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1、驱动桥设计说明书 设计题目：桑塔纳志俊驱动桥设计 姓名付晶 学院交通学院 专业机械设计制造及其自动化 班级11级5班 学号20222814601 指导教师孙宏图王昕彦 4. 驱动桥设计 (1) 4.1 确定驱动桥的结构形式 (1) 4.2 主减速器和差速器齿轮主要参数的选择与计算 (5) 4.2.1 主减速器齿轮主要参数的选择 (5) 4.2.2 直齿锥齿轮差速器齿轮基本参数 (5) 4.3 齿轮的结构设计、图样及技术要求 (7) 4.3.1 齿轮的结构设计 (7) 4.3.2 齿轮的图样及技术要求 (13) 4. 驱动桥设计 4.1 确定驱动桥的结构形式 4.1.1驱动桥的功能 驱动桥处于动
2、力传动系的末端，其基本功能是增大由传动轴或变速器传来的转矩，并将动力合理的分配给左、右驱动轮，另外还承受作用于路面和车架或车身之间的垂直立、纵向力和横向力。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。 4.1.2驱动桥的分类： 驱动桥分非断开式（整体式）-用于非独立悬架 断开式-用于独立悬架 非断开式（整体式）驱动桥 定义：非断开式驱动桥也称为整体式 驱动桥，其半轴套管与主减速器壳均与轴壳刚性地相连一个整体梁，因而两侧的半轴和驱动轮相关地摆动，通过弹性元件与车架相连。它由驱动桥壳1，主减速器，差速器和半轴组成。 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。
3、用途：广泛载货汽车、客车、多数越野车、部分轿车用于上。 断开式驱动桥 定义：驱动桥采用独立悬架，即主减速器壳固定在车架上，两侧的半轴和驱动轮能在横向平面相对于车体有相对运动的则称为断开式驱动桥。为了与独立悬架相配合，将主减速器壳固定在车架（或车身）上，驱动桥壳分段并通过铰链连接，或除主减速器壳外不再有驱动桥壳的其它部分。为了适应驱动轮独立上下跳动的需要，差速器与车轮之间的半轴各段之间用万向节连接。 优点：可以增加最小离地间隙，减少部分簧下质量，减少车轮和车桥上的动载两半轴相互独立，抗侧滑能力强可使独立悬架导向机构设计合理，提高操纵稳定性 缺点：结构复杂，成本高 用途：多用于轻、小型越野车和轿车
4、 4.1.3驱动桥的组成 驱动桥由主减速器、差速器、半轴及桥壳组成。 主减速器 1）主减速器一般用来改变传动方向，降低转速，增大扭矩，保证汽车有足够的驱动力和适当的速皮。主减速器类型较多，有单级、双级、双速、轮边减速器等。 单级主减速器由一对减速齿轮实现减速的装置，称为单级减速器。其结构简单，重量轻，东风BQl090型等轻、中型载重汽车上应用广泛。 2）双级主减速器对一些载重较大的载重汽车，要求较大的减速比，用单级主减速器传动，则从动齿轮的直径就必须增大，会影响驱动桥的离地间隙，所以采用两次减速。通常称为双级减速器。双级减速器有两组减速齿轮，实现两次减速增扭。 为提高锥形齿轮副的啮合平稳性和强
5、度，第一级减速齿轮副是螺旋锥齿轮。二级齿轮副是斜齿因拄齿轮。 主动圆锥齿轮旋转，带动从动圆银齿轮旋转，从而完成一级减速。第二级减速的主动圆柱齿轮与从动圆锥齿轮同轴而一起旋转，并带动从动圆柱齿轮旋转，进行第二级减速。因从动圆柱齿轮安装于差速器外壳上，所以，当从动圆柱齿轮转动时，通过差速器和半轴即驱动车轮转动。 2差速器 差速器用以连接左右半轴，可使两侧车轮以不同角速度旋转同时传递扭矩。保证车轮的正常滚动。有的多桥驱动的汽车，在分动器内或在贯通式传动的轴间也装有差速器，称为桥间差速器。其作用是在汽车转弯或在不平坦的路面上行驶时，使前后驱动车轮之间产生差速作用。 3半轴 半轴是将差速器传来的扭矩再传
6、给车轮，驱动车轮旋转，推动汽车行驶的实心轴。由于轮毂的安装结构不同，而半轴的受力情况也不同。所以，半轴分为全浮式、半浮式、34浮式三种型式。 全浮式半轴 一般大、中型汽车均采用全浮式结构。半轴的内端用花键与差速器的半轴齿轮相连接，半轴的外端锻出凸缘，用螺栓和轮毂连接。轮毂通过两个相距较远的圆锥滚子轴承文承在半轴套管上。半轴套管与后桥壳压配成一体，组成驱动桥壳。用这样的支承形式，半轴与桥壳没有直接联系，使半轴只承受驱动扭矩而不承受任何弯矩，这种半轴称为“全浮式”半轴。所谓“浮”意即半轴不受弯曲载荷。 全浮式半轴，外端为凸缘盘与轴制成一体。但也有一些载重汽车把凸缘制成单独零件，并借花键套合在半轴外
7、端。因而，半轴的两端都是花键，可以换头使用。 2）半浮式半轴 半浮式半轴的内端与全浮式的一样，不承受弯扭。其外端通过一个轴承直接支承在半轴外壳的内侧。这种支承方式将使半轴外端承受弯矩。因此，这种半袖除传递扭矩外，还局部地承受弯矩，故称为半浮式半轴。这种结构型式主要用 于小客车。 3）34浮式半轴 34浮式半轴是受弯短的程度介于半浮式和全浮式之间。此式半轴目前应用不多，只在个别小卧车上应用，如华沙M20型汽车。 4桥壳 （1）整体式桥壳：整体式桥壳因强度和刚度性能好，便于主减速器的安装、调整和维修，而得到广泛应用。整体式桥壳因制造方法不同，可分为整体铸造式、中段铸造压入钢管式和钢板冲压焊接式等。
8、 （2）分段式驱动桥壳：分段式桥壳一般分为两段，由螺栓1将两段连成一体。分段式桥壳比较易于铸造和加工。 4.1.4驱动桥的设计 应当满足如下基本要求： 1.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.齿轮及其他传动件工作平稳，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，加工工艺性好，制造容易，拆装、调整方便。 4.2 主减速器和差速器齿轮主要参数的选择
9、与计算 车辆采用单电机驱动，将电机前置，共有两轴，其中前轴为驱动轴。这种动力源前置前轮驱动的布置有以下几个优点： 前桥轴荷大，有明显的不足转向特性；前轮是驱动轮，所以越障能力高；结构紧凑，前后轴之间不需要传动轴，可降低地板高度，有利于提高乘坐舒适性；后面有做够的空间作为行李箱；将动力源横置能缩短汽车的总成，加上取消了传动轴等因素的影响，汽车消耗的材料明显减少，使整备质量减轻。 ?主减速器的确定 4.2.1电动轿车的动力性能要求 采用交流感应电机驱动的电动轿车的整车的动力性能指标为: ?最高车速vam 100 km/ h; ?最大爬坡度im 30 %; ?起步换挡由静止全力加速到100 km/
10、h 的加速时间tf 10 s； 电动轿车传动系统匹配设计 整车参数如表1所示： 4.2.2电机参数和减速器传动比的选择： 电动汽车机电传动系统常工作在起步、停车、加减速、爬坡等瞬变过程中,电机经常处于过载非额定工作状态. 因此,城市电动汽车电机既要满足持续功率的要求,又要满足最大过载转矩和瞬时功率的要求. 电机功率选择： 电动汽车驱动电机一般具有两种功率,即瞬时功率和持续功率. 持续功率Pe 满足车辆以最高车速匀速 行驶的条件为： 当最高车速vam 100 km/ h 时,根据式(1) ,得到Pe 20 5 kW. 电机的瞬时功率Pem满足车辆爬坡性能要求为: 当车辆以车速va 40 km/
11、h,坡度im 30 %爬坡时由上式得瞬时功率Pem55.7kw. 根据以上电机持续功率和瞬时功率的计算结果选择专门为电动汽车设计的三相交流笼型感应电机,其主要技术参数:持续功率为30 kW(3 600 r/ min) ;电机极对数为2;瞬时最大功率为100 kW(3600 r/ min) ;基准转速为3600r/ min;最高转速为10 000 r/ min;最大转矩为265 Nm;额定转矩为80 Nm. 这种30 kW 交流感应电机能够平滑调速,低速输出恒转矩,高速输出恒功率,以满足车辆行驶性能要求. 传动比的选择: ?由Vam和nm 确定主减速器传动比的上限, 由电动机最高转速对应的最大输
12、出转矩Tnm和最高车速对应的行驶阻力Fvm确定速比i0 的下限, 即 (4) 式中： （5） 由Tam和m 对应的行驶阻力Fam确定速比i0 的下限, 即 （6） 式中：（7） 由以上结果可见, i0 在7171112 范围内可满足动力性能的要求,采用直接挡固定速比减速器是可行的。 4.2.3 匹配结果 当传动比取9.0 最高车速 由 （8） 经计算，最高车速111.2km/h。 ?最大爬坡度 由（6）、（7）可得： (9) 当vam = 40 km/ h 时,最大坡度i050%满足要求。 加速时间. 车辆从静止起步全力加速到最大车速的加速时间为 （10）式中:为汽车旋转质量换算系数,取=11
13、3; ne 为电机额定转速, ne =3 600 r/ min;电机的瞬时最大输出功率Pem =100 kW; Ft 为车轮驱动力; Tv 为电机输出最大恒功率时的输出转矩; vrm为电机额定转速下的车速。 经计算，加速时间tf=3.69+4.17=7.86s 以上都满足性能要求。 结论：由以上相关计算，最后确定主传动比为9.0 4.3 齿轮的结构设计、图样及技术要求 主减速器的结构形式 4.3.1、主减速器结构方案分析： （一）减速传动方案 1.螺旋锥齿轮传动 2.双曲面齿轮传动 3.圆柱齿轮传动 4.蜗轮蜗杆传动 （二）单级主减速器 优点：结构最简单、质量小、制造容易、拆装简便缺点：只能用于转矩传递小扭矩的发动机 只能用于主传动比较小的车上，i0 7 如下图： （三）双级主减速器 特点： 尺寸大，质量大，成本高 与单级相比，同样传动比，可以增大离地间隙 用于中重型货车、越野车、大型客车 如下图： 传动形式： 一级螺旋齿轮或双曲面齿轮、二级圆柱齿轮