drive_axle_design.ppt

1、驱动桥设计,驱动桥的基本要求,适当的减速比保证最佳的动力性和燃油经济性 尺寸小大的离地间隙通过性要求 工作平稳、噪声小 足够的强度和刚度 小的质量、尤其是簧下质量，提高平顺性 与悬架导向机构、转向机构运动协调 结构简单，工艺性好，制造容易，维修、调整方便,主减速器的发展趋势,汽车高速行使 大功率、轻量化发动机 道路条件的改善 减小主减速器，以适应高速行使,驱动桥分类,断开式 非断开式,断开式驱动桥优势,断开式驱动桥能够显著减少簧下质量 改善行驶平顺性、提高速度 减小汽车行使时作用于车桥和车轮的动载荷 提高零部件使用寿命 增加了离地间隙 与独立悬架导向机构配合，可以增强了抗侧滑能力 增加转向不足

2、小于，提高行驶性和操纵性,驱动桥形式的选择,乘用车和部分越野车使用断开式驱动桥 各种商用车和部分乘用车使用整体式驱动桥 质量较大的商用车多采用多桥驱动的情况，各驱动桥采用贯通式布置,弧齿锥齿轮传动,弧齿锥齿轮传动特点,主、从动齿轮轴线交于一点 工作平稳、振动和噪音小 对精度敏感 锥顶不吻合工作条件急剧变坏磨损、噪音加大,双曲面齿轮特点,存在偏距 存在偏移角大齿轮螺旋角小于小齿轮螺旋角,螺旋角的定义,双曲面齿轮传动特点,尺寸相同时，更大的传动比 传动比和从动齿轮尺寸相同时，主动轮有 更大的直径 较高的轮齿强度 更好的齿轮轴和轴承刚度,双曲面齿轮传动特点,更大的离地间隙 偏距的存在 齿高、齿长方向

3、均有滑动，改善磨合过程更平稳 主动齿轮螺旋角大，啮合齿多，传动平稳并提高强度 主动齿轮直径和螺旋角大，当量曲率半径更大，降低接触应力,双曲面齿轮传动特点,主动齿轮不产生根切的最小齿数减少有利于增加传动比 主动齿轮较大，刀盘刀顶距大切削刃寿命长 有利于实现汽车的总体布置,双曲面齿轮传动缺点,沿齿长方向的纵向滑动，导致摩擦损失 面间压力和摩擦功大油膜破坏、齿面烧结咬死抗胶合能力低 需要专用的双曲面润滑油 油膜强度好 防止刮伤添加剂,选择方案,主减速比大于4.5而轮廓尺寸有限时，使用双曲面齿轮传动 传动比低于2.0时候，使用弧齿锥齿轮，避免主动齿轮过大提供差速器利用空间 中等传动比，二者均可使用,圆

4、柱齿轮传动应用,发动机横置前置前驱车 双级主减速器 轮边减速器,蜗杆传动优点,轮廓尺寸小，质量小 较大传动比 工作非常平稳、无噪音 便于总体布置及贯通式多桥驱动布置 可传递大载荷 使用寿命长 结构简单 拆装方便，调整容易,蜗杆传动缺点,涡轮齿圈要使用有色金属合金制造，成本高 传动效率低,蜗杆传动应用,批量不大、重量较大的多桥驱动车辆上 高速发动机客车上,主减速器的减速形式,分开式双级减速器,驱动桥中央部分尺寸小 依靠轮边减速器进一步减速,双速主减速器,圆柱齿轮式 行星齿轮式,行星齿轮式双速主减速器,太阳轮 齿圈 行星齿轮架 行星齿轮 接合轮,贯通式主减速器,单级贯通式主减速器 双级贯通式主减速

5、器,单级贯通式主减速器特点,结构简单 质量小 尺寸紧凑 可以使用中、后桥的大部分零件尤其是桥壳、半轴等主要零部件具有互换性,双曲面齿轮式贯通主减速器应用,结构受到主动齿轮的最小齿数、偏距大小的限制 主动齿轮工艺性差 最大传动比仅为5左右 主要用于质量较小的汽车 对于质量较大的汽车，需要轮边减速器配合,蜗轮式贯通主减速器应用,结构质量较小 较大传动比 适用于各种吨位的多桥驱动汽车的贯通式驱动桥设计 工作平滑、无声 适于总布置 蜗杆下置方案客车贯通式驱动桥降低地板高度,双级贯通式主减速器,用于总质量比较大的多桥驱动汽车,锥齿轮圆柱齿轮双级贯通式主减速器,可以得到较大传动比 高度尺寸大 主动锥齿轮工

6、艺性差 从动锥齿轮采用悬臂布置，支撑刚度差 拆装不便,主、从动齿轮的支撑方案,主动锥齿轮的支撑 从动锥齿轮的支撑,主动锥齿轮的支撑,悬臂式支撑 跨置式支撑,圆柱齿轮锥齿轮双级贯通式主减速器,第一级圆柱齿轮副有利于贯通布置，兼具减速作用 需要确定锥齿轮的旋转方向使主从锥齿轮有互斥的轴向力 结构紧凑 有利于降低质心高度 有利于降低地板高度,主减速器基本参数的选择与计算载荷的确定,主减速器齿轮计算载荷的确定 锥齿轮主要参数的选择,主减速器齿轮计算载荷的确定（格利森制主动锥齿轮）,锥齿轮主要参数的选择,主、从动锥齿轮齿数 从动锥齿轮大端分度圆直径，模数 主、从动锥齿轮齿面宽度 双曲面齿轮副的偏移距离

7、中点螺旋角 法向压力角,主、从动锥齿轮齿数,避免公约数磨合均匀 齿数和不少于40 对于乘用车，主动轮齿数不小于9 对于商用车，主动轮齿数不小于6 主传动比较大时，尽量选用小的主动轮齿数，以保证离地间隙 对于不同传动比，主、从动齿轮齿数应有是一搭配,大端分度圆直径和模数,大端分度圆直径 大驱动桥壳高度和离地间隙大 小影响跨置式轴承的安装空间和差速器的安装 根据经验公式初选大端分度圆半径 齿轮的端面模数由大端分度圆直径和齿数相除得到,主、从动齿轮的齿面宽,概念 节锥距,中点螺旋角,螺旋方向,主、从动齿轮螺旋方向相反 前进档时 主从动齿轮的轴向力背离锥顶方向 有分离倾向 防止卡死,法向压力角,小负荷

8、的齿轮，采用小的压力角 乘用车为1430或者16 商用车为20或者2030 对于双曲面齿轮 从动齿轮轮齿两侧的压力角的相同的 主动轮两侧的压力角不同 平均压力角 乘用车19或者20 商用车 20或者2030,主减速器齿轮强度的计算,轮齿的主要破坏形式 弯曲疲劳折断 过载折断 齿面点蚀及剥落 齿面胶合 齿面磨损 ,差速器(differential)的基本功能,在左右轴之间分配转矩 保证两输出轴可以以不同角速度转动,差速器的基本分类,齿轮式 凸轮式 蜗轮式 牙嵌自由轮式,对称锥齿轮式差速器特点,锁紧系数为0.050.15 两个半轴转矩比1.11.35左右轮转矩差别不大 无法发挥潜在牵引力,摩擦片式

9、差速器,差速器壳体 摩擦片 压盘 V形面 行星齿轮轴 行星齿轮 半轴齿轮,摩擦片式差速器特点,锁紧系数可达0.6 转矩比可达4 结构简单 工作平稳 明显提高汽车的通过性,强制锁止式差速器,附着力提高 可以充分利用原差速器结构 结构简单 操作方便,滑块凸轮式差速器,半轴转矩比可达2.336.33 结构紧凑 质量小 结构复杂 工艺要求高 材料、加工、热处理、化学处理,蜗轮式差速器特点,转矩比可达5.679.00 锁紧系数为0.70.8 磨损快、寿命短 结构复杂、精度高,牙嵌式自由轮差速器,半轴转矩比可变，最大可为无穷大 工作可靠 寿命长 锁紧性能稳定 制造加工不复杂,普通锥齿轮差速器的设计,差速器主要参数选择 差速器齿轮强度计算,粘性联轴器特点,高速差时传递扭矩 对于某些车辆，可以替代轴间差速器 可靠性差 传递扭矩较小 主要用于乘用车,全浮式半轴,根据车轮附着力矩进行计算 计算 扭转切应力 扭转角,半浮式半轴,三种工况 纵向力最大、侧向力为0 半轴弯曲应力 扭转切应力 侧向力最大、纵向力为0 外轮半轴弯曲应力 内轮半轴弯曲应力