(精品)驱动桥设计

单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,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,2,5-1,概述,三、设计要求,:,1.,工作平稳，噪声低,2.,外形尺寸小，最小离地间隙大,3.,力求质量小，特别是簧下质量,4.,主减速比保证动力性和经济性,3,三、设计要求,:,5.,在各种转速和载荷下的传动效率高,6.,桥壳有足够的强度和刚度,7.,结构简单，加工工艺性好，制造容易，调整、拆装方便,8.,与悬架导向机构、转向运动机构协调,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：,6,一、断开式驱动桥特点：,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,7,一、断开式驱动桥特点：,优点：,两半轴相互独立，抗侧滑能力强,可使独立悬架导向机构设计合理，提高操纵稳定性,8,一、断开式驱动桥特点：,缺点：结构复杂，成本高,用途：多用于轻、小型越野车和轿车,9,二、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：断开式优点,用途：广泛用于载货汽车、客车、多数越野车、部分轿车上,10,5-3,主减速器设计,一、主减速器结构方案分析：,（一）减速传动方案,1.,螺旋锥齿轮传动,2.,双曲面齿轮传动,11,5-3,主减速器设计,一、主减速器结构方案分析：,（一）减速传动方案,3.,圆柱齿轮传动,4.,蜗轮蜗杆传动,12,1.,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，应避免方向指向锥顶；,13,1.,一对螺旋圆锥齿轮,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。,14,2.,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）,15,2.,双曲面齿轮啮合,特点,:,螺旋角,12,，,1,2,定义：齿轮齿宽中点的切线和该中点与齿轮中心（节锥顶点）连线之间的夹角,螺旋角,16,双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：,传动比（双曲面,i,0S,、,螺旋,i,0l,）：,尺寸相同时，,i,0S,i,0l,；,17,双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：,i,0,和,D,2,相同时，双曲面主动齿轮,D,1,大，轮齿强度高，支承强度高,i,0,和,D,1,相同时，双曲面从动齿轮,D,2,小，离地间隙大,18,双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：,有偏移距,E,，,利于布置多桥贯通，多用于多轴驱动汽车上，传动系结构可以简化；,在寿命相同的情况下，双曲面齿轮尺寸可以小，最小离地间隙大；,19,双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：,传动效率低,0.96,，低于螺旋齿轮,0.99,，高于蜗轮蜗杆；,主动锥齿轮大，加工时刀盘刀顶距大，刀具寿命长；,20,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。,双,螺,，轮齿重合度大，传动更平稳，齿轮弯曲强度提高。,21,双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：,主动齿轮螺旋角,1,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,D,1,和螺旋角,1,大，相啮合的轮齿当量曲率半径大，因此齿面接触强度高。,22,3.,斜齿圆柱齿轮传动,特点：,用于发动机横置前置前驱轿车驱动桥（传动器）,23,4.,蜗轮蜗杆传动,优点：,i,0,大，轮廓尺寸不大，质量不重，,i,0,6,14,工作平稳，噪声低,用于多轴驱动汽车，传动系结构简单,传递载荷大，寿命长,24,4.,蜗轮蜗杆传动,缺点：,0.96,齿圈要求用高质量锡青铜制造，成本高。,25,（二）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：,只能用于转矩传递小扭矩的发动机,只能用于主传动比较小的车上，,i,0,1.25(1.52.0),（,2,）,轴向力,（,3,）轮齿强度,中点螺旋角,m,一般取值,35,40,58,三、锥齿轮主要参数的确定,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,59,三、锥齿轮主要参数的确定,6.,螺旋方向,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。,60,三、锥齿轮主要参数的确定,7.,法向压力角,大压力角可以增加轮齿强度，减少齿数；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,螺旋齿轮,双曲面齿轮,轿车,1430,或,16,19,或,20,货车,20,20,重型货车,2230,2230,61,三、锥齿轮主要参数的确定,8.,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,5-11,）,按轮胎最大附着力矩计算（公式,5-12,）,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,。,62,三、锥齿轮主要参数的确定,8.,强度计算,（,2,）齿轮弯曲强度计算,（,3,）齿轮接触强度计算,（,4,）材料要求：,弯曲疲劳强度、接触疲劳强度高，耐磨,芯部有一定的韧性,锻造性能、切削性能和热处理性能良好,少用我国比较缺少的金属材料,63,四、主减速器锥齿轮强度计算,（一）计算载荷的确定,1.T,emax,和,i,g1,确定（,P114,）,T,emax,最大使用转矩,=80,90,最大转矩,64,（一）计算载荷的确定,2.,按驱动轮打滑扭矩确定,T,GS,65,（一）计算载荷的确定,3.,按日常行驶平均转矩确定,T,GF,66,（二）齿轮上的作用力,1.,圆周力,F=2T/D,m2,T,从动轮上的转矩,D,m2,从动轮齿宽中点处的分度圆直径,四、主减速器锥齿轮强度计算,67,2.,锥齿轮上的轴向力和径向力,（三）轴承载荷,四、主减速器锥齿轮强度计算,68,差速器锁紧系数,k=0.05,0.15,慢、快半轴的转矩比,kb=1.111.35,5-4,差速器设计,一、差速器的功用,二、对称锥齿轮差速器,1.,普通锥齿轮式差速器,（图,5-19,）,：,69,70,2.,摩擦片式差速器（图,5-20,）：,锁紧系数,k,可达,0.6,，半轴转矩比可达,4,，结构简单，工作平稳，可明显提高通过性,3.,强制锁止式差速器：,当两侧车轮所处地面附着系数差异较大时，可以强制锁住差速器与半轴，提高通过性，多用于重型车,71,（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,72,（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，制造加工不复杂,73,三、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：,K,b,=2.52.97,3.,节锥距,A0=(0.980.99)Rb,4.,半轴齿轮齿数、行星轮齿数,10,半轴齿数：,14,25,74,5.,节锥角,6.,大端模数,行星齿轮,半轴齿轮,7.,压力角,:,一般取,2230,75,8.,行星齿轮轴直径及支承长度,（二）强度计算,76,四、粘性联轴器结构及在汽车上的布置,1.,结构及工作原理（图,5-25,）,2.,在汽车上的布置（主要做轴间差速器限动装置,5-26,）,77,5-5,车轮传动装置设计,一、半轴支承型式,1.,半浮式：用于轿车、轻型货车,2.3/4,浮式：用于轿车、轻型货车、客车,3.,全浮式：中、重型车,二、全浮式半轴计算,1.,扭转应力,2.,转角,78,5-5,车轮传动装置设计,三、半浮式半轴强度计算,1.,纵向力,2.,侧向力,3.,通过不平路面时,79,5-6,驱动桥壳设计,一、要求：,1.,密封性好,2.,强度刚度足够,3.,质量小,4.,h,min,应保证通过性,5.,结构工艺性好,6.,拆装、保养、维修方便,80,5-6,驱动桥壳设计,二、型式,1.,可分式,2.,整体式,3.,组合式,81,5-6,驱动桥壳设计,82,三、强度计算：,1.,牵引力或制动力最大时,2.,侧向力最大时,3.,通过不平路面时,5-6,驱动桥壳设计,83,