家用微型车驱动桥设计说明书
叫复杂,但可以大大提高汽车在不平路面上的行驶平顺性,减小车轮和车桥上的动载荷及零件的损坏,提高其可靠性及使用寿命。故这种结构主要见于对行驶平顺性要求较高的一部分轿车及一些越野汽车上,且后者多属于轻型以下的越野汽车或多桥驱动的重型越野汽车。
由于断开式驱动桥工作可靠,平稳性好,查阅资料,参照国内相关轿车的设计,最后本课题选用断开式驱动桥。
其结构如图所示:
3 驱动桥各零部件的设计
3.1 主减速器设计
主减速器是汽车传动系中减小转速、增大扭矩的主要部件,它是依靠齿数少的锥齿轮或斜齿圆柱齿轮带动齿数多的锥齿轮或斜齿圆柱齿轮。对发动机纵置的汽车,其主减速器还利用锥齿轮传动以改变动力方向。对发动机横置的汽车,其主减速器就采用直齿轮传动而不必改变动力方向。由于汽车在各种道路上行使时,其驱动轮上要求必须具有一定的驱动力矩和转速,在动力向左右驱动轮分流的差速器之前设置一个主减速器后,便可使主减速器前面的传动部件如变速器、万向传动装置等所传递的扭矩减小,从而可使其尺寸及质量减小、操纵省力。
驱动桥中主减速器、差速器设计应满足如下基本要求:
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a)所选择的主减速比应能保证汽车既有最佳的动力性和燃料经济性。
b)外型尺寸要小,保证有必要的离地间隙;齿轮其它传动件工作平稳,噪音小。 c)在各种转速和载荷下具有高的传动效率;与悬架导向机构与动协调。 d)在保证足够的强度、刚度条件下,应力求质量小,以改善汽车平顺性。 e)结构简单,加工工艺性好,制造容易,拆装、调整方便。
3.1.1 主减速器结构方案分析
主减速器的结构形式主要是根据齿轮类型、减速形式的不同而不同。 (1)斜齿圆柱齿轮传动
图3-1 斜齿圆柱齿轮传动
按齿轮副结构型式分,主减速器的齿轮传动主要有螺旋锥齿轮式传动、双曲面齿轮式传动、圆柱齿轮式传动(又可分为轴线固定式齿轮传动和轴线旋转式齿轮传动即行星齿轮式传动)和蜗杆蜗轮式传动等形式。
在发动机横置的汽车驱动桥上,主减速器往往采用简单的斜齿圆柱齿轮;在发动机纵置的汽车驱动桥上,主减速器往往采用圆锥齿轮式传动或准双曲面齿轮式传动。
为了尽可能抵消主动轴上轴承的轴向力,主减速器中基本不用直齿圆柱齿轮而采用斜齿圆柱齿轮。此外,斜齿圆柱齿轮还具有运转平稳、噪声小等优点,汽车上获得广泛应用。
查阅文献[1]、[2],经方案论证,主减速器的齿轮选用斜齿圆柱齿轮形式(如图3-1示)。斜齿圆柱齿轮传动的主、从动齿轮轴线相互平行,齿轮并不同时在全长上啮合,而是逐渐从一端连续平稳地转向另一端。它工作平稳、能承受较大的负荷。为
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保证齿轮副的正确啮合,必须将支承轴承预紧,提高支承刚度,增大壳体刚度。 (2) 结构形式
为了满足不同的使用要求,主减速器的结构形式也是不同的。
按参加减速传动的齿轮副数目分,有单级式主减速器和双级式主减速器、双速主减速器、双级减速配以轮边减速器等。双级式主减速器应用于大传动比的中、重型汽车上,若其第二级减速器齿轮有两副,并分置于两侧车轮附近,实际上成为独立部件,则称轮边减速器。单级式主减速器应用于轿车和一般轻、中型载货汽车。单级主减速器由一对圆柱齿轮(或者一对圆锥齿轮)组成,具有结构简单、质量小、成本低、使用简单等优点。
查阅文献[1]、[2],经方案论证,本设计主减速器采用单级主减速器。其传动比i0一般小于等于7。
3.1.2 主减速器主、从动斜齿圆柱齿轮的支承方案
主减速器中心必须保证主从动齿轮具有良好的啮合状况,才能使它们很好地工作。齿轮的正确啮合,除了与齿轮的加工质量装配调整及轴承主减速器壳体的刚度有关以外,还与齿轮的支承刚度密切相关。 (1)主动斜齿圆柱齿轮的支承
图3-2主动齿轮跨置式
主动斜齿圆柱齿轮的支承形式可分为悬臂式支承和跨置式支承两种。查阅资料、文献,经方案论证,采用跨置式支承结构(如图3-2示)。齿轮前、后两端的轴颈均以轴承支承,故又称两端支承式。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,约减小到悬臂式支承的1/30以下.而主动斜齿圆柱齿轮后轴承的径向负荷比悬臂式的要减小至1/5~1/7。齿轮承载能力较悬臂式可提高10%左右。
本课题所设计的乘用车最大总质量为0.6t,所以选用跨置式可以提高齿轮的承载能力。
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(2)从动斜齿圆柱齿轮的支承
图3-3从动齿轮支撑形式
从动斜齿圆柱齿轮采用圆锥滚子轴承支承(如图3-3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c+d。为了使从动斜齿圆柱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,c+d应不小于从动斜齿圆柱齿轮大端分度圆直径的70%。为了使载荷能均匀分配在两轴承上,应是c等于或大于d。
3.1.3 主减速器斜齿圆柱齿轮设计
主减速比i0、驱动桥的离地间隙和计算载荷,是主减速器设计的原始数据,应在汽车总体设计时就确定。 (1) 主减速比i0的确定
主减速比对主减速器的结构型式、轮廓尺寸、质量大小以及当变速器处于最高档位时汽车的动力性和燃料经济性都有直接影响。i0的选择应在汽车总体设计时和传动系的总传动比i一起由整车动力计算来确定。可利用在不同i0下的功率平衡田来研究i0对汽车动力性的影响。通过优化设计,对发动机与传动系参数作最佳匹配的方法来选择i0值,可使汽车获得最佳的动力性和燃料经济性。
对于具有很大功率储备的轿车、长途公共汽车尤其是竞赛车来说,在给定发动机最大功率Pamax及其转速np的情况下,所选择的i0值应能保证这些汽车有尽可能高的最高车速vamax。这时i0值应按下式来确定:
i0=0.377式中:
rrnpvamaxigh (3-1)
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