对称)锥齿轮差速器组差速器箱角速度，两个半轴角速度，哈尔滨工业大学汽车工程系车辆工程系，32，5.4差速器设计，5.4.1差速器结构形式，(2)摩擦片差速器驱动差动锥齿轮轴时的轮轴推力衍生：哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系，3

13、3，5.4差速器设计，5.4.1差速器结构形式，(3)强制锁差速器强制锁差速器最初是普通锥齿轮差速器上的差速器，哈尔滨工业大学汽车工程系车辆工程系，34，5.4差速器设计，5.4 .差动齿轮主要参数选择(1)如果差动齿轮行星齿轮承载不大，则首选2，否则选择4。普通轿车2；商用车和SUV必须带4。(2)行星齿轮背面的球面半径行星齿轮背面的球面半径反映了锥齿轮节距的大小和支承力，哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系，35，5.4差动设计，5.4.2普通锥齿轮差动齿轮设计，(3)锥齿轮节距，以及锥齿轮大端系数(5)压力角目前大部分一些中型商用汽车和矿山用汽车使用了25压力角，提高了齿轮强度。、哈尔滨

14、工业大学汽车工程学院车辆工程系，36，5.4差动设计，5.4.2普通锥齿轮差动齿轮设计(6)行星齿轮轴直径和支承长度在行星齿轮轴上的支承长度通常是光圈的1.1倍。2.差动齿轮强度计算仅在汽车设计中进行齿弯曲强度计算。弯曲应力取决于、哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系、37，5.4差速器设计、5.4.3多桥驱动汽车的车轴之间的差动多桥驱动车辆，在行驶过程中，每个驱动轴的车轮取决于车轮行程或滚动半径的差异，前后驱动轮以相同的角速度旋转，在前后驱动轮运动学中不调整。哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系，38，5.4差速器设计，5.4.4粘性联轴器1。粘性耦合结构和工作原理2。在车上放置斯蒂基耦合，

15、哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系，39，5.5车轮驱动设计，5.5.1半轴结构半轴沿车轮末端施加的力情况可以分为3种。也就是说，半浮点、3/4浮点和完全浮点1。半浮半轴特征是在道路上施加给车轮的反作用力所产生的所有力，以及这个半轴结构更简单，但半轴负载更大。(a)半浮半轴(b)3/4浮半轴(c)全浮半轴，哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系，40，5.5轮驱动设计，5.5.1半轴结构形式2.3/4浮半轴通过轴承底座支撑在半轴衬套上的轴承，这些半轴3.套头半轴轮毂通过一对锥形轴承支撑在半轴套筒上。理论上，此时半轴只接受扭矩，不接受其他包装反力。5.5.2半轴强度计算1。整个浮体半轴的扭转应力和转角、哈尔滨工业大学汽车工程学院车辆工程系，41，5.5车轮驱动设计，5.5.2半轴强度计算2。半浮半轴的强度计算(1)法向力(牵引力或制动力)最大，横向力，此时面对轮子的法向半轴弯曲应力和扭应力分别是(2)侧向力的最大，法向力，此条件意味着侧向滑动。此时，内外车轮的总横向力为。外轮的垂直反作用力和内轮的垂直反作用力分别是，哈尔滨工业大学车辆工程系，42，5.5车轮驱动装置设计，5.5.2半轴强度计算内部，外轮的横向力是内部，外轮半轴的弯曲应力是(3)汽车不均匀的5.5.3半