（图纸+论文）重型载货汽车驱动桥设计（全套完整）

驱动桥发展趋势随着我国公路条件的改善和物流业对车辆性能要求的变化，汽车驱动桥技术已呈现出向单级化发展的趋势。

单级桥与双级桥的主要区别及用途单级桥有主减速器，级减速。

桥包尺寸大，离地间隙小，相对双级桥而言，其通过性较差，主要用于公路运输车辆。

双级桥有主减速器减速轮边减速器减速，形成二级减速。

由于是二级减速，主减速器减速速比小，主减速器总成相对较小，桥包相对减小，因此离地间隙加大，通过性好。

该系列桥总成主要用于公路运输，以及石油工矿林业野外作业和部队等领域。

单级减速驱动桥是驱动桥中结构最简单的种，制造工艺简单，成本较低，是驱动桥的基本类型，汽车上占有重要地位由于重型货车汽车发动机向低速大转矩发展的趋势，使得驱动桥的传动比向小速比发展随着公路状况的改善，特别是高速公路的迅猛发展，重型货车使用条件对汽车通过性的要求降低，重型货车不必像过去样，采用复杂的结构提高通过性与带轮边减速器的驱动桥相比，由于产品结构简化，单级减速驱动桥机械传动效率提高，易损件减少，可靠性提高。

单级桥产品的优势为单级桥的发展拓展了广阔的前景。

从产品设计的角度看，中型车产品在主减速比小于的情况下，应尽量选用单级减速驱动桥。

近几年重型货车企业的产销数据显示，中卡市场的辆稳定，其正常持续的转矩根据所谓的平均牵引力的值来确定.式中汽车满载时的总重量，所牵引的挂车满载时总重量但仅用于牵引车的计算道路滚动阻力系数，对于载货汽车可取取.汽车正常行驶时的平均爬坡能力系数，对于载货汽车可取取.汽车的性能系数在此取主减速器从动齿轮到车轮之间的效率取为.主减速器从动齿轮到车轮之间的传动比驱动桥数。

所以主减速器基本参数的选择主减速器锥齿轮的主要参数有主从动齿轮的齿数和从动锥齿轮大端分度圆直径端面模数主从动锥齿轮齿面宽和中点螺旋角法向压力角等。

主从动锥齿轮齿数和选择主从动锥齿轮齿数时应考虑如下因素为了磨合均匀之间应避免有公约数。

为得到理想齿面重合度和高轮齿弯曲强度，主从动齿轮齿数和不小于。

为了啮合平稳，噪声小和具有高的疲劳强度对于商用车般不小于。

主传动比较大时，尽量取得小些，以便得到满意的离地间隙。

对于不同的主传动比，和应有适宜的搭配。

根据以上要求，这里取，能够满足条件从动锥齿轮大端分度圆直径和端面模数对于单级主减速器，增大尺寸会影响驱动桥壳的离地间隙，减小又会影响悬置式主动齿轮的前支承座的安装空间和差速器的安装。

可根据经验公式初选，即.式中直径系数，般取从动锥齿轮的计算转矩，•，为和中的较小者。

所以初选，则选取，则，根据校核选取是否合适，其中此处，，满足校核条件。

主从动锥齿轮齿面宽锥齿轮齿面过宽并不能增大齿轮的强度和寿命，反而会导致因锥齿轮轮齿小端齿沟变窄引起的切削刀头顶面过窄及刀尖圆角过小，这样不但会减小了齿根圆角半径，加大了集中应力，还降低了刀具的使用寿命。

此外，安装时有位置偏差或由于制造热处理变形等原因使齿轮工作时载荷集中于轮齿小端，会引起轮齿小端过早损坏和疲劳损伤。

另外，齿面过宽也会引起装配空间减小。

但齿面过窄，轮齿表面的耐磨性和轮齿的强度会降低。

对于从动锥齿轮齿面宽应满足，对于汽车主减速器圆弧齿轮推荐采用.为满足齿轮强度要求在此取中点螺旋角螺旋角沿齿宽是变化的，轮齿大端的螺旋角最大，轮齿小端螺旋角最小。

弧齿锥齿轮副的中点螺旋角是相等的，选时应考虑它对齿面重合度ε，轮齿强度和轴向力大小的影响，越大，则ε也越大，同时啮合的齿越多，传动越平稳，噪声越低，而且轮齿的强度越高，ε在时效果最好，但过大，会导致轴向力增大。

汽车主减速器弧齿锥齿轮的平均螺旋角为，而商用车选用较小的值以防止轴向力过大，通常取。

螺旋方向主从动锥齿轮的螺旋方向是相反的。

螺旋方向与锥齿轮的旋转方向影响其所受的轴向力的方向。

当变速器挂前进挡时，应使主动锥齿轮的轴向力离开锥顶方向。

这样可使主从动齿轮有分离的趋势，防止轮齿因卡死而损坏。

所以主动锥齿轮选择为左旋，从锥顶看为逆时针运动，这样从动锥齿轮为右旋，从锥顶看为顺时针，驱动汽车前进。

法向压力角法向压力角大些可以提高齿轮的强度，减少齿轮不产生根切的最小齿数，但对于尺寸小的齿轮，大压力角易使齿顶变尖及刀尖宽度过小，并使齿轮的端面重合度下降。

对于弧齿锥齿轮，商用车的为或。

或牵引总质量较大时使用的。

双级减速桥般均不作为种基本型驱动桥来发展，而是作为特殊考虑而派生出来的驱动桥存在。

中央单级轮边减速器中央单级主减速器。

有以下几点优点结构最简单，制造工艺简单，成本较低，是驱动桥的基本类型，在重型汽车上占有重要地位载重汽车发动机向低速大转矩发展的趋势，使得驱动桥的传动比向小速比发展随着公路状况的改善，特别是高速公路的迅猛发展，汽车使用条件对汽车通过性的要求降低与带轮边减速器的驱动桥相比，由于产品结构简化，单级减速驱动桥机械传动效率提高，易损件减少，可靠性提高。

单级驱动桥产品的优势为单级驱动桥的发展拓展了广阔的前景。

从产品设计的角度看，载重车产品在主减速比小于的情况下，应尽量选用单级减速驱动桥。

所以此设计采用中央单级减速驱动桥，再配以整体式桥壳。

主减速器的齿轮类型主减速器的齿轮有弧齿锥齿轮，双曲面齿轮，圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式。

在此选用弧齿锥齿轮传动，其特点是主从动齿轮的轴线垂直交于点。

由于轮齿端面重迭的影响，至少有两个以上的轮齿同时啮合，因此可以承受较大的负荷，加之其轮齿不是在齿的全长上同时啮合，而是逐渐有齿的端连续而平稳的地转向另端，所以工作平稳，噪声和振动小。

另外，弧齿锥齿轮与双曲面锥齿轮相比，具有较高的传动效率。

主减速器主从动锥齿轮的支承形式主动锥齿轮的支承形式可分为悬臂式支承如图.和跨置式支承如图.两种。

查阅资料文献，经方案论证，采用跨置式支承结构。

跨置式支承使支承刚度大为增加，使齿轮在载荷作用下的变形大为减小。

图.主动锥齿轮悬臂式支承图.主动锥齿轮跨置式从动锥齿轮采用圆锥滚子轴承支承如图.示。

为了增加支承刚度，两轴承的圆锥滚子大端应向内，以减小尺寸。

为了使从动锥齿轮背面的差速器壳体处有足够的位置设置加强肋以增强支承稳定性，应不小于从动锥齿轮大端分度圆直径的。

为了使载荷能均匀分配在两轴承上，应尽量使等于或大于。

图.从动锥齿轮支撑形式.主减速器的基本参数选择与设计计算主减速比的确定对于载货汽车来说，为了得到足够的功率储备而使最高车速稍有下降，般选用下式确定.式中车轮的滚动半径，.变速器最高档传动比。

分动器或加力器的高档传动比轮边减速器的传动比。

将.，代入.，最终取.。

主减速器计算载荷的确定按发动机最大转矩和最低挡传动比确定从动锥齿轮的计算转矩从动锥齿轮计算转矩η.式中计算转矩，•发动机最大转矩•计算驱动桥数，由发动机到所计算的主减速器从动齿轮之间的传动系最低挡传动比为变速器挡传动比与主减速器传动比的乘积，此处为.η变速器传动效率，取η.超载系数，对于般载货汽车矿用汽车和越野车以及液力传动的各类汽车取代入式.，有.•主动锥齿轮计算转矩.•按驱动轮打滑转矩确定从动锥齿轮的计算转矩η.式中汽车满载时个驱动桥给水平地面的最大负荷，对于的货车满载时后桥承载全车重量的，此处取，则取轮胎对地面的附着系数，对于安装般轮胎的公路用车，取.对于越野汽车取.对于安装有专门的防滑宽轮胎的高级轿车，计算时可取.车轮的滚动半径，在此选用轮胎型号为.，则车论的滚动半径为.η，分别为所计算的主减速器从动锥齿轮到驱动车轮之间的传动效率和传动比，η取.，由于没有轮边减速器取.代入式.，有按汽车日常行驶平均转矩确定从动锥齿轮的计算转矩对于公路车辆来说，使用条件较非公路车承圆锥滚子向外。

悬臂式支承结构简单，支承刚度较差，多用于传递转钜较小的轿车轻型货车的单级主减速器及许多双级主减速器中。

图.锥齿轮悬臂式支承骑马式骑马式支承结构如图.所示，其特点是在锥齿轮的两端均有轴承支承，这样可大大增加支承刚度，又使轴承负荷减小，齿轮啮合条件改善，在需要传递较大转矩情况下，最好采用骑马式支承。

图.主动锥齿轮骑马式支承从动锥齿轮的支承方式和安装方式的选择，从动锥齿轮的两端支承多采用圆锥滚子轴承，安装时应使它们的圆锥滚子大端相向朝内，而小端相向朝外。

为了防止从动锥齿轮在轴向载荷作用下的偏移，圆锥滚子轴承应用两端的调整螺母调整。

主减速器从动锥齿轮采用无辐式结构并用细牙螺钉以精度较高的紧配固定在差速器壳的凸缘上。

主减速器的轴承预紧及齿轮啮合调整，支承主减速器的圆锥滚子轴承需预紧以消除安装的原始间隙磨合期间该间隙的增大及增强支承刚度。

分析可知，当轴向力于弹簧变形呈线性关系时，预紧使轴向位移减小至原来的。

预紧力虽然可以增大支承刚度，改善齿轮的啮合和轴承工作条件，但当预紧力超过理想值时，轴承寿命会急剧下降。

主减速器轴承的预紧值可取为以发动机最大转矩时换算所得轴向力的。

主动锥齿轮轴承预紧度的调整采用套筒与垫片，从动锥齿轮轴承预紧度的调整采用调整螺母。

主减速器的减速形式的选择，主减速器的减速形式分为单级减速如图.双级减速单级贯通双级贯通主减速及轮边减速等。

按主减速比的变化可分为单速主减速器和双速主减速器两种。

减速形式的选择与汽车的类型及使用条件有关，有时也与制造厂的产品系列及制造条件有关，但它主要取决于由动力性经济性等整车性能所要求的主减速比的大小及驱动桥下的离地间隙驱动桥的数目及布置形式等。

通常单极减速器用于主减速比.的各种中小型汽车上。

差速器根据汽车行驶运动学的要求和实际的车轮道路以及它们之间的相互联系表明汽车在行驶过程中左右车轮在同时间内所滚过的行程往往是有差别的。

例如，拐弯时外侧车轮行驶总要比内侧长。

即使汽车作直线行驶，也会由于左右车轮在同时间内所滚过的路面垂向波形的不同，或由于左右车轮轮胎气压轮胎负荷胎面磨损程度的不同以及制造误差等因素引起左右车轮外径不同或滚动半径不相等而要求车轮行程不等。

在左右车轮行程不等的情况下，如果采用根整体的驱动车轮轴将动力传给左右车轮，则会由于左右车轮的转速虽然相等而行程却又不同的这运动学上的矛盾，引起驱动车轮产生滑转或滑移。

这不仅会是轮胎过早磨无益地消耗功率和燃料及使驱动车轮轴超载等，还会因为不能按所要求的瞬时中心转向而使操纵性变坏。

此外，由于车轮与路面间尤其在转弯时有大的滑转或滑移，易使汽车在转向时失去抗侧滑能力而使稳定性变坏。

为了消除由于左右车轮在运动学上的不协调而产生的这些弊病，汽车左右驱动轮间都有差速器，后者保证了汽车驱动桥两侧车轮在行程不等时具有以下不同速度旋转的特性，从而满足了汽车行驶运动学的要求。

差速器的结构型式选择，应从所设计汽车的类型及其使用条件出发，以满足该型汽车在给定的使用条件下的使用性能要求。

差速器的结构型式有多种，大多数汽车都属于公路运输车辆，对于在公路上和市区行驶的汽车来说，由于路面较好，各驱动车轮与路面的附着系数变化很小，因此几乎都采用了结构简单工作平稳制造方便用于公路汽车也很可靠的普通对称式圆锥行星齿轮差速器，作为安装在左右驱动车轮间的所谓轮间差速器使用对于经常行驶在泥泞松软土路或无路地区的越野汽车来说，为了防止因侧驱动车轮滑转而陷车，则可采用防滑差速器。

后者又分为强制锁止式和自然锁止式两类。

自锁式差速器又有多种结构式的高摩擦式和自由轮式的以及变传动比式的。

半轴驱动车轮的传动装置置位于汽车传动系的