驱动桥中桥工作原理

车 安 三之告报析分构结壳桥桥凯

安凯BJ3251DLPJB-1型驱动桥桥壳有限元分析

合肥工业大学驱动桥桥壳结构分析项目组

2007年8月

安凯BJ3251DLPJB-1型驱动桥中桥壳有限元分析 (9GFTJG—中桥)

一、 概 述

驱动桥是汽车中的重要部件，应具有足够的强度和刚度，按照安凯车桥公司“车桥桥壳CAE分析任务书”的要求，考虑到任务书中车桥类型众多、计算工况多样的实际情况，按照“精确建模、准确约束、正确加载”的思想，经过认真讨论，仔细分析，确定了建模原则和受力约束等关键问题，根据9GFTJG—中桥桥壳结构型式建立有限元模型。按照所提供的AUTOCAD图纸，构建简化的车桥结构力学模型，在UG中首先建立桥壳几何模型，然后在HyperMesh软件中进行网格划分，最后将其导入到ANSYS有限元分析软件中加载和约束，完成有限元计算分析。

二、 驱动桥中桥壳有限元模型

UG中所建的桥壳几何模型见图2.1，划分完网格的有限元模型见图2.2，另外用加厚的局部板结构来模拟推力杆支架。建模和计算采用通常的车辆坐标系，即X轴平行

车 安 三之告报析分构结壳桥桥凯

安凯BJ3251DLPJB-1型驱动桥桥壳有限元分析

合肥工业大学驱动桥桥壳结构分析项目组

2007年8月

安凯BJ3251DLPJB-1型驱动桥中桥壳有限元分析 (9GFTJG—中桥)

一、 概 述

驱动桥是汽车中的重要部件，应具有足够的强度和刚度，按照安凯车桥公司“车桥桥壳CAE分析任务书”的要求，考虑到任务书中车桥类型众多、计算工况多样的实际情况，按照“精确建模、准确约束、正确加载”的思想，经过认真讨论，仔细分析，确定了建模原则和受力约束等关键问题，根据9GFTJG—中桥桥壳结构型式建立有限元模型。按照所提供的AUTOCAD图纸，构建简化的车桥结构力学模型，在UG中首先建立桥壳几何模型，然后在HyperMesh软件中进行网格划分，最后将其导入到ANSYS有限元分析软件中加载和约束，完成有限元计算分析。

二、 驱动桥中桥壳有限元模型

UG中所建的桥壳几何模型见图2.1，划分完网格的有限元模型见图2.2，另外用加厚的局部板结构来模拟推力杆支架。建模和计算采用通常的车辆坐标系，即X轴平行

驱动桥

主要功能是将传动轴传来的转矩传给驱动轮，使变速箱输出的转速降低、转矩增大，并使两边车轮具有差速功能。此外，驱动桥桥壳还起到承重和传力的作用。

一、驱动桥的结构驱动桥主要由桥壳、主传动器（包括差速器）、半轴、轮边减速器等组成。其结构如图1所示：

驱动桥安装在车架上，承受车架传来的载荷并将其传递到车轮上。驱动桥的桥壳又是主传动器、半轴、轮边减速器等的安装支承体。

二、主传动器的构造

主传动器的功用是将变速箱传来传动再一次降低转速、增大转矩，并将输入轴的旋转轴线改变900后，经差速器、半轴传给轮边减速器。主传动器的结构如图2所示：

主传动器主要由差速器和一对由螺旋锥齿轮组成的主减速器构成。主动螺旋锥齿轮和从动螺旋锥齿轮之间，必须有正确的相对位置才能使两齿轮啮合后传动的冲击噪声较轻，而且

使轮齿沿其长度方向磨损较均匀。为此，在结构上一方面要使主动和从动螺旋锥齿轮有足够的支承刚度，使其在传动过程中不至于发生较大变形而影响正常啮合；另一方面，应有必要的啮合调整装置

图二、主传动器

为了保证主动螺旋锥齿轮有足够的支承刚度，将主动螺旋锥齿轮与轴制成一体，其前端支承在互相贴近而小端相向的两个圆锥滚子轴承上，后端支承在圆柱滚子轴承上，形成

第三章 驱动桥设计

一、主减速器的齿轮类型

设计采用单级减速驱动桥，再配以铸造整体式桥壳。

二、主减速器主，从动锥齿轮的支承形式

图2-3 主动锥齿轮悬臂式支承 图2-4 主动锥齿轮跨置式

图2-5 从动锥齿轮支撑形式

三、主减速器计算载荷的确定

1. 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Tce 从动锥齿轮计算转矩Tce

Tce?kdTemaxki1ifi0?n （2-1）

式中：kd——猛接离合器所产生的动载系数，性能系数fj?0的汽车:kd?1，fj?0的汽车：kd?2或由经验选定。

Temax——发动机的输出的最大转矩，在此取242N?m； ?——发动机到万向传动轴之间的传动效率，在此取0.85；

k——液力变矩器变矩系数，,k???k0?1?2??1， k0最大变矩系数，

????k在此取1；

i1——变速器一挡传动比，在此取6.09； if——分动器传动比，在此取3.7； i0——主减速器传动比 ，在此取6.33；

n——该汽车的驱动桥数目在此取1；

代入式（2-1），有：

1?242?1?6.09?3.

第三章 驱动桥设计

一、主减速器的齿轮类型

设计采用单级减速驱动桥，再配以铸造整体式桥壳。

二、主减速器主，从动锥齿轮的支承形式

图2-3 主动锥齿轮悬臂式支承 图2-4 主动锥齿轮跨置式

图2-5 从动锥齿轮支撑形式

三、主减速器计算载荷的确定

1. 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Tce 从动锥齿轮计算转矩Tce

Tce?kdTemaxki1ifi0?n （2-1）

式中：kd——猛接离合器所产生的动载系数，性能系数fj?0的汽车:kd?1，fj?0的汽车：kd?2或由经验选定。

Temax——发动机的输出的最大转矩，在此取242N?m； ?——发动机到万向传动轴之间的传动效率，在此取0.85；

k——液力变矩器变矩系数，,k???k0?1?2??1， k0最大变矩系数，

????k在此取1；

i1——变速器一挡传动比，在此取6.09； if——分动器传动比，在此取3.7； i0——主减速器传动比 ，在此取6.33；

n——该汽车的驱动桥数目在此取1；

代入式（2-1），有：

1?242?1?6.09?3.

第三章 驱动桥设计

一、主减速器的齿轮类型

设计采用单级减速驱动桥，再配以铸造整体式桥壳。

二、主减速器主，从动锥齿轮的支承形式

图2-3 主动锥齿轮悬臂式支承 图2-4 主动锥齿轮跨置式

图2-5 从动锥齿轮支撑形式

三、主减速器计算载荷的确定

1. 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Tce 从动锥齿轮计算转矩Tce

Tce?kdTemaxki1ifi0?n （2-1）

式中：kd——猛接离合器所产生的动载系数，性能系数fj?0的汽车:kd?1，fj?0的汽车：kd?2或由经验选定。

Temax——发动机的输出的最大转矩，在此取242N?m； ?——发动机到万向传动轴之间的传动效率，在此取0.85；

k——液力变矩器变矩系数，,k???k0?1?2??1， k0最大变矩系数，

????k在此取1；

i1——变速器一挡传动比，在此取6.09； if——分动器传动比，在此取3.7； i0——主减速器传动比 ，在此取6.33；

n——该汽车的驱动桥数目在此取1；

代入式（2-1），有：

1?242?1?6.09?3.

IR2110驱动MOS IGBT组成H桥原理与驱动电路分析

3.3 电机驱动模块设计 3.3.1 H桥工作原理及驱动分析

要控制电机的正反转，需要给电机提供正反向电压，这就需要四路开关去控制电机两个输入端的电压。H桥驱动原理等效原理图图如图3-5所示，当开关S1和S3闭合时，电流从电机左端流向电机的右端，设此时的旋转方向为正向；当开关S2和S4闭合时，电流从电机右端流向电机左端，电机沿反方向旋转。 S1S4MotorS2S3GNDM 图3-5 H桥驱动原理等效电路图 常用可以作为H桥的电子开关器件有继电器，三极管，MOS管，IGBT管等。普通继电器属机械器件，开关次数有限，开关频率上限一般在30HZ左右，而且继电器内部为感性负载，对电路的干扰比较大，但继电器可以把控制部分与被控制部分分开，实现由小信号控制大信号，所以高压控制中一般会用到继电器。三极管属于电流驱动型器件，设基极电流为IB，集电极电流为IC，三极管的放大系数为β，电源电压VCC，集电极偏置电阻RC ，如果IB*β>=IC, 则三极管处于饱和状态，可以当作开关使用，集电极饱和电流IC =VCC/RC ，由此可见集电极的输出电流受到RC的限制，不适合应用于电流要求较高的场合。MOS管

IR2110驱动MOS IGBT组成H桥原理与驱动电路分析

3.3 电机驱动模块设计 3.3.1 H桥工作原理及驱动分析

要控制电机的正反转，需要给电机提供正反向电压，这就需要四路开关去控制电机两个输入端的电压。H桥驱动原理等效原理图图如图3-5所示，当开关S1和S3闭合时，电流从电机左端流向电机的右端，设此时的旋转方向为正向；当开关S2和S4闭合时，电流从电机右端流向电机左端，电机沿反方向旋转。 S1S4MotorS2S3GNDM 图3-5 H桥驱动原理等效电路图 常用可以作为H桥的电子开关器件有继电器，三极管，MOS管，IGBT管等。普通继电器属机械器件，开关次数有限，开关频率上限一般在30HZ左右，而且继电器内部为感性负载，对电路的干扰比较大，但继电器可以把控制部分与被控制部分分开，实现由小信号控制大信号，所以高压控制中一般会用到继电器。三极管属于电流驱动型器件，设基极电流为IB，集电极电流为IC，三极管的放大系数为β，电源电压VCC，集电极偏置电阻RC ，如果IB*β>=IC, 则三极管处于饱和状态，可以当作开关使用，集电极饱和电流IC =VCC/RC ，由此可见集电极的输出电流受到RC的限制，不适合应用于电流要求较高的场合。MOS管

徐州工程学院成人教育学院

图书分类号： 密 级：

(论文)

汽车驱动桥设计 Automobile driving axle design

姓 名 史志伟 学 号 070900074

专 业 机械设计制造及其自动化

指导教师

李志

2011年

11月 18日

毕业设计

徐州工程学院成人教育学院

摘要

驱动桥位于传动系末端，其基本功用是增矩、降速，承受作用于路面和车架或车身之间的作用力。它的性能好坏直接影响整车性能，而对于载重汽车显得尤为重要。当采用大功率发动机输出大的转矩以满足目前载重汽车的快速、重载的高效率、高效益的需要时，必须搭配一个高效、可靠的驱动桥，所以采用传动效率高的单级减速驱动桥已经成为未来载重汽车的发展方向。驱动桥设计应主要保证汽车在给定的条件下具有最佳的动力性和燃油经济性。本设计根据给定的参数，按照传统设计方法并参考同类型车确定汽车总体参数，再确定主减速器、差速器、半轴和桥壳的结构类型，最后进行参数设计并对主减速器主、从动齿轮、半轴齿轮和行星齿轮进行强度以及寿命的校核。驱动桥设计过程中基本保证结构合理，符合实际应用，总成及零部件的设计能尽量满足零件的标准化、部件的通用化和产品的系列化及汽车变型

徐州工程学院成人教育学院

图书分类号： 密 级：

(论文)

汽车驱动桥设计 Automobile driving axle design

姓 名 史志伟 学 号 070900074

专 业 机械设计制造及其自动化

指导教师

李志

2011年

11月 18日

毕业设计

徐州工程学院成人教育学院

摘要

驱动桥位于传动系末端，其基本功用是增矩、降速，承受作用于路面和车架或车身之间的作用力。它的性能好坏直接影响整车性能，而对于载重汽车显得尤为重要。当采用大功率发动机输出大的转矩以满足目前载重汽车的快速、重载的高效率、高效益的需要时，必须搭配一个高效、可靠的驱动桥，所以采用传动效率高的单级减速驱动桥已经成为未来载重汽车的发展方向。驱动桥设计应主要保证汽车在给定的条件下具有最佳的动力性和燃油经济性。本设计根据给定的参数，按照传统设计方法并参考同类型车确定汽车总体参数，再确定主减速器、差速器、半轴和桥壳的结构类型，最后进行参数设计并对主减速器主、从动齿轮、半轴齿轮和行星齿轮进行强度以及寿命的校核。驱动桥设计过程中基本保证结构合理，符合实际应用，总成及零部件的设计能尽量满足零件的标准化、部件的通用化和产品的系列化及汽车变型