第五节汽车设计课件.ppt

1、1第五章第五章 驱动桥设计驱动桥设计第一节第一节 概述概述第二节第二节 驱动桥的结构方案分析驱动桥的结构方案分析第三节第三节 主减速器设计主减速器设计第四节第四节 差速器设计差速器设计第五节第五节 车轮传动装置设计车轮传动装置设计第六节第六节 桥壳设计桥壳设计第七节第七节 驱动桥的结构元件驱动桥的结构元件25-1概述概述一、驱动桥功用一、驱动桥功用:增大由传动轴传来的转矩，并将动力增大由传动轴传来的转矩，并将动力合理的传给车轮。合理的传给车轮。35-1概述概述三、设计要求三、设计要求:4三、设计要求三、设计要求:5.在各种转速和载荷下的传动效率高在各种转速和载荷下的传动效率高6.桥壳有足够的强

2、度和刚度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，结构简单，加工工艺性好，制造容易，调整、拆装方便调整、拆装方便8.与悬架导向机构、转向运动机构协调与悬架导向机构、转向运动机构协调55-2 驱动桥的结构方案分析驱动桥的结构方案分析分类：分类：6一、断开式驱动桥特点：一、断开式驱动桥特点：7一、断开式驱动桥特点：一、断开式驱动桥特点：n优点：优点：8一、断开式驱动桥特点：一、断开式驱动桥特点：n优点：优点：9一、断开式驱动桥特点：一、断开式驱动桥特点：n缺点：结构复杂，成本高缺点：结构复杂，成本高n用途：多用于轻、小型越野车和轿车用途：多用于轻、小型越野车和轿车10二、非断开式

3、驱动桥特点：二、非断开式驱动桥特点：n优点：结构简单，成本低，制造工艺性优点：结构简单，成本低，制造工艺性好，维修和调整易行，工作可靠好，维修和调整易行，工作可靠n缺点：断开式优点缺点：断开式优点115-3 主减速器设计主减速器设计一、主减速器结构方案分析：一、主减速器结构方案分析：（一）减速传动方案（一）减速传动方案1.螺旋锥齿轮传动螺旋锥齿轮传动2.双曲面齿轮传动双曲面齿轮传动125-3 主减速器设计主减速器设计一、主减速器结构方案分析：一、主减速器结构方案分析：（一）减速传动方案（一）减速传动方案3.圆柱齿轮传动圆柱齿轮传动4.蜗轮蜗杆传动蜗轮蜗杆传动131.一对螺旋圆锥齿轮一对螺旋圆锥

4、齿轮n优点：优点：同时啮合齿数多，寿命长，制造简同时啮合齿数多，寿命长，制造简单，质量小单，质量小141.一对螺旋圆锥齿轮一对螺旋圆锥齿轮n缺点：缺点：152.双曲面齿轮啮合双曲面齿轮啮合n特点特点:162.双曲面齿轮啮合双曲面齿轮啮合n特点特点:2121coscosFF17双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：u传动比（双曲面传动比（双曲面i0S、螺旋、螺旋i0l）：）：1212210rrrFrFil211212210coscosrrrFrFis18双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：ui0和和D2相同时，双曲面主动齿轮相同时，双曲面主动齿轮D1大，轮齿强度高，

5、支承强度大，轮齿强度高，支承强度高高ui0和和D1相同时，双曲面从动齿轮相同时，双曲面从动齿轮D2小，离地间隙大小，离地间隙大19双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：u有偏移距有偏移距E，利于布置多桥贯通，利于布置多桥贯通，多用于多轴驱动汽车上，传动系结多用于多轴驱动汽车上，传动系结构可以简化；构可以简化；u在寿命相同的情况下，双曲面齿轮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；尺寸可以小，最小离地间隙大；20双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：u传动效率低传动效率低0.96，低于螺旋齿轮，低于螺旋齿轮0.99，高，高于蜗轮蜗杆；于蜗轮蜗杆；u主

6、动锥齿轮大，加工时刀盘刀顶距大，刀主动锥齿轮大，加工时刀盘刀顶距大，刀具寿命长；具寿命长；21双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：u存在沿齿高方向的侧向滑动，还有沿齿长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。方向的纵向滑动，运转更平稳。u双双螺螺，轮齿重合度大，传动更平稳，轮齿重合度大，传动更平稳，齿轮弯曲强度提高。齿轮弯曲强度提高。22双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：u主动齿轮螺旋角主动齿轮螺旋角1大，不产生根切的最小大，不产生根切的最小齿数可减少，有利于增大传动比。齿数可减少，有利于增大传动比。u主动齿轮直径主动齿轮直径D1和螺旋

7、角和螺旋角1大，相啮合的大，相啮合的轮齿当量曲率半径大，因此齿面接触强度轮齿当量曲率半径大，因此齿面接触强度高。高。233.斜齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动n特点：特点：244.蜗轮蜗杆传动蜗轮蜗杆传动n优点：优点：254.蜗轮蜗杆传动蜗轮蜗杆传动n缺点：缺点：26（二）单级主减速器（二）单级主减速器n优点：优点：结构最简单、质量小、制结构最简单、质量小、制造容易、拆装简便造容易、拆装简便n缺点：缺点：只能用于转矩传递小扭矩只能用于转矩传递小扭矩的发动机的发动机只能用于主传动比较小的只能用于主传动比较小的车上，车上，i0 727（三）双级主减速器（三）双级主减速器n特点：特点：28（三）双级主

8、减速器（三）双级主减速器n传动形式：传动形式：29（三）双级主减速器（三）双级主减速器n传动形式：传动形式：30（三）双级主减速器（三）双级主减速器n传动形式：传动形式：31（三）双级主减速器（三）双级主减速器n布置形式：布置形式：32（三）双级主减速器（三）双级主减速器n布置形式：布置形式：33（三）双级主减速器（三）双级主减速器n布置形式：布置形式：34（三）双级主减速器（三）双级主减速器n双级主减速器的分配问题：双级主减速器的分配问题：i0=i01 i0235（三）双级主减速器（三）双级主减速器u第一级用斜齿圆柱齿轮，第二级用锥齿第一级用斜齿圆柱齿轮，第二级用锥齿轮（传动方案三）时，轮（

9、传动方案三）时，i01应取小，可减应取小，可减小第二级轴向力，齿轮啮合受破坏程度小第二级轴向力，齿轮啮合受破坏程度，轴承受力小轴承受力小，寿命，寿命；ui01如果取小，如果取小，i02一定要取大些；一般一定要取大些；一般i01=1.72.536（四）双速主减速器（图（四）双速主减速器（图5-9）思考：可以实现两种传思考：可以实现两种传动比，有何作用？动比，有何作用？37（四）双速主减速器（图（四）双速主减速器（图5-9）n种类：种类：2）行星齿轮组：）行星齿轮组：结构紧凑，刚结构紧凑，刚度和强度大度和强度大n用途：用途：单桥驱动重型汽单桥驱动重型汽车车38（五）贯通式主减速器（五）贯通式主减速

10、器n单级：用于各种吨位多桥驱动汽车贯通式单级：用于各种吨位多桥驱动汽车贯通式驱动桥驱动桥39（五）贯通式主减速器（五）贯通式主减速器n单级：用于各种吨位多桥驱动汽车贯通单级：用于各种吨位多桥驱动汽车贯通式驱动桥式驱动桥40（五）贯通式主减速器（五）贯通式主减速器n双级：用于中重型双级：用于中重型多桥驱动汽车多桥驱动汽车41（五）贯通式主减速器（五）贯通式主减速器n双级：用于中重型多桥驱动汽车双级：用于中重型多桥驱动汽车42（六）单双级减速配轮边减速器（六）单双级减速配轮边减速器分开式单双级减速器的共同特点：分开式单双级减速器的共同特点：（1）部分零件（半轴、差速器）承载小，尺）部分零件（半轴、

11、差速器）承载小，尺寸可以做小些寸可以做小些（2）i0大大（3）hmin大，地板低大，地板低（4）结构复杂，成本高，制造维修难）结构复杂，成本高，制造维修难（5）质量大）质量大43（六）单双级减速配轮边减速器（六）单双级减速配轮边减速器n轮边减速器类型：轮边减速器类型：44（六）单双级减速配轮边减速器（六）单双级减速配轮边减速器轮边减速器类型：轮边减速器类型：45（六）单双级减速配轮边减速器（六）单双级减速配轮边减速器n轮边减速器类型：轮边减速器类型：46二、主减速器主、从动齿轮的二、主减速器主、从动齿轮的支承方案支承方案1.主动锥齿轮的支承主动锥齿轮的支承（1）悬臂式：根据支反力）悬臂式：根据

12、支反力确定靠近齿轮的轴承的确定靠近齿轮的轴承的受力受力选用原则：刚度大，寿选用原则：刚度大，寿命长，调整方便，效率命长，调整方便，效率高，能承受双向轴向力高，能承受双向轴向力47二、主减速器主、从动齿轮的二、主减速器主、从动齿轮的支承方案支承方案1.主动锥齿轮的支承主动锥齿轮的支承（2）跨置式：）跨置式：48二、主减速器主、从动齿轮的二、主减速器主、从动齿轮的支承方案支承方案2.从动锥齿轮从动锥齿轮轴承大端向里，以使轴承大端向里，以使(c+d)要求要求(c+d)70D2，cd，承载合理，寿命接近承载合理，寿命接近49二、主减速器主、从动齿轮的二、主减速器主、从动齿轮的支承方案支承方案2.从动锥

13、齿轮从动锥齿轮加强刚度的措施：加强刚度的措施：（1）将轴承预紧）将轴承预紧（2）从动轴齿轮背面加辅助支承销）从动轴齿轮背面加辅助支承销50二、主减速器主、从动齿轮的二、主减速器主、从动齿轮的支承方案支承方案3.关于轴承的预紧关于轴承的预紧目的：目的：（1）加强刚度）加强刚度（2）消除安装出现的轴向间隙及磨合期间隙）消除安装出现的轴向间隙及磨合期间隙增大增大预紧力用摩擦力矩来衡量预紧力用摩擦力矩来衡量13Nm51二、主减速器主、从动齿轮的二、主减速器主、从动齿轮的支承方案支承方案（二）锥齿轮啮合的调整（二）锥齿轮啮合的调整检验：齿面接触区、噪声、齿轮大端齿侧检验：齿面接触区、噪声、齿轮大端齿侧间

14、隙（间隙（0.10.35mm）52三、锥齿轮主要参数的确定三、锥齿轮主要参数的确定1.齿数齿数Z1、Z2 首选首选Z1：（1）Z1尽可能取小，货车尽可能取小，货车Z1min6；轿车；轿车Z1min9；（2）Z1、Z2不能有大于不能有大于1的公约数，实现自动的公约数，实现自动磨合，提高寿命；磨合，提高寿命；（3）希望）希望Z1Z2 40，有足够的弯曲强度，提，有足够的弯曲强度，提高重合系数；高重合系数；53三、锥齿轮主要参数的确定三、锥齿轮主要参数的确定2.从动齿轮大端分度圆直径从动齿轮大端分度圆直径D2和端面模和端面模数数ms322CDTKD 54三、锥齿轮主要参数的确定三、锥齿轮主要参数的确

15、定nms计算：计算：22/zDms3CmsTKm 55222121ZZmAs三、锥齿轮主要参数的确定三、锥齿轮主要参数的确定56三、锥齿轮主要参数的确定三、锥齿轮主要参数的确定4.偏移距偏移距E的选择原则：的选择原则：57三、锥齿轮主要参数的确定三、锥齿轮主要参数的确定齿轮上下偏移的判断：从大齿轮锥顶看去，使小齿轮上下偏移的判断：从大齿轮锥顶看去，使小齿轮在右侧，小齿轮轴线在大齿轮轴线上侧为齿轮在右侧，小齿轮轴线在大齿轮轴线上侧为上偏移，下侧为下偏移；如果小齿轮在左侧，上偏移，下侧为下偏移；如果小齿轮在左侧，则相反。则相反。58三、锥齿轮主要参数的确定三、锥齿轮主要参数的确定5.中点螺旋角中点

16、螺旋角的选择的选择59三、锥齿轮主要参数的确定三、锥齿轮主要参数的确定6.螺旋方向螺旋方向n影响：轴向力方向影响：轴向力方向小端向左为左旋；向右为右旋，大小齿小端向左为左旋；向右为右旋，大小齿轮轮齿方向相反轮轮齿方向相反60三、锥齿轮主要参数的确定三、锥齿轮主要参数的确定6.螺旋方向螺旋方向61三、锥齿轮主要参数的确定三、锥齿轮主要参数的确定7.法向压力角法向压力角车型车型螺旋齿轮螺旋齿轮双曲面齿轮双曲面齿轮轿车轿车1430或或1619或或20货车货车2020重型货车重型货车 2230223062三、锥齿轮主要参数的确定三、锥齿轮主要参数的确定8.强度计算强度计算（1）单位齿长圆周力：）单位齿

17、长圆周力：p=F/b(N/mm)F作用在齿轮上的圆周力作用在齿轮上的圆周力b从动齿轮宽度从动齿轮宽度按发动机最大扭矩计算（公式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许用单位齿长的圆周力如表5-1，实际取值比，实际取值比表表5-1高高2025。63三、锥齿轮主要参数的确定三、锥齿轮主要参数的确定8.强度计算强度计算（2）齿轮弯曲强度计算）齿轮弯曲强度计算（3）齿轮接触强度计算）齿轮接触强度计算（4）材料）材料 要求：要求：64四、主减速器锥齿轮强度计算四、主减速器锥齿轮强度计算（一）计算载荷的确定（一）计算载

18、荷的确定1.Temax和和ig1确定（确定（P114）niikTkTfiedGe01max65（一）计算载荷的确定（一）计算载荷的确定2.按驱动轮打滑扭矩确定按驱动轮打滑扭矩确定TGSmmrGsirmGT 2266（一）计算载荷的确定（一）计算载荷的确定3.按日常行驶平均转矩确定按日常行驶平均转矩确定TGFnirFTmmrtGF67四、主减速器锥齿轮强度计算四、主减速器锥齿轮强度计算681212coscosFF四、主减速器锥齿轮强度计算四、主减速器锥齿轮强度计算690TTkrkkkb115-4差速器设计差速器设计一、差速器的功用一、差速器的功用二、对称锥齿轮差速器二、对称锥齿轮差速器1.普通锥

19、齿轮式差速器普通锥齿轮式差速器（图（图5-19）：70T2T1120Tr普通锥齿轮式差速器示意图T0rr4021TTTrTTT120212717273743dbbTKR Kb=2.52.970.25.1星半zz)(2整数行星轮数半nz75211zzarctg122zzarctg220110sin2sin2zAzAm76dcnrTd1.11030dL1.1322102JndmbKKTKvmsw77785-5 车轮传动装置设计车轮传动装置设计795-5 车轮传动装置设计车轮传动装置设计805-6 驱动桥壳设计驱动桥壳设计815-6 驱动桥壳设计驱动桥壳设计82制制造造工工艺艺主主减减速速器器轴轴承承刚刚度度拆拆装装、调调整整、维维修修桥桥壳壳刚刚度度强强度度质质量量材材料料利利用用率率应应用用可可分分式式简简单单好好不不方方便便受受限限较较重重差差轻轻型型冲冲压压焊焊接接简简单单较较差差方方便便受受限限轻轻好好扩扩张张成成型型设设备备有有要要求求较较差差方方便便受受限限轻轻好好整整体体式式铸铸造造加加工工面面多多较较差差方方便便受受限限重重差差中中重重型型组组合合式式加加工工精精度度高高较较好好不不方方便便较较差差较较重重差差轿轿车车轻轻货货5-6 驱动桥壳设计驱动桥壳设计835-6 驱动桥壳设计驱动桥壳设计