【正文】 和降低動載荷不利。斷開式驅動橋結構較復雜，成本較高，但它大大地增加了離地間隙；減小了簧下質量，從而改善了行使平順性，提高了汽車的平均車速；減 小了汽車在行使時作用于車輪和車橋上的動載荷，提高了零部件的使用壽命；由于驅動車輪與地面的接觸情況及對各種地形的適應性較好，大大增加了車輪的抗側滑能力；與之相配合的獨立懸架導向機構設計得合理，可增加汽車的不足轉向效應，提高汽車的操縱穩(wěn)定性。這種驅動橋在轎車和高通過性的越野汽車上應用相當，比較可知，本設計采用非斷開式驅動橋比較合適。 為了與獨立懸架相適應，驅動橋殼需要分為用鉸鏈連接的幾段，更多的是只保留主減速器殼（或帶有部分半軸套管）部分，主減速器殼固定在車架或車身上，這種驅動橋稱為斷開式驅動橋。為了適 應驅動輪獨立上下跳動的需要，差速器與車輪之間的半軸也要分段，各段之間用萬向節(jié)連接。 鞍山科技大學 本科生 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 8 頁 1主減速器； 2半軸； 3彈性元件； 4減振器； 5車輪； 6擺臂； 7擺臂軸 圖 斷開式驅動橋的構造 主減速器分析 主減速器的結構形式主要是根據(jù)齒輪類型、減速器形式不同而不同。主減速器的齒輪主要有旋錐齒 輪、雙曲面齒輪、圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式。主減速器的減速形式可分為單級減速、雙級減速、雙速減速、單雙級貫通、單雙級減速配以輪邊減速等。 單級主減速器 單級主減速器 (圖 )可由一對圓錐齒輪、一對圓柱齒輪或由蝸輪蝸桿組成，具有結構簡單、質量小、成本低、使用簡單等優(yōu)點。但是其主傳動比扎不能太大，一般 0i ≤ 7，進一步提高 0i 將增大從動齒輪直徑，從而減小離地間隙，且使從動齒輪熱處理困難。單級主減速器廣泛 應用于轎車和輕、中型貨車的驅動橋中。雙面齒輪單級主減速器用于貫通橋時應使 0 5i? 鞍山科技大學 本科生 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 9 頁 圖 雙級主減速器 雙級主減速器與單級相比，在保證離地間隙相同時可得到大的傳動比， 0i 一般為7～ 12。但是尺寸、質量均較大，成本較高。它主要應用于中、重型貨車、越野車和大客車上。 在具有錐齒輪和圓柱齒輪的雙級主減速器中分配 傳動比時，圓柱齒輪副和錐齒輪副傳動比的比值一般為 1． 4～ 2． 0，而且錐齒輪副傳動比一般為 1． 7～ 3． 3，這樣可減小錐齒輪嚙合時的軸向載荷和作用在從動錐齒輪及圓柱齒輪上的載荷，同時可使主動錐齒輪的齒數(shù)適當增多，使其支承軸頸的尺寸適當加大，以改善其支承剛度，提高嚙合平穩(wěn)性和工作可靠性。 雙速主減速器 雙速主減速器內(nèi)由齒輪的不同組合可獲得兩種傳動比。它與普通變速器相配合，可得到雙倍于變速器的擋位。雙速主減速器的高低擋減速比是根據(jù)汽車的使用條件、發(fā)動機功率及變速器各擋速比的大小來選定的。大的主減速比用于 汽車滿載行駛或在困難道路上行駛，以克服較大的行駛阻力并減少變速器中間擋位的變換次數(shù)；小的主減速比則用于汽車空載、半載行駛或在良好路面上行駛，以改善汽車的燃料經(jīng)濟性和提高平均車速。 貫通式主減速器 貫通式主減速器根據(jù)其減速形式可分成單級和雙級兩種。單級貫通式主減速器具有結構簡單，體積小，質量小，并可使中、后橋的大部分零件，尤其是使橋殼、半軸等主要零件具有互換性等優(yōu)點，主要用于輕型多橋驅動的汽車上。根據(jù)減速齒輪形式不同，單級貫通式主減速器又可分為雙曲面齒輪式及蝸輪蝸桿式兩種結構。 鞍山科技大學 本科生 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 10 頁 對于中、重型多橋 驅動的汽車，由于主減速比較大，多采用雙級貫通式主減速器。根據(jù)齒輪的組合方式不同，可分為錐齒輪一圓柱齒輪式和圓柱齒輪一錐齒輪式兩種形式。 差速器結構形式選擇 汽車上廣泛采用的差速器為對稱錐齒輪式差速器，具有結構簡單、質量較小等優(yōu)點，應用廣泛。他又可分為普通錐齒輪式差速器、摩擦片式差速器和強制鎖止式差速器等 1 普通錐齒輪式差速器 由于普通錐齒輪式差速器結構簡單、工作平穩(wěn)可靠，所以廣泛應用于一般使用條件的汽車驅動橋中。 圖 差速器 （圖 ）為其示意圖，圖中ω 0為差速器 殼的角速度；ω ω 2分別為左、右兩半軸的角速度； To 為差速器殼接受的轉矩； 普通錐齒輪差速器的鎖緊系數(shù)是一般為 0． 05～ 0． 15，兩半軸轉矩比 kb=1． 11～ 1． 35，這說明左、右半軸的轉矩差別不大，故可以認為分配給兩半軸的轉矩大致相等，這樣的分配比例對于在良好路面上行駛的汽車來說是合適的。但當汽車越野行駛或在泥濘、冰雪路面上行駛，一側驅動車輪與地面的附著系數(shù)很小時，盡管另一側車輪與地面有良好的附著，其驅動轉矩也不得不隨附著系數(shù)小的一側同樣地減 小，無法發(fā)揮潛在牽引力，以致汽車停駛。 2 摩擦片式差速器 為了增加差速器的內(nèi)摩擦力矩，在半軸齒輪 7 與差速器殼 1 之間裝上了摩擦片 2。兩根行星齒輪軸 5互相垂直，軸的兩端制成 V 形面 4與差速器殼孔上的 V 形面相配，兩個行星齒輪軸 5的 V形面是反向安裝的。每個半軸齒輪背面有壓盤 3 和主、從動摩擦片2，主、從動摩擦片 2 分別經(jīng)花鍵與差速器殼 1和壓盤 3相連。 鞍山科技大學 本科生 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 11 頁 圖 當傳遞轉矩時，差速器殼通過斜面對行星齒輪軸產(chǎn)生沿行星齒輪軸線方向的軸向力，該軸向力推動行星齒輪使 壓盤將摩擦片壓緊。當左、右半軸轉速不等時，主、從動摩擦片間產(chǎn)生相對滑轉，從而產(chǎn)生摩擦力矩。 這種差速器結構簡單，工作平穩(wěn)，可明顯提高汽車通過性。 3 強制鎖止式差速器 當一個驅動輪處于附著系數(shù)較小的路面時，可通過液壓或氣動操縱，嚙合接合器 (即差速鎖 )將差速器殼與半軸鎖緊在一起，使差速器不起作用，這樣可充分利用地面的附著系數(shù)采用差速鎖將普通錐齒輪差速器鎖住，可使汽車的牽引力提高，從而提高了汽車通過性。 當然，如果左、右車輪都處于低附著系數(shù)的路面，雖鎖住差速器，但牽引力仍超過車輪與地面間的附著力，汽車也無法行駛。 強制鎖止式差速器可充分利用原差速器結構，其結構簡單，操作方便。目前，許多使用范圍比較廣的重型貨車上都裝用差速鎖。 結構形式分析 半軸根據(jù)其車輪端的支承方式不同，可分為牛浮式、 34 浮式和全浮式三種形式。 圖 半浮式半軸 (圖 )的結構特點是半軸外端支承軸承位于半軸套管外端的內(nèi)孔，車輪裝在半軸上。半浮式半軸除傳遞轉矩外，其外端還承受由路面對車輪的反力所引起的全部力和力矩。半浮式半軸結構簡單，所受載荷較大，只用于轎車和輕型貨車及輕型 客車上。 34 浮式半軸 (圖 )的結構特點是半軸外端僅有一個軸承并裝在驅動橋殼半軸套管的端部，直接支承著車輪輪轂，而半軸則以其端部凸緣與輪轂用螺釘聯(lián)接。 鞍山科技大學 本科生 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 12 頁 該形式半軸受載情況與半浮式相似，只是載荷有所減輕，一般僅用在轎車和輕型貨車上。 全浮式半軸 (圖 )的結構特點是半軸外端的凸緣用螺釘與輪轂相聯(lián)，而輪轂又借用兩個圓錐滾子軸承支承在驅動橋殼的半軸套管上。理論上來說，半軸只承受轉矩，作用于驅動輪上的其它反力和彎矩全由橋殼來承受。但由于橋殼變形、輪轂與 差速器半軸齒輪不同女、半軸法蘭平面相對其軸線不垂直等因素，會引起半軸的彎曲變形，由此引起的彎曲應力一般為 5～ 70MPa。全浮式半軸主要用于中、重型貨車上。 驅動橋殼結構方案分析 驅動橋殼大致可分為可分式、整體式和組合式三種形式。 可分式橋殼 可分式橋殼由一個垂直接合面分為左右兩部分，兩部分通過螺栓聯(lián)接成一體。每一部分均由一鑄造殼體和一個壓入其外端的半軸套管組成，軸管與殼體用鉚釘連接。這種橋殼結構簡單，制造工藝性好，主減速器支承剛度好。但拆裝、調整、維修很不方便，橋殼的強度和剛度受結構的限制 ，曾用于輕型汽車上，現(xiàn) 已較少使用。 整體式橋殼 整體式橋殼的特點是整個橋殼是一根空心梁，橋殼和主減速器殼為兩體。它具有強度和剛度較大，主減速器拆裝、調整方便等優(yōu)點。 按制造工藝不同，整體式橋殼可分為鑄造式 (圖 )、鋼板沖壓焊接式 (圖 )和擴張成形式三種。鑄造式橋殼的強度和剛度較大，但質量大，加：上面多，制造工藝復雜，主要用于中、重型貨車上。鋼板沖壓焊接式和擴張成形式橋殼質量小，材料利用率高，制造成本低，適于大量生產(chǎn)，廣泛應用于轎車和中、小型貨車及部分重型貨車上。 組合 式橋殼 組合式橋殼是將主減速器殼與部分橋殼鑄為一體，而后用無縫鋼管分別壓入殼體兩端，兩者間用塞焊或銷釘固定。它的優(yōu)點是從動齒輪軸承的支承剛度較好，主減速器的裝配、調整比可分式橋殼方便，然而要求有較高的加工精度，常用于轎車、輕型貨車中。 汽車的主要參數(shù) 變速箱： 機械， 5 檔同步，直接操縱， 1 個倒檔。 a)鑄造式 b)鋼板沖壓焊接式 圖 鞍山科技大學 本科生 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 13 頁 性能（標準型輪胎和后橋速比時） 擋位 變速箱速比 最大速度 1 25 5 110 車輪 /輪胎（標準） 車輪 5JK*16H 輪胎 無內(nèi)胎子午線輪胎 前輪胎： 單胎 后輪胎： 雙胎 發(fā)動機： 最大輸出功率 76/4000（ KW/r/min） 最大扭矩 235/2021（ ） 車架寬： 862mm 最大截面積尺寸： 182*70*4mm 載重： *70% 給定參數(shù)： 后輪載荷 2940N 輪距 2 主減速器設計 主減速器結構分析 螺旋錐齒輪傳動 鞍山科技大學 本科生 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 14 頁 螺旋錐齒輪傳動 (圖 )的主、從動齒輪軸線垂直相交于一點，齒輪并不同時在全長上嚙合，而是逐漸從一端連續(xù)平穩(wěn)地轉向另一端。另外，由于輪齒端面重疊的影響，至少有 兩對以上的輪齒同時嚙合，所以它工作平穩(wěn)、能承受較大的負荷、制造也簡單。但是在工作中噪聲大，對嚙合精度很敏感，齒輪副錐頂稍有不吻合便會使工作條件急劇變壞，并伴隨磨損增大和噪聲增大。為保證齒輪副的正確嚙合，必須將支承軸承預緊，提高支承剛度，增大殼體剛度。 a)螺旋錐齒輪傳動 b)雙曲面齒輪傳動 c)圓柱齒輪傳動 d)蝸桿傳動 圖 主減速器齒輪傳動形式 雙曲面齒輪傳動 雙曲面齒輪傳動（ ）的主、從動齒輪的軸線 相互垂直而不相交，主動齒輪軸線相對從動齒輪軸線在空 間偏移一距離 E，此 距離稱為偏移距。由于偏移距正的存在， 使主動齒輪螺旋角 1? 大于從動齒輪螺旋角 2? ( 圖 )。根 據(jù)嚙合面上法向力相等，可求出主、從動齒輪圓周力之比 圖 ??2121 coscos?FF （ ） 式中， F1 、 F2 分別為主、從動齒輪的圓周力； ? ?2分別為主、從動齒輪的螺旋角。 螺旋角是指在錐齒輪節(jié)錐表面展開圖上的齒線任意一點 A 的切線 TT 與該點和節(jié)錐頂點連線之間的夾角。在齒面寬中點處的螺旋角稱為中點螺旋角。通常不特殊說明，則螺旋角系指中點螺旋角。雙曲面齒輪傳動比為： ?? 11 2211 220 c osc osrrrF rFi s ?? （ ） 式中， is0 為雙曲面齒輪傳動比； r1 、 r2 分別為主、從動齒輪平均分度圓半徑。 螺旋錐齒輪傳動比為： 12rriOL? （ ） 鞍山科技大學 本科生 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 15 頁 令 12 cos/cos ???K ，則 Ls Kii 00 ? 。由于 21 ??? ，所以系數(shù) K1，一般為 1． 25～1． 50。這說明： 1)當雙曲面齒輪與螺旋錐齒輪尺寸相同時，雙曲面齒輪傳動有更大的傳動比。 2)當傳動比一定，從動齒輪尺寸相同時，雙曲面主動齒輪比相應的螺旋錐齒輪有較大的直徑，較高的輪齒強度以及較大的主動齒輪軸和軸承剛度。 3)當傳動比一定，主動齒輪尺寸相同時，雙曲面從動齒輪直徑比相應的螺旋錐齒輪為小，因而有較大的離地間隙。 另外，雙曲面齒輪傳動比螺旋錐齒輪傳動還具有