現(xiàn)代汽車構造 驅動橋構造與設計 學習課件

驅動橋構造與設計第一節(jié)概述一、驅動橋的組成與功用驅動橋組成：主減速器、差速器、半軸和驅動橋橋殼等。橋殼差速器主減速器半軸輪轂驅動橋功用分配轉矩差速改變轉矩方向（縱置發(fā)動機）支承（對非獨立懸架）與傳遞上下的力、力矩增大轉矩，降低轉速

問題：在一般汽車的機械式傳動中，有了變速器(有時還有副變速器或分動器)，為什么還需要驅動橋？二、驅動橋分類非斷開式（整體式）驅動橋半軸套管與主減速器殼剛性連接組成驅動橋殼，左右兩側車輪不能獨立跳動的驅動橋。斷開式驅動橋驅動橋殼分成兩段，主減速器殼固定在車架上，兩側車輪通過獨立懸架與車架連接，可以獨立跳動的驅動橋。三、驅動橋結構方案分析斷開式驅動橋

平順性成本動載荷通過性抗側滑能力操縱穩(wěn)定性轎車和越野車斷開式驅動橋：結構復雜，成本較高，但它大大增加了離地間隙；主減速器的部件屬于簧載質量，減小了簧下質量，從而改善了行駛平順性，提高了汽車的平均車速；減小了汽車在行駛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廣泛。驅動橋結構方案分析非斷開式驅動橋

1、結構簡單、制造工藝好、成本低、工作可靠、維修調整容易2、但整個驅動橋均屬于簧下質量，對汽車平順性和降低動載荷不利。廣泛應用于各種載貨汽車、客車及多數(shù)的越野汽車和部分小轎車上。(a)6x6汽車非貫通式驅動橋的布置(b)8x8汽車貫通式驅動橋的布置驅動橋結構方案分析斯太爾汽車貫通式驅動橋結構簡圖輸入軸輸出軸驅動橋結構方案分析四、驅動橋的要求選擇主減速比，保證汽車具有最佳的動力性和燃料經(jīng)濟性。主減速比有減小的趨勢

通過性要求，保證傳動比，盡量使得尺寸減小。（最小離地間隙在汽車的哪些部位容易發(fā)生？）齒輪及其它傳動件工作平穩(wěn)，噪聲小。在各種轉速和載荷下具有高的傳動效率。在保證足夠的強度、剛度條件下，應力求質量小，尤其是簧下質量（非簧載質量）應盡量小，以改善汽車平順性。與懸架導向機構運動協(xié)調，對于轉向驅動橋，還應與轉向機構運動協(xié)調。結構簡單，加工工藝性好，制造容易，拆裝，調整方便。主減速比i0主減速比i0大，動力性好，但是經(jīng)濟性差，反之亦然。主減速比較大，而受離地間隙限制時，就要考慮采用雙級主減速器。我國重型汽車車橋歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

陜西漢德車橋有限公司鄭娟英國內(nèi)現(xiàn)狀隨著近年來我國重型汽車市場的快速增長，重型商用車橋的市場容量也在迅速擴張，2009年全年銷量約為180萬根，銷售收入約為300億元左右。預計到2010年全年市場容量將達到200萬根以上，銷售收入超過350億元。由此可見，市場規(guī)模相當可觀。其中，前橋業(yè)務占整個車橋行業(yè)銷售額的30％左右，后驅動橋、雙聯(lián)后驅動橋占絕對主導地位，支撐橋份額不到10％。目前國內(nèi)重型商用汽車市場中，單、雙級減速驅動橋比例大致是4：6，其中單級橋主要集中在一汽解放、東風汽車；雙級橋主要集中在中國重汽、陜汽重卡、北方奔馳和上汽紅巖依維柯。主要制造商集中在東風德納車橋有限公司、一汽解放汽車有限公司車橋分公司、中國重汽濟南橋箱有限公司、陜西漢德車橋有限公司、安徽安凱福田曙光車橋有限公司、一汽山東汽車改裝廠及青特眾力車橋有限公司等企業(yè)。問題：據(jù)專業(yè)人士稱，在汽車底盤平臺主要零部件中，依靠現(xiàn)有技術，車橋總成最有可能達到國際先進水平。但是，如今國內(nèi)上百家商用車車橋企業(yè)中，具有一定實力、水平及規(guī)模的只有十多家，產(chǎn)品水平與國外企業(yè)差距很大?？傮w來講，國外先進的車橋能夠保修100萬公里甚至150萬公里，而國內(nèi)重型商用車橋的使用壽命僅為80萬公里左右，至于保修歷程大多也就是10萬公里或1年時間。主要問題是：加工設備技術落后，工藝水平普遍較低，過程控制能力較弱，試制、試驗、監(jiān)測及分析技術落后等導致產(chǎn)品質量不穩(wěn)定，出現(xiàn)“漏油、漏氣”的現(xiàn)象較多，齒輪噪聲高、早期失效普遍，制動器質量缺陷較多等。存在以上問題的主要原因是：由于對知識產(chǎn)權的保護力度不夠，使得車橋行業(yè)內(nèi)抄襲成風，導致國內(nèi)的車橋企業(yè)對研發(fā)的投入普遍不足；封閉的集團內(nèi)車橋市場使得企業(yè)缺乏技術積淀和研發(fā)人才儲備?，F(xiàn)代商用車橋發(fā)展趨勢重型車橋總成的整體性能正在向輕量化、低噪音、高效率、大扭矩、寬速比、長壽命、低成本，更舒適、更安全、更加注重電子化和環(huán)保的方向發(fā)展，比如ABS／ASR系統(tǒng)，電子制動系統(tǒng)(EBS)，輪胎氣壓監(jiān)控報警系統(tǒng)(TPM)集中潤滑，充放氣系統(tǒng)懸架等都應用在車橋總成上。1．承受更大扭矩，滿足搭載大馬力發(fā)動機有專家預測，在未來的50年內(nèi)，卡車的最大功率將達到735千瓦(1000馬力)，汽車總質量將達到100噸。因此，滿足大扭矩、大功率發(fā)動機的車橋產(chǎn)品將是重型車橋未來的方展方向之一。2．齒輪及其他傳動機件工作平穩(wěn)、可靠，低噪音目前國內(nèi)驅動橋傳動系統(tǒng)的主要問題是噪音較高，疲勞壽命較短，主要原因是齒輪精度和強度不夠。提高加工精度、裝配精度，增強齒輪支承剛度，增強橋殼及主減速器殼的剛度以避免其受載變形后破壞齒輪的正確嚙合，都是降低驅動橋噪聲的有效措施。3.零件標準化、部件通用化、產(chǎn)品系列化4．高燃油經(jīng)濟性和環(huán)保性5．電子化、智能化滿足ABS／ASR系統(tǒng)、汽車采用電子穩(wěn)定程序(ESP)等電子硬件的安裝和使用。第二節(jié)主減速器結構與設計主減速器的作用與分類作用：減速增扭；改變扭矩的方向。分類：按傳動齒輪副的數(shù)目：單級主減速器雙級主減速器輪邊減速器按主減速器檔位：單速式雙速式按齒輪副結構形式：圓柱齒輪式、圓錐齒輪式、準雙曲面齒輪式幾種類型的主減速器一、單級主減速器只有一對齒輪副傳動，零件少，結構緊湊，重量輕，傳動效率高。主傳動比：主減速器的傳動比稱為主傳動比，用i0表示。i0

=z2/z1Z2---從動齒輪齒數(shù)Z1---主動齒輪齒數(shù)齒輪的支承目的：增加支承剛度，便于拆卸、調整。主動齒輪的支承跨置式、懸臂式從動齒輪支承：跨置式軸承的預緊目的：減小錐齒輪傳動過程中的軸向力引起的軸向位移，保證齒輪副正常嚙合調整辦法:

調整墊片/調整螺母優(yōu)點：

結構最簡單、質量小、制造容易、拆裝簡便缺點：

只能用于轉矩傳遞小扭矩的發(fā)動機

只能用于主傳動比較小的車上，i0<7/6？二、雙級主減速器由兩級齒輪傳動。在實現(xiàn)較大傳動比的前提下，提高離地間隙?？梢酝ㄟ^更換不同的齒輪副實現(xiàn)不同的傳動比整體式雙級主減速器特點：1、一般錐齒輪副是作為第一級減速齒輪;2、錐齒輪副減速比≤圓柱齒輪減速比滿足：1、傳動比要求一般總減速比在7～12;2、離地間隙小錐齒輪－圓柱齒輪雙級主減速器的三種布置形式

降低質心高度；減小傳動軸長度；用在長軸距汽車上，減小傳動軸長度?？v向水平布置便于貫通式驅動橋的布置這種布置介于縱向布置和垂向布置之間斜向布置垂向布置33

雙級主減速器傳動形式：一級螺旋齒輪或雙曲面齒輪、二級圓柱齒輪34

雙級主減速器傳動形式：一級行星齒輪、二級螺旋或雙曲面齒輪35

雙級主減速器傳動形式：一級圓柱、二級螺旋或雙曲面齒輪在多橋驅動的汽車上，為了貫通式驅動橋的布置方便，常常將圓柱齒輪副作為第一級，而螺旋錐齒輪副或雙曲面齒輪副則作為第二級圓柱齒輪－錐齒輪雙級主減速器少數(shù)汽車上由于特殊的布置要求而采用特點是能有效地減小傳動軸夾角并縮短其長度37

雙級主減速器布置形式：縱向水平垂向輪廓尺寸小質心低，縱向尺寸大用于長軸距汽車為什么不用于短軸？38

雙級主減速器布置形式：垂向縱向尺寸小，萬向傳動軸夾角小適用于短軸距貫通式驅動橋垂向尺寸大，降低了橋殼剛度39

雙級主減速器布置形式：

傾斜：處于兩者之間40

雙級主減速器雙級主減速器的分配問題：i0=i01?i02從提高強度減輕質量，使結構盡可能緊湊等方面考慮，要求i01盡可能小，則第一級減速器以后的零件受力?。粡难b配的方便性考慮，要求i02取大些；41

雙級主減速器第一級用斜齒圓柱齒輪，第二級用錐齒輪（傳動方案三）時，i01應取小，可減小第二級軸向力，齒輪嚙合受破壞程度↓，軸承受力小↓，壽命↑；i01如果取小，

i02一定要取大些；一般i01=1.7~2.5三、輪邊減速器需要較大的傳動比和離地間隙。將雙級主減速器的第二級放在驅動車輪側，稱之為輪邊減速器。輪邊減速器一般采用行星齒輪變速器。主減速器車輪輪邊減速器輪邊減速器車輪44

單雙級減速配輪邊減速器分開式單雙級減速器的共同特點：（1）部分零件（半軸、差速器）承載小，尺寸可以做小些（2）i0大（3）hmin大，地板低（4）結構復雜，成本高，制造維修難（5）質量大45

單雙級主減速器配輪邊減速器輪邊減速器類型：圓柱行星齒輪式：傳動比大可布置在輪轂內(nèi)用途：用于某些重型汽車、礦山自卸車、大型公共汽車、越野車46

單雙級主減速器配輪邊減速器輪邊減速器類型：

圓錐行星齒輪式：

可變換高低檔高檔低擋47

單雙級主減速器配輪邊減速器輪邊減速器類型：普通外嚙合圓柱齒輪式：主動齒輪上置可提高離地間隙主動齒輪下置可降低地板高度用途：多用于越野車和城市公交車輪邊減速器普通外嚙合圓柱齒輪式-下置主動齒輪有上置和下置兩種形式下置主要用于城市公共汽車和大客車上，可降低車身地板高度和汽車質心高度，提高了行駛穩(wěn)定性，方便了乘客上、下車。輪邊減速器普通外嚙合圓柱齒輪式-上置主動齒輪上置，主動齒輪上置式輪邊減速器主要用于高通過性的越野汽車上，可提高橋殼的離地間隙四、雙速主減速器雙速主減速器概念：主減速器有兩個傳動比。它與普通變速器相配合，可得到雙倍于變速器的擋位。為了提高汽車的動力性和經(jīng)濟性，有些重型車輛或越野車輛采用具有兩個傳動比的主減速器在良好路面上使用時，用小傳動比的檔位行駛，提高經(jīng)濟性。該檔位常接合。在壞路面或載荷較大時，通過操縱裝置換到大傳動比檔位，提高車輛的經(jīng)濟性。該檔位需要時接合。操縱距離較遠，一般采用氣動或者電液操縱方式。雙速主減速器結構示意圖高速主傳動比：i0=i01

低速主傳動比：i0=i01

×i02

×52

雙速主減速器種類：

1）圓柱齒輪組：尺寸大，質量大，主減速比大53

雙速主減速器2）行星齒輪組：結構緊湊，剛度和強度大用途：

單橋驅動重型汽車左走不減速，為高速檔右走起作用，為低速檔五、貫通式主減速器主要應用于多軸驅動的汽車，具有方便布置，結構簡化，零部件通用性好特點貫通式主減速器56

貫通式主減速器單級：用于各種噸位多橋驅動汽車貫通式驅動橋雙曲面齒輪傳動：結構受限，主動齒輪工藝性差，速比小，最大值在5左右57

貫通式主減速器單級：用于各種噸位多橋驅動汽車貫通式驅動橋

蝸輪蝸桿傳動：質量小噪聲低傳動比大便于布置雙級貫通式主減速器之錐齒輪——圓柱齒輪優(yōu)點：傳動比大缺點：高度尺寸大，從動錐齒輪懸臂安裝，支承剛度差主動齒輪工藝性差軸間差速器錐齒輪圓柱齒輪貫通軸雙級貫通式主減速器之圓柱齒輪一錐齒輪優(yōu)點：高度尺寸小缺點：傳動比小，有時候需要輪邊減速器用于重型車貫通軸錐齒輪圓柱齒輪六、主減速器齒輪結構形式

結構形式主要是根據(jù)齒輪類型、減速形式的不同而不同。齒輪主要有螺旋錐齒輪、雙曲面錐齒輪、圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式。

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。

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1.一對螺旋圓錐齒輪優(yōu)點：

螺旋錐齒輪傳動的主、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，而是逐漸從一端連接平穩(wěn)地轉向另一端。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，壽命長。62

1.一對螺旋圓錐齒輪缺點：

有軸向力、且方向不定，應避免方向指向錐頂；對嚙合精度敏感，若錐頂不重合，使接觸應力↑，彎曲應力↑，噪聲↑，壽命↓；要求制造、裝配精度高。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。63

特點: 兩齒輪軸線不相交，交錯布置，小齒輪軸線距大齒輪水平中心線有空間偏移量E（偏移距）2.雙曲面錐齒輪嚙合64

2.雙曲面齒輪嚙合

β定義：齒輪齒寬中點的切線和該中點與齒輪中心（節(jié)錐頂點）連線之間的夾角—螺旋角螺旋角β1≠β2，

β1＞β2

嚙合面法向力相等，得：F1F2是圓周力，F(xiàn)f是法向力

根據(jù)嚙合面上法向力相等，

F1、F2分別為主、從動齒輪的圓周力齒輪傳動比r1、r2分別為主、從動齒輪平均分度圓半徑

令K=cosβ2/cosβ1。由于β1＞β2，所以系數(shù)K＞1，一般為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。Break67

雙曲面齒輪與螺旋齒輪相比：傳動比（雙曲面i0S、螺旋i0l

）：尺寸相同時，

i0S＞i0l

；68

雙曲面齒輪與螺旋齒輪相比：i0和D2相同時，雙曲面主動齒輪D1大，輪齒強度高，支承強度高i0和D1相同時，雙曲面從動齒輪D2小，離地間隙大69

雙曲面齒輪與螺旋齒輪相比：有偏移距E，利于布置多橋貫通，多用于多軸驅動汽車上，傳動系結構可以簡化；在壽命相同的情況下，雙曲面齒輪尺寸可以小，最小離地間隙大；70

雙曲面齒輪與螺旋齒輪相比：傳動效率低0.96，低于螺旋齒輪0.99，高于蝸輪蝸桿；主動錐齒輪大，加工時刀盤刀頂距大，刀具壽命長；71

雙曲面齒輪與螺旋齒輪相比：存在沿齒高方向的側向滑動，還有沿齒長方向的縱向滑動，運轉更平穩(wěn)。β雙＞β螺，輪齒重合度大，傳動更平穩(wěn)，齒輪彎曲強度提高。傳動特點：雙曲面齒輪副不僅存在沿齒高方向的側向滑動，而且還有沿齒長方向的縱向滑動?？v向滑動的影響：1、可改善齒輪的磨合過程，使其具有更高的運轉平穩(wěn)性。2、傳動效率低，容易使齒面燒結、膠合73

雙曲面齒輪與螺旋齒輪相比：主動齒輪螺旋角β1大，不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)可減少，有利于增大傳動比。主動齒輪直徑D1和螺旋角β1大，相嚙合的輪齒當量曲率半徑大，因此齒面接觸強度高。雙曲面齒輪傳動也存在如下缺點（1）沿齒長的縱向滑動會使摩擦損失增加，降低傳動效率。雙曲面齒輪副傳動效率約為96%，螺旋錐齒輪副的傳動效率約為99%。（2）齒面間大的壓力和摩擦功，可能導致油膜破壞和齒面燒結咬死，即抗膠合能力較低。（3）雙曲面主動齒輪具有較大的軸向力，使其軸承負荷增大。（4）雙曲面齒輪傳動必須采用可改善油膜強度和防刮添加劑的特種潤滑油，螺旋錐齒輪傳動用普通潤滑油即可。一般情況下，當要求傳動比大于4.5而輪廓尺寸又有限時，采用雙曲面齒輪傳動更合理。

因為如果保持主動齒輪軸徑不變，則雙曲面從動齒輪直徑比螺旋齒輪小。當傳動比小于2時，可選用螺旋錐齒輪傳動雙曲面主動齒輪相對螺旋錐齒輪主動齒輪顯得過大，占據(jù)了過多空間，這時，因為螺旋錐齒輪傳動具有較大的差速器可利用空間。對于中等傳動比，兩種齒輪傳動均可采用。雙曲面齒輪與螺旋齒輪選用：76

3.斜齒圓柱齒輪傳動特點：用于發(fā)動機橫置前置前驅轎車驅動橋（傳動器）77

優(yōu)點：

i0大，輪廓尺寸不大，質量不重，

i0＝6～14工作平穩(wěn)，噪聲低用于多軸驅動汽車，傳動系結構簡單傳遞載荷大，壽命長結構簡單，拆裝方便，調整容易。4.蝸輪蝸桿傳動78

4.蝸輪蝸桿傳動缺點：η＜0.96齒圈要求用高質量錫青銅制造，成本高。蝸桿傳動主要用于生產(chǎn)批量不大的個別重型多橋驅動汽車和具有高轉速發(fā)動機的大客車上。主減速器研究汽車驅動橋的輕量化設計衡陽風順車橋有限公司朱航生輕量化途徑：1、采用新型高強度材料和輕型合金材料2、采用的制造工藝：齒輪表面噴丸組合處理，提高轉矩傳遞能力；橋殼焊接采用智能機器人技術和自動控制技術，采用摩擦焊接和等離子焊接技術替代二氧化碳保護焊，以增強橋殼強度和保持表面清潔度；橋殼本體由一塊整板沖壓成型代替三段焊接和上下片焊接，提高橋殼支撐強度和壽命；半軸花鍵采用滾軋成型工藝，提高花鍵轉矩傳遞能力等。3、合理布局，優(yōu)化設計，改善受力分布，減小結構尺寸，提高支承剛度和壽命。具體方法：1）整車設計時減小輪胎與彈簧距離，以減小橋殼危險截面彎曲應力；2）增加套管直徑而不是套管壁厚來提高橋殼的承載能力；3）增加主從動輪的強度而不是簡單的依靠增加從動輪的直徑來提高主減速器的承載能力。輕量化面臨的困境：基礎材料的分類和使用比較粗放，國內(nèi)汽車規(guī)模分散，高端車型引進技術和進口原材料，使得新型高強度材料應用的研發(fā)資金弱，很難推動新型材料的研發(fā)與應用；工藝和管理水平亟待提高，主要體現(xiàn)在針對新型高強度材料的加工、沖壓、焊接和熱處理等工藝裝備的缺失和落后；汽車產(chǎn)品研發(fā)的模式限制了人的積極性和創(chuàng)造性。重型汽車驅動橋的基本結構及發(fā)展方向河北省張北縣交通局高志剛基本結構：1.1中央單級減速驅動橋是驅動橋的基本形式，在載重汽車中占主導地位。一般在主傳動比小于6的情況下，應盡量采用中央單級減速驅動橋。目前的中央單級減速器趨于采用雙曲線螺旋傘齒輪，主動小齒輪采用騎馬式支承，有差速鎖裝置供選用。1.2中央雙級驅動橋在國內(nèi)目前的市場上，中央雙級驅動橋主要有2種類型：一類如伊頓系列產(chǎn)品，事先就在單級減速器中預留好空間，當要求增大牽引力與速比時，可裝入圓柱行星齒輪減速機構，將原中央單級改成中央雙級驅動橋，這種改制“三化”程度高，橋殼、主減速器等均可通用，盆齒輪直徑不變：另一類如洛克威爾系列產(chǎn)品，當要增大牽引力與速比時，需要改制第一級傘齒輪后，再裝入第二級圓柱直齒輪或斜齒輪，變成要求的中央雙級驅動橋，這時橋殼可通用，主減速器不通用，盆齒輪有2個規(guī)格。由于上述中央雙級減速橋均是在中央單級橋的速比超出一定數(shù)值或牽引總質量較大時，作為系列產(chǎn)品而派生出來的一種型號，它們很難變型為前驅動橋，使用受到一定限制。因此，綜合來說，雙級減速橋一般均不作為一種基本型驅動橋來發(fā)展，而是作為某一特殊考慮而派生出來的驅動橋存在。1.3中央單級、輪邊減速驅動橋輪邊減速驅動橋在油田、建筑工地、礦山等非公路車與軍用車上應用廣。當前輪邊減速橋可分為2類：一類為圓錐行星齒輪式輪邊減速橋，沃爾沃、雷諾等都采用此類車橋；另一類為圓柱行星齒輪式輪邊減速驅動橋，奔馳、斯堪尼亞、中國重汽、重慶重汽等都采用此類車橋。1.3.1圓錐行星齒輪式輪邊減速橋由圓錐行星齒輪式傳動構成的輪邊減速器，輪邊減速比為固定值2，它一般均與中央單級橋組成為一系列。在該系列中，中央單級橋仍具有獨立性，可單獨使用，需要增大橋的輸出轉矩，使牽引力增大或速比增大時，可不改變中央主減速器而在兩軸端加上圓錐行星齒輪式減速器即可變成雙級橋。這類橋與中央雙級減速橋的區(qū)別在于：降低半軸傳遞的轉矩，把增大的轉矩直接增加到兩軸端的輪邊減速器上，其“三化”程度較高。但這類橋因輪邊減速比為固定值2，因此，中央主減速器的尺寸仍較大，一般用于公路、非公路軍用車。1.3.2圓柱行星齒輪式輪邊減速橋單排、齒圈固定式圓柱行星齒輪減速橋，一般減速比在3至4.2之間。由于輪邊減速比大，因此，中央主減速器的速比一般均小于3，這樣盆齒輪就可取較小的直徑，以保證重型汽車對離地問隙的要求。這類橋比單級減速器的質量大，價格也要貴些，而且輪轂內(nèi)具有齒輪傳動，長時間在公路上行駛會產(chǎn)生大量的熱量而引起過熱；因此，作為公路車用驅動橋，它不如中央單級減速橋。2．重型汽車驅動橋的發(fā)展方向隨著我國公路條件的改善和物流業(yè)對車輛性能要求的變化，重型汽車驅動橋技術已呈現(xiàn)出向單級化發(fā)展的趨勢。2.1單級橋與雙級橋的主要區(qū)別及用途單級橋有主減速器，一級減速。橋包尺寸大，離地間隙小，相對雙級橋而言，其通過性較差，主要用于公路運輸車輛。雙級橋有主減速器減速、輪邊減速器減速，形成二級減速。由于是二級減速，主減速器減速速比小，主減速器總成相對較小，橋包相對減小，因此離地間隙加大，通過性好。該系列橋總成主要用于公路運輸，以及石油、工礦、林業(yè)、野外作業(yè)和部隊等領域。2.2單級減速驅動橋產(chǎn)品的優(yōu)勢2.2.1單級減速驅動橋是驅動橋中結構最簡單的一種，制造工藝簡單，成本較低，是驅動橋的基本類型，在重型汽車上占有重要地位；2.2.2重型汽車發(fā)動機向低速大轉矩發(fā)展的趨勢，使得驅動橋的傳動比向小速比發(fā)展；2.2.3隨著公路狀況的改善，特別是高速公路的迅猛發(fā)展，重型汽車使用條件對汽車通過性的要求降低，因此，重型汽車不必像過去一樣，采用復雜的結構提高通過性；2.2.4與帶輪邊減速器的驅動橋相比，由于產(chǎn)品結構簡化，單級減速驅動橋機械傳動效率提高，易損件減少，可靠性提高。基于ADAMS的驅動橋齒輪嚙合動力學仿真研究沈陽理工大學/三一重型裝備有限公司/曙光車橋有限責任公司陳克，高潔，張闖英，孫文周，李家永摘要：運用CATIA軟件建立驅動橋主減速器和差速器齒輪傳動系統(tǒng)的三維實體模型，基于ADAMS軟件建立了主減速器和差速器齒輪傳動的虛擬樣機模型．將Hertz接觸理論嵌入仿真模型，在齒輪之間施加接觸力，實現(xiàn)了齒輪嚙合的動態(tài)實時仿真．通過在主減速器主動齒輪施加轉速驅動，差速器半軸齒輪施加不同的負載轉矩，模擬了汽車在轉彎工況下驅動橋主減速器和差速器的齒輪傳動，得到了主減速器齒輪、差速器齒輪的轉速以及嚙合力曲線，為深入研究齒輪傳動系統(tǒng)動態(tài)特性提供了理論參考依據(jù)．大轉矩汽車驅動橋主減速器齒輪研制綦江齒輪傳動有限公司劉小龍趙世純本文針對斯太爾汽車主減速器強度無法滿足大噸位載重汽車和牽引車的需求，用格里森CAGE4win錐齒輪設計軟件對齒形參數(shù)進行強化設計后，可以有效地提高該類齒輪副的強度，取得既強化又降噪的雙重效果；再采用強化工藝措施可以盡可能地延長該齒輪副的壽命，從而滿足該類汽車的使用要求。文中分析了開發(fā)的背景和失效原因，給出了技術措施。為更好地提高該齒輪日常行駛抗接觸疲勞的能力，分析造成齒輪早期失效的原因采用了以下強化工藝措施：(1)采用熱后齒面應力噴丸工藝。據(jù)有關資料介紹：齒面應力噴丸后彎曲疲勞強度可提高20％～30％，接觸疲勞強度可提高10％～15％。(2)滲碳淬硬有效硬化層深D值比原設計適當提高。(3)從材料的綜合性能考慮采用22CrMoH材料生產(chǎn)，并嚴格控制等溫正火質量和熱處理變形。汽車驅動橋虛擬設計系統(tǒng)研究青島理工大學王豐元周群輝王愛兵青特集團楊朝會摘要：為改善驅動橋傳統(tǒng)的設計方式，采用參數(shù)化技術和交互式繪圖技術，應用數(shù)據(jù)庫技術及SolidWorks和ANSYS軟件二次開發(fā)技術，利用VisualBasic6．0開發(fā)工具，完成驅動橋零部件虛擬設計系統(tǒng)的開發(fā)，實現(xiàn)驅動橋設計分析的虛擬化和一體化。雙從動齒輪驅動橋武漢理工大學陳方楊波重型商用車驅動橋振動噪聲分析重慶大學徐中明，晏慧，張志飛，賀巖松，史方圓摘要：針對某重型商用車驅動橋，對其在60km／h勻速行駛工況下進行了振動噪聲預測分析；通過橋殼模態(tài)分析、驅動橋瞬態(tài)響應分析、橋殼頻率分析得到驅動橋的振動情況，根據(jù)上述結果進行噪聲分析，找出了橋殼噪聲主要輻射部位，并對噪聲聲壓級進行預測估計。結果表明：驅動橋噪聲產(chǎn)生的直接原因是驅動橋表面的振動，該振動是由齒輪嚙合時產(chǎn)生的各種動態(tài)力引起的，驅動橋噪聲的主要輻射部位為橋殼后蓋。提出了橋殼改進方案，并進行了仿真驗證，結果表明對橋殼后蓋加十字脛的方案能有效控制噪聲。準雙曲面齒輪彎曲應力的計算河南科技大學崔慧軍楊宏斌魏冰陽【摘要】介紹了用有限元法來計算準雙曲齒輪的齒根應力的方法。根據(jù)準雙曲齒輪的有限元模型，分析了準雙曲齒輪齒根應力的影響矩陣和載荷矩陣，并給出了其應力計算公式，這種算法比傳統(tǒng)算法準確可靠。在最后一部分，給出了一個計算實例。測量選墊技術在裝載機驅動橋主減速器裝配中的運用柳工機械股份有限公司李明晟摘要：介紹了測量選墊技術的基本原理和相關設備，采用較為先進的測量選墊技術對裝載機驅動橋主減速器的裝配工藝進行了改進，提高了裝配效率和質量。七、主減速器主、從動齒輪的支承方案主動錐齒輪懸臂式支承1）懸臂式：要點：圓錐滾子大端向外軸承間距離a小，b大靠齒輪軸徑大，根據(jù)支反力確定靠近齒輪的軸承的受力 選用原則：剛度大，壽命長，調整方便，效率高，能承受雙向軸向力1、主動錐齒輪兩種支承形式：懸臂式支承和跨置式支承主動錐齒輪懸臂式支承支承距離b應大于2.5倍的懸臂長度a且應比齒輪節(jié)圓直徑的70%還大另外靠近齒輪的軸直徑應不小于尺寸a近齒輪的軸承軸徑比另外一個大些如靠近齒輪的軸承用圓柱滾子軸承，另一個就要用雙列圓錐滾子軸承，承受雙向的軸向力主減速器主、從動齒輪的支承方案主動錐齒輪跨置式支承（騎馬式）2）跨置式支承：優(yōu)點：支承剛度好軸承載荷小主動齒輪軸長度短，布置緊湊缺點：殼體設置軸承座在需要傳遞較大轉矩情況下，最好采用跨置式支承。主動錐齒輪的預緊目的：消除安裝的原始間隙、磨合期間該間隙的增大及增強支承剛度。預緊模型預緊力大小要合適預緊力的增大支承剛度增強，從而改善了齒輪的嚙合和軸承的工作條件。當預緊力超過某一理想值時，軸承壽命將急劇下降。

軸承預緊對其壽命的影響預緊值可取為以發(fā)動機最大轉矩時換算所得軸向力的30％軸承預緊力的大小可用軸承的摩擦力矩來檢驗預緊力壽命預緊度的調整方法：精選兩軸承內(nèi)圈間的套筒長度調整墊圈厚度軸承與軸肩之間的調整墊片波形套筒－調整很方便波形套簡及其特性2、從動齒輪從動錐齒輪支承要點：軸承滾子大端向內(nèi)軸承間距離1、c＋d小，保證剛性2、c＋d不能夠太小，保證支承穩(wěn)定性3、盡量c＝d，保證載荷均勻錐齒輪要預緊從動錐齒輪的輔助支承（止推裝置）目的：防止大直徑從動錐齒輪在大的負荷下會產(chǎn)生較大的變形可調整式(由青銅止推塊及調整螺栓組成)滾輪式齒輪嚙合調整目的：運轉平穩(wěn)和延長齒輪壽命調整內(nèi)容：齒面接觸區(qū)和齒側間隙設計要求：齒輪支承的結構上應保證主、從動錐齒輪能進行軸向調整齒面接觸區(qū)：無負荷時，主減速器錐齒輪的齒面接觸區(qū)應位于齒高的中部略偏小齒側間隙：查有關手冊機動車輛驅動橋主減速器的調整要點

陸剛調整原則：(1)首先調整軸承的預緊度，再調整嚙合印痕，最后調整嚙合間隙。(2)主、從動圓錐齒輪軸承的預緊度必須按原廠規(guī)定的數(shù)值和方法進行檢查和調整在主減速器調整過程中，軸承的預緊度不得變更，始終都應符合原廠規(guī)定值。(3)在保證嚙合印痕合格的前提下．嚙合間隙和嚙合狀況都必須符合技術條件，否則應成對更換齒輪副。(4)準雙曲線圓錐齒輪、奧利康圓錐齒輪(等高齒)和格利森圓錐齒輪(圓弧非等高齒)嚙合印痕的技術標準不盡相同．調整方法也有差異前兩種齒輪往往以移動主動圓錐齒輪調整嚙合印痕．以移動從動圓錐齒輪調整嚙合間隙：而對格利森齒輪的調整則無特殊的要求。預緊度調整：軸承預緊度一般都是通過螺紋、墊片或隔套等改變兩錐軸承內(nèi)環(huán)或外環(huán)之間的距離來調整的。結構不同，調整裝置和部位均有所不同。主從動圓錐齒輪嚙合印痕和齒側間隙調整：從嚙合印痕的位置及承載后的變化規(guī)律理論上講，一對圓錐螺旋齒輪的軸線必須在錐頂相交(雙曲面齒輪除外)，且交角符合設計要求才可能有正確的嚙合印痕。然而由于制造、裝配誤差以及使用條件下，特別是較大載荷作用下，軸、軸承及殼體變形的影響，兩齒輪必然略有偏移。若兩齒輪相嚙合的齒面曲率半徑完全相符，這種偏移使接觸區(qū)即嚙合印痕移向外端，造成應力集中，加劇齒輪損壞。為了減小這種影響，制造時使齒輪的兩側面圓弧曲率半徑不等，使凸面略小于凹面．這樣輪齒不在全長接觸，而只在中部附近區(qū)域接觸，則齒輪略有偏移后接觸區(qū)變化不明顯。顯然，這樣的齒面接觸，在承載后接觸面將隨載荷的增加而增加，逐漸趨向全面接觸。另外，齒輪承受載荷后由于齒面的彈性變形，齒的接觸區(qū)發(fā)生位移，且位移規(guī)律隨齒制不同而異。常用的格里森制和雙曲線圓弧錐齒輪受載后接觸區(qū)向大端移動．因而調整時應略偏向小端。對于常使用的舊齒輪來說，磨損接觸印痕已經(jīng)增大．維修調整時應使其保持原嚙合印痕。驅動橋支撐剛性對齒輪嚙合特性的影響分析

東風德納車橋產(chǎn)品研發(fā)中心馮喜成張步良

東風德納車橋齒輪研究所楊建軍【摘要】介紹了基于Gleason試驗標準的某商用車后橋主減速器錐齒輪參數(shù)E、P、G、α的計算方法，并在此基礎上對比分析了理論計算、Gleason程序、有限元分析、臺架試驗之間的結果。將基于有限元分析的計算結果輸入到Gleason程序中進行LTCA分析，分析結果與臺架嚙合印跡試驗結果的對比驗證了該有限元分析方法的可行性。給出了該方法成功應用于某驅動后橋開發(fā)中的實例。工程中的應用：a．增加大輪或其背面差速器殼的支撐剛度，通過差速器總成與大輪的有限元分析進行驗證；b．改換差速器左、右殼軸承的支撐剛度，選用性能更好的支撐軸承在上述結構優(yōu)化的基礎上．進行橋總成系統(tǒng)有限元模型的重新計算．并結合現(xiàn)有經(jīng)驗數(shù)據(jù)與齒輪實物臺架嚙合試驗，進行最終產(chǎn)品的設計確認驗證。八、主減速器錐齒輪主要參數(shù)的選擇

1.主、從動錐齒輪齒數(shù)z1和z2

1）為了磨合均勻，z1、z2之間應避免有公約數(shù)。2）為了得到理想的齒面重合度和高的輪彎曲強度，主、從動齒輪齒數(shù)和應不少于40。3）為了嚙合平穩(wěn)、噪聲小和具有高的疲勞強度，對于轎車，z1一般不少于9；對于貨車，z1一般不小于6。4）當主傳動比i0較大時，盡量使z1取得少些，以便得到滿意的離地間隙。5）對于不同的主傳動比，z1和z2應適宜搭配。2.從動錐齒輪大端分度圓直徑

根據(jù)經(jīng)驗公式初選

端面模數(shù)ms

同時還應該滿足3.主、從動錐齒輪齒面寬b1和b2從動錐齒輪面寬b2推薦不大于其節(jié)錐距A2的0.3倍，即b2≤0.3A2，而且b2應滿足b2≤10ms，一般也推薦b2=0.155D2。對于螺旋錐齒輪，b1一般比b2大10%從動錐齒輪大端分度圓直徑直徑系數(shù)，13.0~15.3從動錐齒輪計算載荷模數(shù)系數(shù)：取0.3~0.44.雙曲面齒輪副偏移距E分為上偏移和下偏移兩種。由從動齒輪頂端看去，主動齒輪位于從動齒輪豎直中心線的右側，如主動齒輪在從動齒輪水平中心線的下面為下偏移，在上面為上偏移。如主動齒輪位于左側則相反。

下偏移上偏移軸線偏移的作用

在驅動橋離地間隙h不變的情況下，可以降低主動錐齒輪的軸線位置，從而使整車車身及重心降低。5.中點螺旋角β

偏移角ε

：β1與β2之差

考慮：齒面重合度、輪齒強度和軸向力大小。

β越大，則齒面重合度也越大，同時嚙合的齒數(shù)越多，傳動就越平穩(wěn)，噪聲越低，而且輪齒的強度越高。一般齒面重合度應不小于1.25，在1.5~2.0時效果最好。汽車主減速器螺旋錐齒輪螺旋角或雙曲面齒輪副的平均螺旋角一般為35°~40°。轎車選用較大的β值以保證較大的齒面重合度，使運轉平穩(wěn)，噪聲低；貨車選用較小β值以防止軸向力過大，通常取35°。6.螺旋方向

當變速器掛前進擋時，應使主動齒輪的軸向力離開錐頂方向，這樣可使主、從動齒輪有分離趨勢，防止輪齒卡死而損壞。7.法向壓力角α

對于螺旋錐齒輪，轎車：α一般選用14°30′或16°；貨車：α為20°；重型貨車：α為22°30′。對于雙曲面齒輪，大齒輪輪齒兩側壓力角是相同的，但小齒輪輪齒兩側的壓力角是不等的，選取平均壓力角時，轎車為19°或20°，貨車為20°或22°30′。

格里森齒制錐齒輪計算載荷的三種確定方法（1）按發(fā)動機最大轉矩和最低檔傳動比確定從動錐齒輪的計算轉矩Tce（2)按驅動輪打滑轉矩確定從動錐齒輪的計算轉矩Tcs（3)按汽車日常行駛平均轉矩確定從動錐齒輪的計算轉矩Tcf當計算錐齒輪最大應力時，計算轉矩Tc取前面兩種的較小值，即Tc=min[Tce,Tcs]；當計算錐齒輪的疲勞壽命時，Tc取Tcf

九、主減速器錐齒輪強度計算

格里森齒制錐齒輪計算載荷

（1）按發(fā)動機最大轉矩和最低擋傳動比確定從動錐齒輪的計算轉距Tce

（2）按驅動輪打滑轉矩確定從動錐齒輪的計算轉矩Tcs

（3）按汽車日常行駛平均轉矩確定從動錐齒輪的計算轉矩TcF主動錐齒輪的計算轉矩:

對于螺旋齒輪副，ηG取95%；對于雙曲面齒輪副，當i0＞6時，ηG取85%，當i0≤6時，ηG取90%。

主減速器錐齒輪強度計算主要內(nèi)容:單位齒長圓周力－主減速器錐齒輪的表面輪齒彎曲強度，主動和從動齒輪分別計算b2為從動齒輪的齒面寬輪齒接觸強度，主動和從動齒輪一樣（5－11）（5－14）錐齒輪齒面上的作用力忽略摩擦，錐齒輪在工作過程中，相互嚙合的齒面上作用有一法向力。該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及垂直于齒輪軸線的徑向力。1、首先可以計算的是：齒寬中點處的圓周力FF=2T/Dm2(5-16)

Dm2=D2-b2sinγ2(5-17)錐齒輪齒面上的作用力(2)再根據(jù)幾何關系計算錐齒輪的軸向力和徑向力錐齒輪軸承的載荷當錐齒輪齒面上所受的圓周力、軸向力和徑向力計算確定后，根據(jù)主減速器齒輪軸承的布置尺寸，即可求出軸承所受的載荷。第三節(jié)差速器結構與設計功用：汽車轉彎或在不平路面上行駛時，左右車輪以不同速度滾動，以保證車輪作純滾動。常見的幾種形式輪間差速器軸間差速器：多軸驅動汽車防滑差速器：左右附著條件差別大一、差速器概述功用、分類與工作原理工作原理差速器的分類按兩側半軸輸出轉矩是否相等：對稱式差速器不對稱差速器按齒輪的形狀：圓錐齒輪差速器圓柱齒輪差速器常用的抗滑差速器有：強制鎖止式差速器、高摩擦自鎖式差速器有摩擦片式、滑塊凸輪式等結構型式牙嵌式自由輪差速器托森差速器1.普通對稱式錐齒輪差速器二、各種差速器結構組成差速器殼體、行星齒輪、半軸齒輪、行星齒輪軸左右兩側半軸的速度之和等于差速器殼速度的2倍，與行星齒輪的速度無關分析：當任意一側車輪轉速為零時當差速器殼的速度為零時差速器的轉矩分配主減速器傳來扭矩：T0,左右半軸轉矩為：T1、T2.1）左右半軸轉速相等時：T1=T2=1/2T0；2）左右半軸轉速不等：T1=1/2(T0－Tr)T2=1/2(T0＋Tr)行星齒輪因為自轉而產(chǎn)生力矩Tr.摩擦力矩使快的半軸轉矩減小，慢的半軸轉矩增大鎖緊系數(shù)k:差速器的內(nèi)摩擦力矩Tr與差速器殼接受的轉矩之比快慢轉半軸的轉矩比kb半軸的轉矩比kb與鎖緊系數(shù)k之間的關系為：注意：半軸的轉矩比kb與鎖緊系數(shù)k之間成正相關的關系，因此有的文獻把鎖緊系數(shù)k定義為kb在一般情況下，k值大些有利于汽車的通過性k值小些有利于轉向操縱的靈活性、延長有關傳動零件的使用壽命和減小輪胎磨損等差速器研究差速器齒輪機構的運動學及動力學分析華東交通大學周新建于孟查小凈吳健摘要首先闡述了差速器的傳動原理，然后利用ADAMS建立了差速器齒輪機構的虛擬樣機模型，并對該機構進行了兩種工況下（直行和轉彎）的仿真分析，得到傳動齒輪的轉速特性曲線及受力曲線，并通過曲線分析了差速器的差速原理。分析受力曲線能為差速器齒輪的有限元分析提供依據(jù)，并為其動態(tài)優(yōu)化及疲勞壽命預測提供指導。汽車后橋差速器齒輪結構設計優(yōu)化研究四川大學陳珂殷國富汪永超摘要：提出將差速器圓錐齒輪的結構設計與性能設計結合起來，分兩個階段運用CAE技術對其受載情況進行分析計算和優(yōu)化研究，主要改善了汽車后橋差速器圓錐齒輪設計方案中應力集中、應力不合理分布與擴展的狀況，提高了基體的承載能力，減少了斷裂失效的預期，優(yōu)化了產(chǎn)品的結構設計。面向UG的差速器CAD系統(tǒng)開發(fā)安徽農(nóng)業(yè)大學工學院鄭泉陳黎卿合肥車橋責任有限公司何欽章摘要以差速器為研究對象，以三維繪圖軟件UG和VisualC++6．0編程軟件為平臺開發(fā)了基于UG的差速器零部件參數(shù)化設計軟件。探討了運用UGOPEN模塊進行三維建模的關鍵技術，并通過具體的實例對開發(fā)的差速器零部件參數(shù)化系統(tǒng)進行了驗證。和傳統(tǒng)的設計方法相比，這種方法提高了設計的精度和效率。重型柴油載貨汽車差速器的設計與改進華南理工大學原健鐘文藝王文濤蔣勇平【摘要】針對重型汽車差速器的十字軸和行星齒輪之間磨損嚴重，機械損失較大的缺點，在結構上對重型汽車的差速器進行改進設計。對差速器的行星半軸齒輪、半軸花鍵聯(lián)接進行設計計算，重點是：改變十字軸與行星齒輪轉動接合面之間的滑動摩擦為滾動摩擦，方法是在十字軸與行星齒輪接觸面之間加入滾針軸承，大大改善了十字軸和行星齒輪之間的磨損情況，減少機械損失，延長差速器使用壽命。重型車軸間差速器承推墊圈應力分析重慶理工大學雷剛，徐彬摘要：針對重型車軸間差速器承推墊圈的應力分析問題，計算了行星輪系嚙合傳動所產(chǎn)生的軸向力。在此基礎上，將其簡化為一個軸對稱接觸問題，采用有限元分析軟件Abaqus對其進行了有限元建模和計算，得到承推墊圈所受應力；將理論計算與有限元計算得到的應力結果進行對比，驗證了有限元結果的正確性。

強制鎖止式差速鎖就是在普通對稱式錐齒輪差速器上設置差速鎖，這種差速鎖結構簡單，易于制造，轉矩分配比率較高。但是操縱相當不便，一般需要停車；另外，如果過早接上或者過晚摘下差速鎖，那么就會產(chǎn)生無差速器時的一系列問題，轉矩分配不可變。

假設4×2型汽車一驅動輪行駛在低附著系數(shù)φmin的路面上，另一驅動輪行駛在高附著系數(shù)φ的路面上。裝有普通錐齒輪差速器的汽車所能發(fā)揮的最大牽引力Ft為：

裝有強制鎖止式差速器的汽車所能發(fā)揮的最大牽引力Ft為：

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(φ+φmin

)/2φmin倍，從而提高了汽車通過性。

2、強制鎖止式差速器

目前廣泛使用的對稱式錐齒輪差速器，其內(nèi)摩擦力矩T很小，鎖緊系數(shù)K為0.05～0.15,輸出到兩半軸的最大轉矩之比Kb＝1.11～1.35

。實際上可認為無論左右半軸轉速是否相同，而轉矩總是平均分配的。這樣的分配比例反映了對稱式錐齒輪差速器的轉矩平均分配特性。差速器轉矩的平均分配特性對于汽車在良好路面上直線或轉彎行駛時，都是滿意的。而當汽車在壞路面行駛時，卻嚴重影響了它的通過能力。

斯堪尼亞LT110型汽車強制鎖止式差速器的特點：外接合器與半軸通過花鍵相連，內(nèi)接合器與差速器殼體通過花鍵相連。當內(nèi)外接合器相互接合時，將半軸齒輪與差速器殼體連為一體，差速器失去差速功能，傳給兩側驅動輪的轉矩可以不同。3、高摩擦自鎖式差速器摩擦片式差速器摩擦片式差速器的鎖緊系數(shù)k可達0.6，kb可達4。這種差速器結構簡單，工作平穩(wěn)，可明顯提高汽車通過性。4、滑塊凸輪式差速器外凸輪內(nèi)凸輪差速器殼體滑塊滑塊凸輪式差速器特點凸輪式差速器的半軸轉矩比kb可達2.3~3.00，差速器鎖緊系數(shù)k達0.4~0.5。滑塊凸輪式利用滑塊和凸輪之間較大的摩擦力矩來使差速器鎖止，它可以在很大程度上提高汽車的通過性能，但是結構復雜，加工要求高，摩擦件磨損較大，成本較高。以上兩種高摩擦自鎖式差速器鎖都可以在一定范圍內(nèi)分配左右兩側車輪的輸出轉矩，并且接入脫離都是自動進行，因此應用日益廣泛。5、蝸輪式差速器（托森差速器）

半軸轉矩比kb可高達5.67~9.00，鎖緊系數(shù)k達0.7~0.8。

kb降到2.654-3.00，k降到0.45-0.50時，可提高該差速器的使用壽命。

越野汽車托森輪間差速器的效率研究湖北汽車工業(yè)學院王歡，孫傳瓊，孫國興摘要：蝸輪蝸桿式托森差速器克服普通錐齒輪差速器將轉矩平均分配給左、右驅動車輪而防滑能力差的缺點，有效地提高了汽車的通過性和安全性。首先闡述了托森輪間差速器的結構組成、工作原理、轉矩分配原理以及性能評價指標，然后對差速器的效率進行了分析，最后通過實例計算某越野汽車上托森差速器的效率。6、牙嵌式自由輪差速器半軸轉矩比kb是可變的，最大可為無窮大。工作可靠，使用壽命長，鎖緊性能穩(wěn)定，制造加工也不復雜按照左右輪的阻力分配轉矩7、多橋驅動汽車的軸間差速器主要明確循環(huán)功率（寄生功率）的概念如果前后橋間剛性連接，則前后驅動輪轉動速度相等，則當前后輪滾動半徑不相等時,出現(xiàn)運動學的不協(xié)調。前輪趨向滑轉，后輪趨向滑移，產(chǎn)生前后軸之間的循環(huán)功率。粘性聯(lián)軸器結構原理工作原理：靠粘性工作介質（硅油）傳遞轉矩：轉矩由高速軸傳遞到低速軸傳遞的轉矩的影響因素：與聯(lián)軸器的結構、硅油粘度及輸入軸、輸出軸的轉速差有關A軸內(nèi)葉片外葉片隔環(huán)殼體硅油連軸器在汽車上的布置殼體左齒輪由空心軸與右側的前橋差速器殼體相連，右齒輪通過齒輪7與后橋差速器殼相連。三、普通差速器齒輪主要參數(shù)選擇1．行星齒輪數(shù)n載荷小時：n=2

載荷大時：n=4

少數(shù)汽車采用采用3個2．行星齒輪球面半徑Rb行星齒輪與差速器殼體接觸端面一般做成球面，以保證端面較好的貼合。Kb為行星齒輪球面半徑系數(shù)，Kb=2.5~3，載荷大時取大值

，Td=min[Tce,Tcs];Rb:mm3行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)Z1、Z2

為了使輪齒有較高的強度，希望取較大的模數(shù)，但尺寸會增大，于是又要求行星齒輪的齒數(shù)Z1應取少些。Z1一般不少于10

半軸齒輪齒數(shù)Z2在14～25選用

Z2／Z1在1．5～2．0的范圍內(nèi)

4行星齒輪和半軸齒輪節(jié)錐角γ1、γ2及模數(shù)m

5、壓力角α過去汽車差速齒輪大都采用壓力角為20°、齒高系數(shù)為1的齒形，最少齒數(shù)為13?，F(xiàn)在汽車差速齒輪大都采用壓力角為22.5°、齒高系數(shù)為0.8的齒形，最少齒數(shù)可10。

某些重型貨車和礦用車采用

25°壓力角6行星齒輪軸直徑d及支承長度LLdrd第四節(jié)半軸橋殼結構與設計一、半軸基本功用：接受從差速器傳來的轉矩并將其傳給車輪。非斷開式驅動橋：半軸斷開式驅動橋和轉向驅動橋：萬向傳動裝置半軸結構形式根據(jù)其車輪端的支承方式分為：半浮式、3/4浮式和全浮式三種形式。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。結構簡單，所受載荷較大，適用于轎車和輕型貨車及輕型客車。全浮式半軸：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。主要用于中、重型貨車上。3/4浮式半軸：1、全浮式半軸支承半軸和橋殼沒有直接聯(lián)系半軸內(nèi)外均不承受外來彎矩,只承受轉矩半軸可從半軸套管中抽出，拆卸容易結構復雜廣泛應用：貨車全浮式結構形式圖2、半浮式半軸半軸一端支承在橋殼上半軸既承受彎矩又承受轉矩結構簡單廣泛應用轎車半浮式結構形式圖下圖是一汽車半浮式半軸的結構與安裝，其結構特點是外端以圓錐面及鍵與輪轂相固定支承在一個圓錐滾子軸承上，向外的軸向力由圓錐滾子軸承承受，向內(nèi)的軸向力通過滑塊傳給另一側半軸的圓錐滾子軸承。下圖所示半浮式半軸的結構特點是半軸用可承受軸向力的軸承支承。

3、3/4浮式結構形式圖半軸計算半軸的計算應考慮到以下三種可能的載荷工況：縱向力（驅動力或制動力）最大，側向力為零側向力最大，縱向力為零汽車通過不平路面，垂向力最大，縱向力，側向力為零注：縱向力和側向力同時受附著力的限制，不可能同時最大全浮式半軸計算計算載荷扭轉切應力半軸扭轉角負荷轉移系數(shù)最大靜載荷附著系數(shù)，取0.8大小在500~700Mpa大小在6~15度半浮式半軸計算

縱向力最大，側向力為零這時候徑向力為縱向力和垂向力的合力半軸彎矩為：半軸轉矩為：半軸彎曲應力σ和扭轉切應力τ為

合成應力

半浮式半軸計算

側向力最大，縱向力為零a首先計算內(nèi)外輪垂直載荷b再計算內(nèi)外輪側向力c計算內(nèi)外側半軸應力半浮式半軸計算

不平路面，垂向力最大，縱向側向力為零a垂直力最大值：b半軸彎曲應力k是為動載系數(shù)，乘用車：k＝1.75，貨車：k＝2.0，越野車：k＝2.5。

半軸的結構設計1）初選半徑2）半軸的桿部直徑應小于或等于半軸花鍵的底徑。3）半軸在結構設計時應盡量增大各過渡部分的圓角半徑，以減小應力集中。4）對于桿部較粗且外端凸緣也較大時，可采用兩端用花鍵連接的結構。5）設計全浮式半軸桿部的強度儲備應低于驅動橋其它傳力零件的強度儲備，使半軸起一個“熔絲”的作用。半浮式半軸直接安裝車輪，應視為保安件。二、橋殼設計要求：1）應具有足夠的強度和剛度，以保證主減速器齒輪嚙合正常并不使半軸產(chǎn)生附加彎曲應力。2）在保證強度和剛度的前提下，盡量減小質量以提高汽車行駛平順性。3）保證足夠的離地間隙。4）結構工藝性好，成本低。5）保護裝于其上的傳動系部件和防止泥水浸入。6）拆裝、調整、維修方便。驅動橋殼結構方案分析可分為可分式、整體式和組合式三種形式。1、分體式：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。2、整體式橋殼整體式橋殼的特點是將整個橋殼制成一個整體，橋殼猶如一整體的空心梁，其強度及剛度都比較好。橋殼與主減速器殼分作兩體，主減速器齒輪及差速器均裝在獨立的主減速殼里，構成單獨的總成，調整好以后再由橋殼中部前面裝入橋殼內(nèi)，與橋殼用螺栓固定在一起，使主減速器和差速器的拆裝、調整、維修、保養(yǎng)等都十分方便。整體式橋殼按其制造工藝的不同又可分為鑄造整體式、鋼板沖壓焊接式、鋼管擴張成形式和液脹4種制造工藝。(1)鑄造整體式橋殼鑄造整體式橋殼可采用球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵或鑄鋼鑄造。兩端壓入較長的無縫鋼管作為半軸套管，并用銷釘固定，可提高橋殼強度剛度，如圖2所示。每邊半軸套管與橋殼的壓配表面共4處，由里向外逐漸加大配合表面的直徑，以得到較好的壓配效果。在重型汽車上，為了進一步提高橋殼的強度和剛度，則將后蓋與橋殼鑄成一體。某些重型汽車鑄造整體式橋殼的主減速器及差速器總成的安裝孔位于橋殼中間的上部，以方便主減速器與差速器總成的吊裝，但這對橋殼的垂向強度與剛度不利。鑄造整體式橋殼的主要優(yōu)點在于可制成復雜而理想的形狀，壁厚能夠變化，可得到理想的應力分布，其強度及剛度均較大，工作可靠。但質量大，加工面多，制造工藝復雜。(2)鋼板沖壓焊接整體式橋殼如圖3所示，鋼板沖壓焊接整體式橋殼是由上、下對焊的一對橋殼主件、4塊三角鋼板、加強圈、兩個半軸套管、兩個突緣、一個后蓋以及兩個鋼板彈簧座等沿它們之間的接縫組焊而成。橋殼主件的上、下兩半是一種沖壓件。橋殼主件(上、下半殼)與半軸套管間除了可采用對焊外，亦可采用上、下橋殼主件兩側的半圓形端部緊靠在半軸套管內(nèi)端的外圓上，除了需沿接縫焊一圈外，尚需塞焊的方法。鋼板沖壓焊接整體式橋殼除了具有制造工藝簡單、材料利用率高、廢品率很低、生產(chǎn)率高以及制造成本低等優(yōu)點外，還有足夠的強度和剛度，特別是其質量小(僅為鑄造整體式橋殼的75%左右)，工作可靠。其主要缺點是橋殼不能做成復雜而理想的斷面，壁厚一定，故難于調整應力分布。由于鋼板沖壓焊接整體式橋殼的一系列優(yōu)點，近年來不僅在轎車、客車和輕、中型載貨汽車上得到了廣泛的應用，而且有些噸位更大的(軸荷在14t以下的)汽車也開始采用。(3)鋼管擴張成形整體式橋殼如圖4所示，這種橋殼是由中碳無縫鋼管或鋼板卷焊鋼管擴張成形制成。將鋼管中間擴孔兩端滾壓變細，再加焊突緣及彈簧座等。這種制造工藝的生產(chǎn)效率高，材料的利用率最高。橋殼質量雖小而強度及剛度卻比較好，但需要專用擴張成形軋制設備。適合于轎車、輕中型載貨汽車的大量生產(chǎn)。(4)液壓脹形整體式橋殼液壓脹形(如圖5所示)是指采用液體(水、乳化液或油)作為傳力介質，使殼體在液體壓力作用下產(chǎn)生緯向擴張的方法；液壓脹形與其它脹形方法相比，最大優(yōu)點是在無摩擦狀態(tài)下成形，傳力均勻，同時又具有制模簡單、生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)成本低而產(chǎn)品質量好、制件形狀和尺寸精度高等特點，尤其適用于在一道工序內(nèi)成形具有復雜形狀的零件。還可提高殼體成形極限，實現(xiàn)輕量化設計及輔助工序與成形工序的集成。近年來，隨著成型設備及相關控制技術的發(fā)展，以液體作傳導介質的液壓脹形技術在國外發(fā)展迅速．廣泛應用于汽車制造業(yè)，并開始在許多其它工業(yè)領域引起人們的重視，前景十分廣闊。