課程設(shè)計(jì)—汽車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　汽車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) </b></p><p>　　摘要：汽車作為一種地面交通運(yùn)輸工具，其行駛系統(tǒng)的主要功用是：（1）支承汽車的總質(zhì)量；（2）接受由發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)傳來的轉(zhuǎn)矩，并通過驅(qū)動(dòng)輪與地面之間的附著作用，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，以保證整車正常行駛；（3）傳遞并支承路面作用于車輪上的各種反力及其所形成的力矩；（4）盡可能地緩和不平路面對(duì)車身造成的沖擊和振動(dòng)，保證汽車平順行駛

2、。 汽車(輪式汽車)行駛系統(tǒng)一般由車架、車橋、車輪和懸架等部分組成(見下圖)。車輪4和5分別支承著車橋3和6，車橋又通過彈性懸架2和7與車架1相連接。</p><p>　　而驅(qū)動(dòng)橋處于動(dòng)力傳動(dòng)系的末端。將萬向傳動(dòng)裝置輸入的動(dòng)力經(jīng)降速增扭后，改變傳動(dòng)方向，然后分配給左右驅(qū)動(dòng)輪，且允許左右驅(qū)動(dòng)輪以不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。增大由傳動(dòng)軸或變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，并將動(dòng)力合理地分配給左、右驅(qū)動(dòng)輪；承受作用于路面和車架或車身之間的垂直力、縱

3、向力和橫向力。如圖：</p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　1、引言</b></p><p>　　驅(qū)動(dòng)橋處于動(dòng)力傳動(dòng)系的末端。其功用是將萬向傳動(dòng)裝置傳來的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩傳遞給驅(qū)動(dòng)車輪，是汽車傳動(dòng)系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件。汽車正常行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速通常在200至3000r/min左右，如

4、果將這么高的轉(zhuǎn)速只靠變速箱來降低下來，那么變速箱內(nèi)齒輪副的傳動(dòng)比則需要很大，齒輪的半徑也相應(yīng)加大，也就是說變速箱的尺寸會(huì)加大。另外，轉(zhuǎn)速下降，扭矩必然增加，也加大了變速箱與變速箱后一級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)負(fù)荷。而驅(qū)動(dòng)橋的減速器和差速器正是起到了減速和驅(qū)動(dòng)分流的作用。這樣可以使主減速器前面的傳動(dòng)部件，如變速箱、分動(dòng)器、萬向傳動(dòng)裝置等傳遞的扭矩減小，同時(shí)也減小了變速箱的尺寸和質(zhì)量，而且操控靈敏省力。同時(shí)有保證了車輛的直線和彎道行走。</p&

5、gt;<p>　　2、國(guó)內(nèi)的驅(qū)動(dòng)橋發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　改革開放以來，中國(guó)的汽車工業(yè)得到了長(zhǎng)足發(fā)展，尤其是加入WTO以后，我國(guó)的汽車市場(chǎng)對(duì)外開發(fā)，汽車工業(yè)逐漸成為世界汽車整體市場(chǎng)的一個(gè)重要組成部分。同樣，驅(qū)動(dòng)橋也隨著整車的發(fā)展不斷成長(zhǎng)和成熟起來。</p><p>　　隨著高速公路網(wǎng)狀況的改善和國(guó)家環(huán)保法規(guī)的完善，環(huán)保、舒適、快捷成為客車和貨車市場(chǎng)的主旋律。對(duì)整車主要總

6、成之一的驅(qū)動(dòng)橋而言，小速比、大扭矩、傳動(dòng)效率高、成本低逐漸成為客車和貨車驅(qū)動(dòng)橋技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。</p><p>　　隨著我國(guó)汽車工業(yè)的高速發(fā)展,作為汽車主要零部件之一的車橋系統(tǒng)也得到相應(yīng)的發(fā)展。各車橋生產(chǎn)廠家為了能在激烈的車橋產(chǎn)品市場(chǎng)中占有一定的份額,紛紛推出承載能力強(qiáng)、技術(shù)含量高、質(zhì)量好的車橋總成。</p><p>　　現(xiàn)狀：在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)上，CAD、CAE、C胡等計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，以及A

7、UT優(yōu)AD、UG16、CATIA、PR于E等設(shè)計(jì)軟件先后應(yīng)用于主減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和齒輪加工中，有限元分析、數(shù)模建立、虛擬試驗(yàn)分析等也被采用;齒輪設(shè)計(jì)也初步實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)編程的電算化。新一代驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)開發(fā)的突出特點(diǎn)是:不僅在產(chǎn)品性能參數(shù)上進(jìn)一步進(jìn)設(shè)計(jì)上完全遵從模塊化設(shè)計(jì)原則，產(chǎn)品配套實(shí)現(xiàn)車型的平臺(tái)化，造型和結(jié)構(gòu)更加合理，更宜于組織批量生產(chǎn)，更適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)不斷發(fā)展，更能應(yīng)對(duì)頻繁的車型換代和產(chǎn)品系列化的特點(diǎn)，這些都對(duì)基礎(chǔ)件產(chǎn)品提出愈來愈高的配套

8、要求，需要在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上不斷地進(jìn)行二次開發(fā)和持續(xù)改進(jìn)，以滿足快速多變的市場(chǎng)需求。</p><p>　　與國(guó)外相比，我國(guó)的驅(qū)動(dòng)橋開發(fā)設(shè)計(jì)不論在技術(shù)上、制造工藝上，還是在成本控制上都存在不小的差距，尤其是齒輪制造技術(shù)缺乏獨(dú)立開發(fā)與創(chuàng)新能力，技術(shù)手段落后(國(guó)外己實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)編程化、電算化)。目前比較突出的問題是，行業(yè)整體新產(chǎn)品開發(fā)能力弱、工藝創(chuàng)新及管理水平低，企業(yè)管理方式較為粗放，相當(dāng)比例的產(chǎn)品仍為中低檔次，缺乏有國(guó)際影響

9、力的產(chǎn)品品牌，行業(yè)整體散亂情況依然嚴(yán)重。這需要我們加快技術(shù)創(chuàng)新、技術(shù)進(jìn)步的步伐，提高管理水平，加快與國(guó)際先進(jìn)水平接軌，開發(fā)設(shè)計(jì)適應(yīng)中國(guó)國(guó)情的高檔車用驅(qū)動(dòng)橋總成，由仿制到創(chuàng)新，早日縮小并消除與世界先進(jìn)水平的差距。近幾年來，國(guó)內(nèi)汽車生產(chǎn)廠家，如重汽集團(tuán)、福田汽車、江淮汽車等通過與國(guó)外卡車巨頭，如沃爾沃、通用、五十鈴、現(xiàn)代、奔馳、雷諾等進(jìn)行合資合作，在車橋減速器的開發(fā)上取得了顯著的進(jìn)步。目前，上汽集團(tuán)、東風(fēng)、一汽、北汽等各大汽車集團(tuán)也正在開展

10、合作項(xiàng)目，希望早日實(shí)與世界先進(jìn)技術(shù)的接軌，爭(zhēng)取設(shè)計(jì)開發(fā)的新突破。</p><p><b>　　一汽解放的驅(qū)動(dòng)橋</b></p><p><b>　　發(fā)展方向：</b></p><p>　?。?）驅(qū)動(dòng)橋向重載方向發(fā)展</p><p>　　隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資的不斷加大以及水電、礦業(yè)、油田、公路、城

11、市交通運(yùn)輸和環(huán)保工程建設(shè)等項(xiàng)目的增加,加大了重型車的需要,為重型車的發(fā)展創(chuàng)造了廣闊的市場(chǎng)空間。重型汽車近年來生產(chǎn)總量直線上升,2001年全國(guó)重型汽車比上年同期增長(zhǎng)91.67%,2002年為60.97%,2003年為3.22%,重型汽車的用車環(huán)境及其它各項(xiàng)指標(biāo)發(fā)生了很多的變化,標(biāo)載噸位不斷向大的方向發(fā)展,多軸車上升明顯。我國(guó)《汽車工業(yè)“十五”規(guī)劃》指出,載貨車要重點(diǎn)發(fā)展適應(yīng)高速公路需要的(排量9L以上,輸出功率220kW以上)重型車,主要

12、為大功率牽引車及其它大型化、長(zhǎng)途化、高速化、專用化等重型專用車。各汽車生產(chǎn)廠家為了實(shí)現(xiàn)汽車的高噸位,對(duì)車輛的行駛系進(jìn)行了加強(qiáng),通過采用多軸行駛系或空氣懸架結(jié)構(gòu),滿足車輛的軸荷限值和提高行駛平順性。針對(duì)重型車的發(fā)展,為了不斷滿足重型車的需要,車橋也必須向著重載、高速的方向發(fā)展。許多車橋?qū)I(yè)生產(chǎn)廠也針對(duì)重型車發(fā)展的趨勢(shì),通過加強(qiáng)橋殼、強(qiáng)化傳動(dòng)齒輪等方式,紛紛推出重噸位的前/后橋總成,最大載重量達(dá)26噸。</p><p&g

13、t;　?。?）驅(qū)動(dòng)橋向多聯(lián)驅(qū)動(dòng)橋發(fā)展</p><p>　　為了規(guī)范道路車輛的制造,為治理超限超載提供技術(shù)上的準(zhǔn)則,由國(guó)家發(fā)改委、交通部、公安部共同提出的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB1589-2004《道路車輛外廓尺寸、軸荷及質(zhì)量限值》于2004年4月28日發(fā)布,該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)汽車車橋的載荷進(jìn)行了明確規(guī)定:單軸掛車軸荷的最大限值每側(cè)單胎為6000kg,每側(cè)雙胎為10000kg,并裝雙軸掛車軸荷的最大限值為20000kg,并裝三軸掛車軸

14、荷的最大限值為24000kg。這樣,為了實(shí)現(xiàn)車輛多拉快跑又不違反國(guó)家法規(guī),各汽車生產(chǎn)廠家在6X4、8X4等多軸車的基礎(chǔ)上推出了10X6以上的多軸重型車。但這些多軸車都是在雙聯(lián)驅(qū)動(dòng)橋的基礎(chǔ)上增加浮動(dòng)橋而成,雖然其稱10X6,但實(shí)際起驅(qū)動(dòng)作用的只有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)橋,這樣,由于驅(qū)動(dòng)橋不能對(duì)車輪進(jìn)行合理的扭矩分配,使得增加浮動(dòng)橋后的整車行駛系沒有很好地發(fā)揮車橋驅(qū)動(dòng)的作用。為了能合理地分配扭矩,以滿足某些獨(dú)立懸掛多軸驅(qū)動(dòng)車型的使用,一些車橋生產(chǎn)廠家自主

15、研發(fā)了三聯(lián)驅(qū)動(dòng)橋,三聯(lián)驅(qū)動(dòng)橋的扭矩分配原理是:每一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋都可以得到從發(fā)動(dòng)機(jī)傳出的扭矩的1/3。這樣就可以在很大限度上滿足多軸車的需要,合理分配從發(fā)動(dòng)機(jī)傳到車輪上的扭矩,提高這類車型的可靠性和安全性,并</p><p>　?。?）增加驅(qū)動(dòng)橋附件的技術(shù)含量</p><p>　　據(jù)分析,不管重型車的技術(shù)含量提升得多快,在未來10~15年內(nèi)大多數(shù)重型車的車橋和懸架結(jié)構(gòu)不會(huì)有明顯的改變,傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

16、和型式仍處于主導(dǎo)地位。那怎樣在相同結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上推出各自車橋的亮點(diǎn)呢?這是每一個(gè)專業(yè)廠必須不斷研究的問題。以前,各廠家主要是在載重噸位上進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng),但在國(guó)家法規(guī)的限定下,車橋的載重能力不可能有太多的增加,現(xiàn)在各專業(yè)廠采用最多的方法是:不斷增加車橋及其附件的技術(shù)含量,從橋殼的制造工藝、車橋的減速形式、車輪的制動(dòng)方式等方面入手,通過吸收國(guó)外一些先進(jìn)的技術(shù),推出具有本企業(yè)特色、結(jié)構(gòu)先進(jìn)、承載能力強(qiáng)的車橋,不斷提升產(chǎn)品的制造質(zhì)量及服務(wù)質(zhì)量。<

17、/p><p><b>　　驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)分析</b></p><p><b>　　1、驅(qū)動(dòng)橋組成</b></p><p>　　驅(qū)動(dòng)橋殼—是主減速器、差速器等傳動(dòng)裝置的安裝基礎(chǔ)。 </p><p>　　主減速器—降低轉(zhuǎn)速、增加扭矩、改變扭矩的傳遞方向。 </p><p>　　差速器—使

18、兩側(cè)車輪不等速旋轉(zhuǎn)，以適應(yīng)不同路面。 </p><p>　　半軸—將扭矩從差速器傳給車輪。</p><p><b>　　驅(qū)動(dòng)橋的組成</b></p><p><b>　　2、驅(qū)動(dòng)橋分類：</b></p><p>　?。?）非斷開式驅(qū)動(dòng)橋(或稱為整體式)，即驅(qū)動(dòng)橋殼是一根連接左右驅(qū)動(dòng)車輪的剛性空心梁(

19、見下圖)，而主減速器、差速器及車輪傳動(dòng)裝置(由左右半軸組成)都裝在它里面。</p><p>　　特點(diǎn)及應(yīng)用：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造工藝好、成本低、工作可靠、維修調(diào)整容易，但整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋均屬于簧下質(zhì)量，對(duì)汽車平順性和降低動(dòng)載荷不利。</p><p>　　廣泛應(yīng)用于各種載貨汽車、客車及多數(shù)的越野汽車和部分小轎車上。</p><p>　?。?）斷開式驅(qū)動(dòng)橋無剛性的整體外殼，主減速器

20、及其殼體裝在車架或車身上，兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪裝置采用萬向節(jié)傳動(dòng)。為了防止運(yùn)動(dòng)干涉，應(yīng)采用滑動(dòng)花鍵軸或一種允許兩軸能有適量軸向移動(dòng)的萬向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。</p><p>　　特點(diǎn)及應(yīng)用：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，但它大大增加了離地間隙；減小了簧下質(zhì)量，從而改善了行駛平順性，提高了汽車的平均車速；汽車在行駛時(shí)作用于車輪和車橋上的動(dòng)載荷小，提高了零部件的使用壽命；驅(qū)動(dòng)車輪與地面的接觸情況及對(duì)各種地形的適應(yīng)性較好，大大增加了車輪的抗側(cè)滑能

21、力；合理設(shè)計(jì)的獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，可增加汽車的不足轉(zhuǎn)向效應(yīng)，提高汽車的操縱穩(wěn)定性。</p><p>　　在轎車和高通過性的越野汽車上應(yīng)用相當(dāng)廣泛。</p><p><b>　　3、主減速器結(jié)構(gòu)：</b></p><p><b>　?。?）功用：</b></p><p>　　將輸入的轉(zhuǎn)矩增大并相應(yīng)降低轉(zhuǎn)

22、速，以及當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置時(shí)還具有改變轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)方向的作用。 </p><p><b>　　（2）分類： </b></p><p>　　按參加減速的齒輪數(shù)目：?jiǎn)渭?jí)主減速器、雙級(jí)主減速器 </p><p>　　按主減速器主傳動(dòng)比檔數(shù)分：?jiǎn)嗡偈?、雙速式</p><p>　　按齒輪副結(jié)構(gòu)形式分:有圓柱齒輪式、圓錐齒輪式和準(zhǔn)雙曲面齒輪式

23、。</p><p><b>　　主減速器</b></p><p><b>　　單級(jí)主減速器</b></p><p>　?。?）主動(dòng)錐齒輪的支承型式 </p><p><b>　　跨置式： </b></p><p>　　主動(dòng)錐齒輪前后方均有軸承支承，支承剛

24、度較大。 </p><p><b>　　懸臂式： </b></p><p>　　主動(dòng)錐齒輪只在前方有支承，后方?jīng)]有，支承剛度較差。</p><p>　　（4）主減速器的調(diào)整裝置 </p><p><b>　　軸承預(yù)緊度的調(diào)整 </b></p><p>　　調(diào)整目的：提高支承剛

25、度 </p><p>　　調(diào)整裝置：調(diào)整墊片、波形套（主動(dòng)錐齒輪） </p><p>　　調(diào)整螺母、調(diào)整墊片（從動(dòng)錐齒輪）</p><p><b>　　（5）錐齒輪的齒形</b></p><p>　　分類：螺旋錐齒輪、等高齒錐齒輪、雙曲面錐齒輪 </p><p>　　（6）雙曲面錐齒輪 </

26、p><p><b>　　特點(diǎn)： </b></p><p>　　主從動(dòng)錐齒輪軸線不相交，主動(dòng)錐齒輪軸線低于或高于從動(dòng)錐齒輪。 </p><p><b>　　優(yōu)點(diǎn)： </b></p><p>　　同時(shí)嚙合齒數(shù)多，傳動(dòng)平穩(wěn)，強(qiáng)度大。 </p><p><b>　　缺點(diǎn)： &l

27、t;/b></p><p>　　嚙合齒面的相對(duì)滑動(dòng)速度大， 齒面壓力大，齒面油膜易被破壞。應(yīng)采用專用含防刮傷添加劑的雙曲面齒輪油。</p><p>　?。?）軸線偏移的作用　　 在驅(qū)動(dòng)橋離地間隙h不變的情況下，可以降低主動(dòng)錐齒輪的軸線位置，從而使整車車身及重心降低。</p><p><b>　　二級(jí)減速器</b></p>

28、<p><b>　　4、差速器結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　?。?）作用：</b></p><p>　　在兩輸出軸間分配轉(zhuǎn)矩，并保證兩輸出軸有可能以不同角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。使左右車輪可以不同的車速進(jìn)行純滾動(dòng)或直線行駛。 </p><p><b>　　（2）分類：</b></p>

29、;<p>　　按結(jié)構(gòu)特征可分為：齒輪式、凸輪式、蝸輪式和牙嵌自由輪式等。</p><p><b>　　行星錐齒輪差速器</b></p><p><b>　　滑塊凸輪式差速器</b></p><p><b>　　蝸輪式差速器</b></p><p><b>

30、;　　牙嵌式自由輪差速器</b></p><p><b>　　5、半軸</b></p><p>　　裝在驅(qū)動(dòng)橋殼中的實(shí)心圓軸。 </p><p>　?。?）全浮式半軸支承 ：受扭矩，不受彎矩。 </p><p>　?。?）半浮式半軸支承 ：受扭矩，外端受彎矩。</p><p><

31、b>　　5、橋殼</b></p><p>　?。?）功用：用來安裝主減速器、差速器、半軸、輪轂等部件的基礎(chǔ)體（2）類型：整體式橋殼、分段式橋殼</p><p><b>　　驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1、驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)基本要求</p><p>　?。?）所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車具有最佳

32、的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　（2）外形尺寸要小，保證有必要的離地間隙。</p><p>　?。?）齒輪及其它傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪聲小。</p><p>　?。?）在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動(dòng)效率。</p><p>　?。?）在保證足夠的強(qiáng)度、剛度條件下，應(yīng)力求質(zhì)量小，尤其是簧下質(zhì)量應(yīng)盡量小，以改善汽車平順性。</p>

33、;<p>　　（6）與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，對(duì)于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，還應(yīng)與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)相協(xié)調(diào)。</p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝好，制造容易，拆裝、調(diào)整方便。</p><p>　　2、驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)方案的確定</p><p>　　根據(jù)汽車類型、載重、運(yùn)行環(huán)境，結(jié)合驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)確定所要選擇驅(qū)動(dòng)橋的類型：非斷開式驅(qū)動(dòng)橋或是斷開式驅(qū)動(dòng)橋</p&

34、gt;<p><b>　　3、主減速器設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。?）主減速器結(jié)構(gòu)方案分析</p><p>　　主減速器的結(jié)構(gòu)形式主要是根據(jù)齒輪類型、減速形式的不同而不同。</p><p>　　齒輪主要有螺旋錐齒輪、雙曲面齒輪、圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式。</p><p>　　減速形式可分為單級(jí)減速、

35、雙級(jí)減速、雙速減速、單雙級(jí)貫通、單雙級(jí)減速配以輪邊減速等。</p><p><b>　　1）螺旋錐齒輪傳動(dòng)</b></p><p>　　螺旋錐齒輪傳動(dòng)的主、從動(dòng)齒輪軸線垂直相交于一點(diǎn)，齒輪并不同時(shí)在全長(zhǎng)上嚙合，而是逐漸從一端連接平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端。另外，由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩對(duì)以上的輪齒同時(shí)嚙合，所以它工作平穩(wěn)、能承受較大的負(fù)荷、制造也簡(jiǎn)單。</p>

36、;<p>　　但是,工作中噪聲大，對(duì)嚙合精度很敏感，齒輪副錐頂稍有不吻合便會(huì)使工作條件急劇變壞，并伴隨磨損增大和噪聲增大。</p><p>　　為保證齒輪副的正確嚙合，必須將支承軸承預(yù)緊，提高支承剛度，增大殼體剛度。</p><p><b>　　2）雙曲面齒輪傳動(dòng)</b></p><p>　　雙曲面齒輪傳動(dòng)的主、從動(dòng)齒輪的軸線相互

37、垂直而不相交，主動(dòng)齒輪軸線相對(duì)從動(dòng)齒輪軸線在空間偏移一距離E,此距離稱為偏移距。</p><p>　　由于偏移距E的存在，使主動(dòng)齒輪螺旋角β1大于從動(dòng)齒輪螺旋角β2。</p><p>　　螺旋角是指在錐齒輪節(jié)錐表面展開圖上的任意一點(diǎn)A的切線TT與該點(diǎn)和節(jié)錐頂點(diǎn)連線之間的夾角。</p><p>　　在齒面寬中點(diǎn)處的螺旋角稱為中點(diǎn)螺旋角。通常不特殊說明，則螺旋角系指中點(diǎn)

38、螺旋角。</p><p>　　雙曲面齒輪傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　在工作過程中，雙曲面齒輪副不僅存在沿齒高方向的側(cè)向滑動(dòng)，而且還有沿齒長(zhǎng)方向的縱向滑動(dòng)?？v向滑動(dòng)可改善齒輪的磨合過程，使其具有更高的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。</p><p>　　由于存在偏移距，雙曲面齒輪副使其主動(dòng)齒輪的β1大于從動(dòng)齒輪的β2，這樣同時(shí)嚙合的齒數(shù)較多，重合度較大，不僅提高了傳動(dòng)平穩(wěn)性，而且使齒

39、輪的彎曲強(qiáng)度提高約30%。</p><p>　　雙曲面齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪直徑及螺旋角都較大，所以相嚙合輪齒的當(dāng)量曲率半徑較相應(yīng)的螺旋錐齒輪為大，使齒面的接觸強(qiáng)度提高。</p><p>　　雙曲面主動(dòng)齒輪的β1變大，則不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)可減少，故可選用較少的齒數(shù)，有利于增加傳動(dòng)比。 </p><p>　　雙曲面齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪較大，加工時(shí)所需刀盤刀頂距較大

40、，因而切削刃壽命較長(zhǎng)。</p><p>　　雙曲面主動(dòng)齒輪軸布置從動(dòng)齒輪中心上方，便于實(shí)現(xiàn)多軸驅(qū)動(dòng)橋的貫通，增大傳動(dòng)軸的離地高度。布置在從動(dòng)齒輪中心下方可降低萬向傳動(dòng)軸的高度，有利于降低轎車車身高度，并可減小車身地板中部凸起通道的高度。</p><p>　　雙曲面齒輪傳動(dòng)缺點(diǎn)：</p><p>　　沿齒長(zhǎng)的縱向滑動(dòng)會(huì)使摩擦損失增加，降低傳動(dòng)效率。雙曲面齒輪副傳動(dòng)效率

41、約為96%，螺旋錐齒輪副的傳動(dòng)效率約為99%。</p><p>　　齒面間大的壓力和摩擦功，可能導(dǎo)致油膜破壞和齒面燒結(jié)咬死，即抗膠合能力較低。</p><p>　　雙曲面主動(dòng)齒輪具有較大的軸向力，使其軸承負(fù)荷增大。</p><p>　　雙曲面齒輪傳動(dòng)必須采用可改善油膜強(qiáng)度和防刮添加劑的特種潤(rùn)滑油，螺旋錐齒輪傳動(dòng)用普通潤(rùn)滑油即可。</p><p&g

42、t;<b>　　3）圓柱齒輪傳動(dòng)</b></p><p>　　圓柱齒輪傳動(dòng)一般采用斜齒輪，廣泛應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)橫置且前置前驅(qū)動(dòng)的轎車驅(qū)動(dòng)橋（見下圖）和雙級(jí)主減速器貫通式驅(qū)動(dòng)橋。</p><p><b>　　4）蝸桿傳動(dòng)</b></p><p><b>　　優(yōu)點(diǎn)：</b></p><p&

43、gt;　　在輪廓尺寸和結(jié)構(gòu)質(zhì)量較小的情況下，可得到較大的傳動(dòng)比（可大于7）。在任何轉(zhuǎn)速下使用均能工作得非常平穩(wěn)且無噪聲。便于汽車的總布置及貫通式多橋驅(qū)動(dòng)的布置。能傳遞大的載荷，使用壽命長(zhǎng)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便，調(diào)整容易。</p><p><b>　　缺點(diǎn)：</b></p><p>　　蝸輪齒圈要求用高質(zhì)量的錫青銅制作，故成本較高；傳動(dòng)效率較低。</p>&

44、lt;p>　　蝸桿傳動(dòng)主要用于生產(chǎn)批量不大的個(gè)別重型多橋驅(qū)動(dòng)汽車和具有高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)的大客車上。</p><p><b>　　5）方案選擇：</b></p><p>　　當(dāng)要求傳動(dòng)比大于4.5而輪廓尺寸又有限時(shí)，采用雙曲面齒輪傳動(dòng)更合理。因?yàn)槿绻３种鲃?dòng)齒輪軸徑不變，則雙曲面從動(dòng)齒輪直徑比螺旋齒輪小。</p><p>　　當(dāng)傳動(dòng)比小于2時(shí)，

45、雙曲面主動(dòng)齒輪相對(duì)螺旋錐齒輪主動(dòng)齒輪顯得過大，占據(jù)了過多空間，這時(shí)可選用螺旋錐齒輪傳動(dòng)，因?yàn)槁菪F齒輪傳動(dòng)具有較大的差速器可利用空間。</p><p>　　對(duì)于中等傳動(dòng)比，兩種齒輪傳動(dòng)均可采用。</p><p>　?。?）主減速器減速形式</p><p><b>　　1）單級(jí)主減速器</b></p><p>　　由一對(duì)圓

46、錐齒輪、一對(duì)圓柱齒輪或由蝸輪桿組成，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、成本低、使用簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　但是其主傳動(dòng)比i0不能太大，一般i0≤7，進(jìn)一步提高i0將增大從動(dòng)齒輪直徑，從而減小離地間隙，且使從動(dòng)齒輪熱處理困難。</p><p>　　單級(jí)主減速器廣泛應(yīng)用于轎車和輕、中型貨車的驅(qū)動(dòng)橋中。</p><p><b>　　1）雙級(jí)主減速器</b&g

47、t;</p><p>　　與單級(jí)主減速器相比，在保證離地間隙相同時(shí)可得到大的傳動(dòng)比，i0=7～12</p><p>　　但是尺寸、質(zhì)量均較大，成本較高。</p><p>　　主要應(yīng)用于中、重型貨車、越野車和大客車上。</p><p>　　整體式雙級(jí)主減速器結(jié)構(gòu)方案：</p><p>　?、俚谝患?jí)為錐齒輪，第二級(jí)為圓柱齒

48、輪；</p><p>　?、诘谝患?jí)為錐齒輪，第二級(jí)為行星齒輪；</p><p>　　③第一級(jí)為行星齒輪，第二級(jí)為錐齒輪；</p><p>　?、艿谝患?jí)為圓柱齒輪，第二級(jí)為錐齒輪。</p><p>　　對(duì)于第二級(jí)為錐齒輪、第二級(jí)為圓柱齒輪的雙級(jí)主減速器，縱向水平、斜向和垂向三種布置方案。</p><p>　　總成的垂直方

49、向輪廓尺寸減小，從而降低汽車的質(zhì)心高度，但使縱向尺寸增加，用在長(zhǎng)軸距汽車上可適當(dāng)減小傳動(dòng)軸長(zhǎng)度，但不利于短軸距汽車的總布置，會(huì)使傳動(dòng)軸過短，導(dǎo)致萬向傳動(dòng)軸夾角加大。</p><p>　　垂直布置使驅(qū)動(dòng)橋縱向尺寸減小，可減小萬向傳動(dòng)軸夾角，但由于主減速器殼固定在橋殼的上方，不僅使垂向輪廓尺寸增大，而且降低了橋殼剛度，不利于齒輪工作。這種布置可便于貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置。</p><p>　　斜向

50、布置對(duì)傳動(dòng)軸布置和提高橋殼剛度有利。</p><p>　　3、主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案</p><p>　　主動(dòng)錐齒輪的支承: 懸臂式支承</p><p><b>　　跨置式支承</b></p><p><b>　　懸臂式：</b></p><p>　　支承距離b應(yīng)大

51、于2.5倍的懸臂長(zhǎng)度a，且應(yīng)比齒輪節(jié)圓直徑的70%還大。</p><p>　　靠近齒輪的軸徑應(yīng)不小于尺寸a。 </p><p>　　結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，支承剛度較差，用于傳遞轉(zhuǎn)矩較小的轎車、輕型貨車的單級(jí)主減速器及許多雙級(jí)主減速器中。</p><p><b>　　跨置式：</b></p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：增加支承剛度，減小軸承負(fù)

52、荷，改善齒輪嚙合條件，增加承載能力，布置緊湊。</p><p>　　缺點(diǎn)：主減速器殼體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本提高。 </p><p>　　應(yīng)用：在需要傳遞較大轉(zhuǎn)矩情況下，最好采用跨置式支承。</p><p><b>　　從動(dòng)錐齒輪的支承：</b></p><p>　　支承剛度與軸承的形式、支承間的距離及軸承之間的分布比例有關(guān)

53、。</p><p>　　為了增加支承剛度，減小尺 寸c＋d；</p><p>　　為了增強(qiáng)支承穩(wěn)定性，c＋d應(yīng)不小于從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑的70%；</p><p>　　為了使載荷均勻分配，應(yīng)盡量使尺寸c等于或大于尺寸d。</p><p>　　輔助支承：限制從動(dòng)錐齒輪因受軸向力作用而產(chǎn)生偏移。</p><p>　　4

54、、主減速器錐齒輪主要參數(shù)的選擇</p><p>　　主要參數(shù)：主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)z1和z2、從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑D2和端面模數(shù)ms、主、從動(dòng)錐齒輪齒面寬b1和b2、雙曲面齒輪副的偏移距E、中點(diǎn)螺旋β、法向壓力角α等。</p><p>　　5、主減速器錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　?。?）計(jì)算載荷的確定</p><p>　　格里森齒制錐

55、齒輪計(jì)算載荷（從動(dòng)錐齒輪）</p><p>　?。?）主減速器錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　輪齒損壞形式主要有:彎曲疲勞折斷、過載折斷、齒面點(diǎn)蝕及剝落、齒面膠合、齒面磨損等。</p><p>　　須計(jì)算：?jiǎn)挝积X長(zhǎng)圓周力、輪齒彎曲強(qiáng)度、輪齒接觸強(qiáng)度。</p><p>　　6、主減速器錐齒輪軸承的載荷計(jì)算</p><p

56、>　　（1）錐齒輪齒面上的作用力</p><p>　　錐齒輪嚙合齒面上作用的法向力可分解為：沿齒輪切線方向的圓周力、 沿齒輪軸線方向的軸向力、垂直于齒輪軸線的徑向力。</p><p><b>　　7、錐齒輪的材料</b></p><p><b>　　要求： </b></p><p>　?。?）

57、具有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度，齒面具有高的硬度以保證有高的耐磨性。</p><p>　　（2）輪齒芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下齒根折斷。</p><p>　?。?）鍛造性能、切削加工性能及熱處理性能良好，熱處理后變形小或變形規(guī)律易控制。</p><p>　?。?）選擇合金材料時(shí)，盡量少用含鎳、鉻元素的材料，而選用含錳、釩、硼、鈦、鉬、

58、硅等元素的合金鋼。</p><p>　　汽車主減速器錐齒輪目前常用滲碳合金鋼制造，主要有20CrMnTi、20MnVB、20MnTiB、22CrNiMo和16SiMn2WmoV等。</p><p><b>　　8、差速器設(shè)計(jì)</b></p><p>　　作用：在兩輸出軸間分配轉(zhuǎn)矩，并保證兩輸出軸有可能以不同角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。</p>&

59、lt;p>　　按結(jié)構(gòu)特征可分為：齒輪式、凸輪式、蝸輪式和牙嵌自由輪式等。</p><p>　　（1）差速器結(jié)構(gòu)形式選擇</p><p>　?、賹?duì)稱錐齒輪式差速器：普通錐齒輪式差速器、摩擦片式差速器和強(qiáng)制鎖止式差速器。</p><p><b>　?、诨瑝K凸輪式差速器</b></p><p>　　凸輪式差速器的半軸轉(zhuǎn)矩

60、比kb可達(dá)2.3.3~3.00， 鎖緊系數(shù)k達(dá)0.4~0.5。</p><p><b>　?、畚佪喪讲钏倨?lt;/b></p><p>　　半軸轉(zhuǎn)矩比kb可高達(dá)5.67~9.00，鎖緊系數(shù)k達(dá)0.7~0.8。 kb降到2.654~3.00，k降到0.45~0.50時(shí)，可提高該差速器的使用壽命。 </p><p><b>　　④嵌式自由輪

61、差速器</b></p><p>　　半軸轉(zhuǎn)矩比kb是可變的，最大可為無窮大。</p><p>　?。?）普通錐齒輪式差速器齒輪設(shè)計(jì)</p><p>　　1）差速器齒輪主要參數(shù)選擇</p><p><b>　　①行星齒輪數(shù)n</b></p><p>　　根據(jù)承載情況來選擇。通常情況下，&

62、lt;/p><p><b>　　轎車：n=2；</b></p><p>　　貨車或越野車：n=4。</p><p>　　②行星齒輪球面半徑Rb</p><p>　　③行星齒輪和半軸齒輪數(shù)z1、z2</p><p>　?、苄行驱X輪和半軸齒輪節(jié)錐角γ1、γ2及模數(shù)m </p><p&g

63、t;<b>　?、輭毫铅?lt;/b></p><p>　　⑥行星齒輪軸直徑d及支承長(zhǎng)度L</p><p>　　2）差速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　?。?）粘性聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)及在汽車上的布置</p><p>　　1）粘性聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)和工作原理</p><p>　　依靠硅油的粘性阻力來傳遞動(dòng)力,所能傳遞

64、的轉(zhuǎn)矩與聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)、硅油粘度及輸入軸、輸出軸的轉(zhuǎn)速差有關(guān)。</p><p>　　2）粘性聯(lián)軸器在車上的布置</p><p>　　作為軸間差速器限動(dòng)裝置的簡(jiǎn)圖</p><p>　　9、車輪傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)</p><p>　　基本功用：接受從差速器傳來的轉(zhuǎn)矩并將其傳給車輪。</p><p><b>　　（1）結(jié)構(gòu)

65、形式分析</b></p><p>　　根據(jù)其車輪端的支承方式分為：半浮式、3/4浮式和全浮式。</p><p><b>　　半浮式半軸：</b></p><p>　　除傳遞轉(zhuǎn)矩外，其外端還承受由路面對(duì)車輪的反力所引起的全部力和力矩。</p><p>　　結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所受載荷較大，只適用于轎車和輕型貨車及輕型客車

66、。</p><p><b>　　3/4浮式半軸：</b></p><p>　　半軸外端僅有一個(gè)軸承，裝于驅(qū)動(dòng)橋殼半軸套管的端部和輪轂上，直接支撐著車輪輪轂，半軸端部凸緣與輪轂用螺栓連接。</p><p>　　半軸承受的載荷和半浮式相似，但有所減輕。一般僅用于轎車和輕型貨車上。</p><p><b>　　全浮式

67、半軸：</b></p><p>　　半軸端部凸緣與輪轂用螺栓連接，輪轂用兩個(gè)圓錐滾子軸承支承在驅(qū)動(dòng)橋殼半軸套管。</p><p>　　半軸只承受轉(zhuǎn)矩，作用于驅(qū)動(dòng)輪上的其它反力和彎矩全由橋殼來承受。</p><p>　　主要用于中、重型貨車上。</p><p><b>　?。?）半軸計(jì)算</b></p&g

68、t;<p>　?。?）半軸可靠性設(shè)計(jì)</p><p>　?。?）半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1）初選 </b></p><p>　　2）半軸的桿部直徑應(yīng)小于或等于半軸花鍵的底徑。</p><p>　　3）半軸在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量增大各過渡部分的圓角半徑，以減小應(yīng)力集中。</p>

69、<p>　　4）對(duì)于桿部較粗且外端凸緣也較大時(shí)，可采用兩端用花鍵連接的結(jié)構(gòu)。</p><p>　　5）設(shè)計(jì)全浮式半軸桿部的強(qiáng)度儲(chǔ)備應(yīng)低于驅(qū)動(dòng)橋其它傳力零件的強(qiáng)度儲(chǔ)備，使半軸起一個(gè)“熔絲”的作用。半浮式半軸直接安裝車輪，應(yīng)視為保安件。</p><p><b>　　10、驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　計(jì)設(shè)計(jì)

70、要求：</b></p><p>　　1）應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證主減速器齒輪嚙合正常并不使半軸產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力。 </p><p>　　2）在保證強(qiáng)度和剛度的前提下，盡量減小質(zhì)量以提高汽車行駛平順性。 </p><p>　　3）保證足夠的離地間隙。 </p><p>　　4）結(jié)構(gòu)工藝性好，成本低。 </p>&

71、lt;p>　　5）保護(hù)裝于其上的傳動(dòng)系部件和防止泥水浸入。 </p><p>　　6）拆裝、調(diào)整、維修方便。 </p><p>　?。?）驅(qū)動(dòng)橋殼結(jié)構(gòu)方案分析</p><p>　　分為可分式、整體形工和組合式三種形式。</p><p><b>　　可分式橋殼：</b></p><p>　　結(jié)

72、構(gòu)簡(jiǎn)單，制造工藝性好，主減速器支承剛度好。</p><p>　　但拆裝、調(diào)整、維修很不方便，橋殼的強(qiáng)度和剛度受結(jié)構(gòu)的限制，曾用于輕型汽車上，現(xiàn)已較少使用。 </p><p><b>　　整體式橋殼 ：</b></p><p>　　具有強(qiáng)度和剛度較大，主減速器拆裝、調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)。</p><p><b>　　組

73、合式橋殼：</b></p><p><b>　　優(yōu)點(diǎn)：</b></p><p>　　從動(dòng)齒輪軸承的支承剛度較好，主減速器的裝配、調(diào)整比可分式橋殼方便。</p><p>　　然而要求有較高的加工精度。</p><p>　　常用于轎車、輕型貨車中。 </p><p>　　（2）驅(qū)動(dòng)橋殼強(qiáng)度

74、計(jì)算</p><p>　　全浮式半軸的驅(qū)動(dòng)橋強(qiáng)度計(jì)算的載荷工況與半軸強(qiáng)度計(jì)算的三種載荷工況相同。</p><p>　　危險(xiǎn)斷面：鋼板彈簧座內(nèi)側(cè)附近；</p><p>　　橋殼端部的輪轂軸承座根部。 </p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　本論文是對(duì)驅(qū)動(dòng)橋相關(guān)內(nèi)容的探討，并

75、非驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)論文。指在畢業(yè)設(shè)計(jì)前對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行了解，熟悉一些科學(xué)論文的搜索及使用方法，為畢業(yè)設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備工作。</p><p>　　因驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)組成比較復(fù)雜，種類繁多；且之前并沒有學(xué)習(xí)相關(guān)課程，所用知識(shí)都是通過文獻(xiàn)檢索，所以本論文難免會(huì)出諸多錯(cuò)漏之處，還請(qǐng)老師給予批評(píng)指導(dǎo)！</p><p>　　因本文并非設(shè)計(jì)論文，因此過多的分析驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)，和相關(guān)的分類的優(yōu)缺點(diǎn)；而較少的論述具

76、體的相關(guān)參數(shù)。也因?yàn)槲覍?duì)驅(qū)動(dòng)橋的了解還很少，對(duì)具體參數(shù)的求法也不甚清楚。</p><p>　　在本次科研訓(xùn)練當(dāng)中，我發(fā)現(xiàn)了不少問題，說明我還需對(duì)驅(qū)動(dòng)橋進(jìn)一步了解，在寒假當(dāng)中，我會(huì)進(jìn)一步搜集驅(qū)動(dòng)橋相關(guān)知識(shí)，對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)做好相關(guān)的準(zhǔn)備，為畢業(yè)設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　陳家瑞. 汽車構(gòu)造（第

77、三版）（下冊(cè)）.吉林大學(xué)出版，2010.</p><p>　　葛海龍.后橋主減速器裝配的關(guān)鍵測(cè)量技術(shù).合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2005.</p><p>　　劉惟信.汽車車橋設(shè)計(jì)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2004.</p><p>　　錢斌，高洪，胡開明.汽車差速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、三維建模與虛擬裝配研究[J],2009.</p><p>　　

78、胡發(fā)煥，蔡咸健 差速器的設(shè)計(jì)與制作 ，機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用，2009.</p><p>　　胡玲鳳，差速器優(yōu)化設(shè)計(jì)，濰坊學(xué)院學(xué)報(bào)，2002.</p><p>　　賈憲林,周雙龍,高清海,等.汽車主減速器圓錐滾子軸承預(yù)緊參數(shù)的確定[J].軸承,2006(7).</p><p>　　王望予.汽車設(shè)計(jì)[M].3版.北京:清華大學(xué)出版社,2002.</p><