汽车驱动桥的设计 - 图文

汽车驱动桥设计

汽车驱动桥的设计

摘要：汽车作为一种地面交通运输工具，其行驶系统的主要功用是：（1）支承汽

车的总质量；（2）接受由发动机经传动系统传来的转矩，并通过驱动轮与地面之间的附着作用，产生驱动力，以保证整车正常行驶；（3）传递并支承路面作用于车轮上的各种反力及其所形成的力矩；（4）尽可能地缓和不平路面对车身造成的冲击和振动，保证汽车平顺行驶。 汽车(轮式汽车)行驶系统一般由车架、车桥、车轮和悬架等部分组成(见下图)。车轮4和5分别支承着车桥3和6，车桥又通过弹性悬架2和7与车架1相连接。

而驱动桥处于动力传动系的末端。将万向传动装置输入的动力经降速增扭后，改变传动方向，然后分配给左右驱动轮，且允许左右驱动轮以不同转速旋转。增大由传动轴或变速器传来的转矩，并将动力合理地分配给左、右驱动轮；承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力。如图：

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一、 绪论 1、引言

驱动桥处于动力传动系的末端。其功用是将万向传动装置传来的发动机转矩传递给驱动车轮，是汽车传动系中减小转速、增大扭矩的主要部件。汽车正常行驶时，发动机的转速通常在200至3000r/min左右，如果将这么高的转速只靠变速箱来降低下来，那么变速箱内齿轮副的传动比则需要很大，齿轮的半径也相应加大，也就是说变速箱的尺寸会加大。另外，转速下降，扭矩必然增加，也加大了变速箱与变速箱后一级传动机构的传动负荷。而驱动桥的减速器和差速器正是起到了减速和驱动分流的作用。这样可以使主减速器前面的传动部件，如变速箱、分动器、万向传动装置等传递的扭矩减小，同时也减小了变速箱的尺寸和质量，而且操控灵敏省力。同时有保证了车辆的直线和弯道行走。

2、国内的驱动桥发展趋势

改革开放以来，中国的汽车工业得到了长足发展，尤其是加入WTO以后，我国的汽车市场对外开发，汽车工业逐渐成为世界汽车整体市场的一个重要组成部分。同样，驱动桥也随着整车的发展不断成长和成熟起来。

随着高速公路网状况的改善和国家环保法规的完善，环保、舒适、快捷成为客车和货车市场的主旋律。对整车主要总成之一的驱动桥而言，小速比、大扭矩、传动效率高、成本低逐渐成为客车和货车驱动桥技术的发展趋势。

随着我国汽车工业的高速发展,作为汽车主要零部件之一的车桥系统也得到相应的发展。各车桥生产厂家为了能在激烈的车桥产品市场中占有一定的份额,纷纷推出承载能力强、技术含量高、质量好的车桥总成。

现状：在产品设计开发上，CAD、CAE、C胡等计算机应用技术，以及AUT优AD、UG16、CATIA、PR于E等设计软件先后应用于主减速器的结构设计和齿轮加工中，有限元分析、数模建立、虚拟试验分析等也被采用;齿轮设计也初步实现了计算机编程的电算化。新一代驱动桥设计开发的突出特点是:不仅在产品性能参数上进一步进设计上完全遵从模块化设计原则，产品配套实现车型的平台化，造型和结构更加合理，更宜于组织批量生产，更适应现代工业不断发展，更能应对频繁的车型换代和产品系列化的特点，这些都对基础件产品提出愈来愈高的配套要求，需要在产品设计上不断地进行二次开发和持续改进，以满足快速多变的市场需求。

与国外相比，我国的驱动桥开发设计不论在技术上、制造工艺上，还是在成本控制上都存在不小的差距，尤其是齿轮制造技术缺乏独立开发与创新能力，技术手段落后(国外己实现计算机编程化、电算化)。目前比较突出的问题是，行业整体新产品开发能力弱、工艺创新及管理水平低，企业管理方式较为粗放，相当比例的产品仍为中低档次，缺乏有国际影响力的产品品牌，行业整体散乱情况依然严重。这需要我们加快技术创新、技术进步的步伐，提高管理水平，加快与国际先进水平接轨，开发设计适应中国国情的高档车用驱动桥总成，由仿制到创新，早日缩小并消除与世界先进水平的差距。近几年来，国内汽车生产厂家，如重汽集团、福田汽车、江淮汽车等通过与国外卡车巨头，如沃尔沃、通用、五十铃、

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现代、奔驰、雷诺等进行合资合作，在车桥减速器的开发上取得了显著的进步。目前，上汽集团、东风、一汽、北汽等各大汽车集团也正在开展合作项目，希望早日实与世界先进技术的接轨，争取设计开发的新突破。

一汽解放的驱动桥

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发展方向：

（1）驱动桥向重载方向发展

随着我国基础设施建设投资的不断加大以及水电、矿业、油田、公路、城市交通运输和环保工程建设等项目的增加,加大了重型车的需要,为重型车的发展创造了广阔的市场空间。重型汽车近年来生产总量直线上升,2001年全国重型汽车比上年同期增长91.67%,2002年为60.97%,2003年为3.22%,重型汽车的用车环境及其它各项指标发生了很多的变化,标载吨位不断向大的方向发展,多轴车上升明显。我国《汽车工业“十五”规划》指出,载货车要重点发展适应高速公路需要的(排量9L以上,输出功率220kW以上)重型车,主要为大功率牵引车及其它大型化、长途化、高速化、专用化等重型专用车。各汽车生产厂家为了实现汽车的高吨位,对车辆的行驶系进行了加强,通过采用多轴行驶系或空气悬架结构,满足车辆的轴荷限值和提高行驶平顺性。针对重型车的发展,为了不断满足重型车的需要,车桥也必须向着重载、高速的方向发展。许多车桥专业生产厂也针对重型车发展的趋势,通过加强桥壳、强化传动齿轮等方式,纷纷推出重吨位的前/后桥总成,最大载重量达26吨。

（2）驱动桥向多联驱动桥发展

为了规范道路车辆的制造,为治理超限超载提供技术上的准则,由国家发改委、交通部、公安部共同提出的强制性标准GB1589-2004《道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值》于2004年4月28日发布,该标准对汽车车桥的载荷进行了明确规定:单轴挂车轴荷的最大限值每侧单胎为6000kg,每侧双胎为10000kg,并装双轴挂车轴荷的最大限值为20000kg,并装三轴挂车轴荷的最大限值为24000kg。这样,为了实现车辆多拉快跑又不违反国家法规,各汽车生产厂家在6X4、8X4等多轴车的基础上推出了10X6以上的多轴重型车。但这些多轴车都是在双联驱动桥的基础上增加浮动桥而成,虽然其称10X6,但实际起驱动作用的只有两个驱动桥,这样,由于驱动桥不能对车轮进行合理的扭矩分配,使得增加浮动桥后的整车行驶系没有很好地发挥车桥驱动的作用。为了能合理地分配扭矩,以满足某些独立悬挂多轴驱动车型的使用,一些车桥生产厂家自主研发了三联驱动桥,三联驱动桥的扭矩分配原理是:每一个驱动桥都可以得到从发动机传出的扭矩的1/3。这样就可以在很大限度上满足多轴车的需要,合理分配从发动机传到车轮上的扭矩,提高这类车型的可靠性和安全性,并为以后的四联、五联驱动桥打下科学基础。

（3）增加驱动桥附件的技术含量

据分析,不管重型车的技术含量提升得多快,在未来10~15年内大多数重型车的车桥和悬架结构不会有明显的改变,传统的结构和型式仍处于主导地位。那怎样在相同结构的基础上推出各自车桥的亮点呢?这是每一个专业厂必须不断研究的问题。以前,各厂家主要是在载重吨位上进行竞争,但在国家法规的限定下,车桥的载重能力不可能有太多的增加,现在各专业厂采用最多的方法是:不断增加车桥及其附件的技术含量,从桥壳的制造工艺、车桥的减速形式、车轮的制动方式等方面入手,通过吸收国外一些先进的技术,推出具有本企业特色、结构先进、承载能力强的车桥,不断提升产品的制造质量及服务质量。

二、 驱动桥结构分析

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1、驱动桥组成

驱动桥壳—是主减速器、差速器等传动装置的安装基础。 主减速器—降低转速、增加扭矩、改变扭矩的传递方向。 差速器—使两侧车轮不等速旋转，以适应不同路面。 半轴—将扭矩从差速器传给车轮。

驱动桥的组成

2、驱动桥分类：

（1）非断开式驱动桥(或称为整体式)，即驱动桥壳是一根连接左右驱动车轮的刚性空心梁(见下图)，而主减速器、差速器及车轮传动装置(由左右半轴组成)都装在它里面。

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