文档介绍：第五章 驱动桥设计
第五章驱动桥设计
§5-1概述
§5-2驱动桥的结构方案分析
§5-3主减速器设计
§5-4差速器设计
§5-5车轮传动装置设计
§5-6驱动桥壳设计
§5-7驱动桥的结构元件
§5-1概述
驱动桥处于动力传动系的末端。
基本功能:增大由传动轴或变速器传来的转矩,并将动力合理地分配给左、右驱动轮;承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力。
组成:驱动桥一般由主减速器、差速器、车轮传动装置和驱动桥壳等组成。
驱动桥设计应当满足如下基本要求:
1)所选择的主减速比应能保证汽车具有最佳的动力性和燃料经济性。
2)外形尺寸要小,保证有必要的离地间隙。
3)齿轮及其它传动件工作平稳,噪声小。
4)在各种转速和载荷下具有高的传动效率。
5)在保证足够的强度、刚度条件下,应力求质量小,尤其是簧下质量应尽量小,以改善汽车平顺性。
6)与悬架导向机构运动协调,对于转向驱动桥,还应与转向机构运动相协调。
7)结构简单,加工工艺好,制造容易,拆装、调整方便。
§5-2驱动桥的结构方案分析 驱动桥的结构形式与驱动车轮的悬架形式密切相关。
非断开式驱动桥(或称为整体式),即驱动桥壳是一根连接左右驱动车轮的刚性空心梁(见右图),而主减整器、差速器及车轮传动装置(由左右半轴组成)都装在它里面。
非独立悬架
断开式驱动桥无刚性的整体外壳,主减速器及其壳体装在车架或车身上,两侧驱动车轮装置采用万向节传动(见右图)。为了防止运动干涉,应采用滑动花键轴或一种允许两轴能有适量轴向移动的万向传动机构。
独立悬架
特点及应用
非断开式驱动桥:
结构简单、制造工艺好、成本低、工作可靠、维修调整容易,广泛应用于各种载货汽车、客车及多数的越野汽车和部分小轿车上。但整个驱动桥均属于簧下质量,对汽车平顺性和降低动载荷不利。
断开式驱动桥:
结构复杂,成本较高,但它大大增加了离地间隙;减小了簧下质量,从而改善了行驶平顺性,提高了汽车的平均车速;减小了汽车在行驶时作用于车轮和车桥上的动载荷,提高了零部件的使用寿命;由于驱动车轮与地面的接触情况及对各种地形的适应性较好,大大增加了车轮的抗侧滑能力;与之相配合的独立悬架导向机构设计得合理,可增中汽车的不足转向效应,提高汽车的操纵稳定性。这种驱动桥在轿车和高通过性的越野汽车上应用相当广泛。
§5-3主减速器设计
一、主减速器结构方案分析
结构形式主要是根据齿轮类型、减速形式的不同而不同。
齿轮主要有螺旋锥齿轮、双曲面齿轮、圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式。
减速形式可分为单级减速、双级减速、双速减速、单双级贯通、单双级减速配以轮边减速等。
螺旋锥齿轮传动
螺旋锥齿轮传动(图5-3a)的主、从动齿轮轴线垂直相交于一点,齿轮并不同时在全长上啮合,而是逐渐从一端连接平稳地转向另一端。另外,由于轮齿端面重叠的影响,至少有两对以上的轮齿同时啮合,所以它工作平稳、能承受较大的负荷、制造也简单。
但是,工作中噪声大,对啮合精度很敏感,齿轮副锥顶稍有不吻合便会使工作条件急剧变坏,并伴随磨损增大和噪声增大。
为保证齿轮副的正确啮合,必须将支承轴承预紧,提高支承刚度,增大壳体刚度。
双曲面齿轮传动(图5-3 b)的主、从动齿轮的轴线相互垂直而不相交,主动齿轮轴线相对从动齿轮轴线在空间偏移一距离E,此距离称为偏移距。
由于偏移距E的存在,使主动齿轮螺旋角β1大于从动齿轮螺旋角β2(见右图)。
螺旋角是指在锥齿轮节锥表面展开图上的任意一点A的切线TT与该点和节锥顶点连线之间的夹角。在齿面宽中点处的螺旋角称为中点螺旋角。通常不特殊说明,则螺旋角系指中点螺旋角。
根据啮合面上法向力相等,
F1、F2分别为主、从动齿轮的圆周力
齿轮传动比
r1、r2分别为主、从动齿轮平均分度圆半径
令K=cosβ2/cosβ1。由于β1>β2,所以系数K>1,~。这说明
(1)当双曲面齿轮与螺旋锥齿轮尺寸相同时,双曲面齿轮传动有更大的传动比。
(2)当传动比一定,从动齿轮尺寸相同时,双曲面主动齿轮比相应的螺旋锥齿轮有较大的直径,较高的轮齿强度以及较大的主动齿轮轴和轴承刚度。
(3)当传动比一定,主动齿轮尺寸相同时,双曲面从动齿轮直径比相应的螺旋锥齿轮为小,因而有较大的离地间隙。