第９授课单元 第五章 驱动桥设计 第１-３节（2学时）
教学内容：第五章 驱动桥设计
第一节 概述
第二节 驱动桥结构方案分析
第三节 主减速器设计
教学目的：掌握汽车驱动桥和主减速器设计要求以及主减速器传动方案选择
教学重点：主减速器传动方案选择
教学难点：双曲面齿轮与螺旋齿轮对比分析
教学方法、手段：联系实际，与学生互动，利用板书讲解、视频文件和电子课件相结合授课
板书设计：多媒体授课
教学过程：
一、复习旧课
理清思路，总结、归纳第８授课单元讲述内容。
二、讲授新课
§5-1概述
一、驱动桥功用:
增大由传动轴传来的转矩，并将动力合理的传给车轮。
二、组成：
主减速器
差速器
车轮传动装置
驱动桥壳
三、设计要求:
1.工作平稳，噪声低
2.外形尺寸小，最小离地间隙大
3.力求质量小，特别是簧下质量
4.主减速比保证动力性和经济性
5.在各种转速和载荷下的传动效率高
6.桥壳有足够的强度和刚度
7.结构简单，加工工艺性好，制造容易，调整、拆装方便
8.与悬架导向机构、转向运动机构协调
§5-2 驱动桥的结构方案分析
分类：
非断开式（整体式）—用于非独立悬架
断开式—用于独立悬架
一、断开式驱动桥特点：
优点：
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
二、非断开式驱动桥特点：
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
缺点：断开式优点
§5-3主减速器设计
一、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
1. 一对螺旋圆锥齿轮
优点：
同时啮合齿数多，寿命长，制造简单，质量小
缺点：
有轴向力、且方向不定，应避免方向指向锥顶；
对啮合精度敏感，若锥顶不重合，使接触应力↑，弯曲应力↑，噪声↑，寿命↓；
要求制造、装配精度高。
2. 双曲面齿轮啮合
特点:
两齿轮轴线不相交，交错布置，小齿轮轴线距大齿轮水平中心线有空间偏移量 E（偏移距）
螺旋角β1≠β2， β1＞β2
β定义：齿轮齿宽中点的切线和该中点与齿轮中心（节锥顶点）连线之间的夹角—螺旋
角
双曲面齿轮与螺旋齿轮相比：
传动比（双曲面i0S、螺旋i0l）：
i0和D2相同时，双曲面主动齿轮D1大，轮齿强度高，支承强度高
i0和D1相同时，双曲面从动齿轮D2小，离地间隙大
有偏移距E，利于布置多桥贯通，多用于多轴驱动汽车上，传动系结构可以简化；
在寿命相同的情况下，双曲面齿轮尺寸可以小，最小离地间隙大；
传动效率低0.96，低于螺旋齿轮0.99 ，高于蜗轮蜗杆；
主动锥齿轮大，加工时刀盘刀顶距大，刀具寿命长；
存在沿齿高方向的侧向滑动，还有沿齿长方向的纵向滑动，运转更平稳。
β双＞β螺，轮齿重合度大，传动更平稳，齿轮弯曲强度提高。
主动齿轮螺旋角β1大，不产生根切的最小齿数可减少，有利于增大传动比。
主动齿轮直径D1和螺旋角β1大，相啮合的轮齿当量曲率半径大，因此齿面接触强
度高。
3. 斜齿圆柱齿轮传动
特点：用于发动机横置前置前驱轿车驱动桥（传动器）
4. 蜗轮蜗杆传动
优点：
i0大，轮廓尺寸不大，质量不重， i0＝6～14
工作平稳，噪声低
用于多轴驱动汽车，传动系结构简单
传递载荷大，寿命长
缺点：
η＜0.96
齿圈要求用高质量锡青铜制造，成本高。
（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
（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
传动形式：
一级螺旋齿轮或双曲面齿轮、二级圆柱齿轮
一级行星齿轮、二级螺旋或双曲面齿轮
一级圆柱、二级螺旋或双曲面齿轮
布置形式：
纵向水平：垂向轮廓尺寸小，?质心低，纵向尺寸大，?用于长轴距汽车
斜向：利于传动轴布置，提高桥壳刚度
垂向：纵向尺寸小，万向传动轴夹角小，适用于短轴距贯通式驱动桥，?垂向尺寸大，
降低了桥壳刚度
双级主减速器的分配问题：i0=i01 ? i02
从提高强度减轻质量，使结构尽可能紧凑等方面考虑，要求i01尽可能小，则第一级减速器以前的零件受力小；
从装配的方便性考虑，要求i02取大些；
第一级用斜齿圆柱齿轮，第二级用锥齿轮（传动方案三）时，i01应取小，可减小第二级轴向力，齿轮啮合受破坏程度↓，轴承受力小↓，寿命↑；
i01如果取小， i02一定要取大些；一般i01=1.7~2.5
（四）双速主减速器（图5-9 ）
思考：可以实现两种传动比，有何作用？
种类：
1）圆柱齿轮组：尺寸大，质量大，主减速比大
2）行星齿轮组：结构紧凑，刚度和强度大
用途：单桥驱动重型汽车
（五）贯通式主减速器
单级：用于各种吨位多桥驱动汽车贯通式驱动桥
双曲面齿轮传动
结构受限，主动齿轮工艺性差
速比小
蜗轮蜗杆传动
质量小
噪声低
传动比大
双级：用于中重型多桥驱动汽车
锥齿轮－圆柱齿轮
传动比大
从动锥齿轮支承刚度差
主动锥齿轮工艺性差
圆柱齿轮－锥齿轮：结构紧凑，高度小
（六）单双级减速配轮边减速器
分开式单双级减速器的共同特点：
（1）部分零件（半轴、差速器）承载小，尺寸可以做小些
（2）i0大
（3）hmin大，地板低
（4）结构复杂，成本高，制造维修难
（5）质量大
轮边减速器类型：
圆柱行星齿轮式：
特点：传动比大，?可布置在轮毂内
用途：用于某些重型汽车、矿山自卸车、大型公共汽车、越野车
圆锥行星齿轮式：可变换高低档
普通外啮合圆柱齿轮式：
特点：主动齿轮上置可提高离地间隙，主动齿轮下置可降低地板高度
用途：多用于越野车和城市公交车
三、本授课单元小结
四、本章作业
五、布置下次课预习内容
第１０授课单元 第五章 驱动桥设计 第４-７节（2学时）
第一节 差速器设计
第二节 车轮传动装置设计
第三节 驱动桥壳设计
第四节 驱动桥的结构元件
教学目的：掌握差速器设计计算过程，掌握车轮传动装置设计设计计算过程；掌握驱动桥壳
设计方案选择、了解驱动桥结构元件设计方法；
教学重点：差速器设计计算过程，车轮传动装置设计设计计算过程；驱动桥壳设计方案选择；
教学难点：车轮传动装置设计
教学方法、手段：联系实际，与学生互动，利用板书讲解、视频文件和电子课件相结合授课
板书设计：多媒体授课
教学过程：
一、复习旧课
理清思路，总结、归纳第９授课单元讲述内容。
二、讲授新课
§5-4 差速器设计
一、差速器的功用
二、差速器结构方案
（一）对称锥齿轮式差速器
1.普通锥齿轮式差速器
2.摩擦片式差速器
3.强制锁止式差速器
（二）滑块凸轮式差速器
（三）蜗轮式差速器
（四）牙嵌式自由轮差速器
三、普通锥齿轮式差速器设计
（一）参数选择
1.行星齿轮数目：小车2个，大车4个
2.行星齿轮球面半径：
3.节锥距A0=(0.98~0.99)Rb
4.半轴齿轮齿数、行星轮齿数>10
5.节锥角
6.大端模数
7.压力角:一般取22°30″
8.行星齿轮轴直径及支承长度
（二）强度计算
四、粘性联轴器结构及在汽车上的布置
1.结构及工作原理
2.在汽车上的布置（主要做轴间差速器限动装置）
§5-5车轮传动装置设计
一、半轴支承型式
1.半浮式：用于轿车、轻型货车
2.3/4浮式：用于轿车、轻型货车、客车
3.全浮式：中、重型车
二、全浮式半轴计算
1.扭转应力
2.转角
三、半浮式半轴强度计算
1.纵向力
2.侧向力
3.通过不平路面时
§5-6 驱动桥壳设计
一、要求：
1.密封性好
2.强度刚度足够
3.质量小
4. hmin应保证通过性
5.结构工艺性好
6.拆装、保养、维修方便
二、型式
1.可分式
2.整体式
3.组合式
三、强度计算：
1.牵引力或制动力最大时
2.侧向力最大时
3.通过不平路面时
§5-7驱动桥结构元件
三、本授课单元小结
四、本章作业
五、布置下次课预习内容
