驱动桥设计Word格式.docx
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填空题
驱动桥的功用：
（1）增扭、降速，改变转矩的传递方向，即______由传动轴或直接由变速器传来的转矩，并将转矩合理地分配给________驱动车轮。
（2）承受作用于路面和车架或车身之间的_______、和________，以及制动力矩反作用力矩。
增大,左、右,垂直力,纵向力,横向力
驱动桥结构组成:
_________、__________、车轮传动装置和桥壳等。
分为________和________。
主减速器,差速器,断开式,非断开式
（1）能显著减少汽车簧下____，从而改善汽车__________，提高了___________；
（2）减小了汽车行驶时作用于车轮和车桥上的________，提高了零部件的使用寿命；
（3）增加了汽车离地间隙；
由于驱动车轮与路面的接触情况及对各种地形的适应性较好，增强了车轮的_________；
（4）若与之配合的独立悬架导向机构设计合理，可增加汽车的__________，提高汽车的操纵稳定性。
（5）但其结构较复杂，成本较高。
断开式驱动桥在_______________________应用广泛。
质量,行驶平顺性,平均行驶速度,动载荷,抗侧滑能力,不足转向效应,乘用车和部分越野汽车上
非断开式驱动桥：
（1）结构简单，成本低，工作可靠，广泛应用于_________________________。
（2）但由于其簧下_____________，对汽车的行驶平顺性和降低动载荷有不利的影响。
各种商用车和部分乘用车上,质量较大
差速器的作用：
（1）保证驱动桥两侧车轮在行程不等时具有不同的__________，满足汽车行驶运动学要求;
（2）提高通过性，同时避免在_______________及由此引起的附加载荷，使传动系零件损坏、轮胎磨损和增加燃料消耗等。
旋转角速度,驱动桥间产生功率循环
半轴的形式：
_______、__________和____________。
半浮式，3／4浮式，全浮式
驱动桥壳的主要功用：
（1）____________________；
（2）支承由车轮传来的________________，并经悬架传给车架或车身；
（3）它是主减速器、差速器和半轴的装配______。
支承汽车质量,路面反力和反力矩,基体
选择题
为了尽可能地增加主减速器主动锥齿轮悬臂式支承的刚度，支承距离b应大于（
C
）的悬臂长度a。
A、1.5倍
B、2.0倍
C、2.5倍
D、3.0倍
一般情况下，当主减速器速比大于（
A
），而轮廓尺寸又有限时，采用双曲面齿轮传动更为合理。
A、4.5
B、5.0
C、5.5
D、6.0
行星齿轮差速器起作用的时刻为（A
）。
A．汽车转弯
B．直线行驶
C．A，B情况下都起作用
D．A，B情况下都不起作用。
设对称式锥齿轮差速器壳的转速为n0，左、右两侧半轴齿轮的转速分别为n1和n2，则有（
B）。
A．n1+n2=n0
B．n1＋n2=2n0
C．n1+n2=1/2n0
D．n1=n2=n0
设对称式锥齿轮差速器壳所得到转矩为M0，左右两半轴的转矩分别为M1、M2，则有（
C）。
A．M1=M2=M0
B．M1=M2=2M0
C．M1=M2=1/2M0
D．M1+M2=2M0
全浮半轴承受（
A）的作用。
A．转矩
B．弯矩
C．反力
D．A，B，C
汽车驱动桥主要由（
AB
）、半轴和驱动壳等组成。
A、主减速器
B、差速器
C、转动盘
D、转向器
驱动桥的功用有（
AC
A、将变速器输出的转矩依次传到驱动轮，实现减速增矩
B、将变速器输出的转矩依次传到驱动轮，实现减速减矩
C、
改变动力传递方向，实现差速作用
D、减振作用
驱动桥按结构形式可分为（
BD
）
A、四轮驱动
B、非断开式驱动桥
C、综合式驱动桥
D、断开式驱动桥
主减速器的功用有（
CD
A、差速作用
B、将动力传给左右半轴
C、减速增矩
D、改变转矩的旋转方向
发动机前置前驱动的汽车，变速驱动桥是将（
）合二为一，成为一个整体。
A、驱动桥壳体和变速器壳体
B、变速器壳体和主减速器壳体
C、主减速器壳体和差速器壳体
D、差速器壳体和驱动桥壳体
差速器的主要作用是（
A、传递动力至左右两半轴
B、对左右两半轴进行差速
D、改变动力传递方向
汽车四轮驱动系统主要由（
）、前后传动轴和前后驱动桥等组成。
A、分动器
B、轴间差速器
C、轮间差速器
D、左右车轮
可变换两种速度比的主减速器，称为（
A、双速主减速器
B、双级主减速器
C、多级主减速器
D、单级主减速器
判断题
主动齿轮上置式轮边减速器主要用于要求降低车身地板高度和汽车质心高度的城市客车和长途客车上，提高了汽车行驶稳定性，方便乘客上、下车。
（
X
驱动桥分为断开式和非断开式两种。
（）
一般说来，当传动轴的叉形凸缘位于驱动桥壳中剖面的下部时，驱动桥内的主减速器是螺旋锥齿轮式主减速器。
X）
双速主减速器就是具有两对齿轮传动副的主减速器。
当汽车在一般条件下行驶时，应选用双速主减速器中的高速档，而在行驶条件较差时，则采用低速档。
对于对称式锥齿轮差速器来说，当两侧驱动轮的转速不等时，行星齿轮仅自转不公转。
对称式锥齿轮差速器当行星齿轮没有自转时，总是将转矩平均分配给左、右两半轴齿轮。
当采用半浮式半轴支承时，半轴与桥壳没有直接联系。
半浮式支承的半轴易于拆装，不需拆卸车轮就可将半轴抽下。
解放CAl091和东风EQl090汽车均采用全浮式支承的半轴，这种半轴除承受转矩外，还承受弯矩的作用。
弧齿锥齿轮传动、主、从动齿轮的轴线垂直但不相交。
（X）
双曲面齿轮齿面间的压力和摩擦功较大，可能导致油膜破坏和齿面烧结咬死，抗胶合能力较低。
因此，需要选用可改善油膜强度和带有防刮伤添加剂的双曲面齿轮油来进行润滑。
（）
主动锥齿轮的支承形式只有悬臂式支撑一种。
（X）
汽车主减速器锥齿轮目前常用渗碳合金钢制造，主要有20CrMnTi、20MnVB、20MnTiB、22CrNiMo和16SiMn2WMoV等。
差速器用来在两输出轴间分配转矩，并保证两输出轴以相同的角速度转动。
）
为使两个或四个行星齿轮能同时与两个半轴齿轮啮合，两半轴齿轮的齿数和必须能被行星齿轮数整除，否则差速齿轮不能装配。
汽车差速器齿轮大都采用压力角为20°
、齿高系数为1.0的齿形。
某些总质量较大的商用车采用23°
压力角，以提高齿轮强度。
（X）
3／4浮式半轴的结构特点：
半轴外端仅有一个轴承并装在驱动桥壳半轴套管的端部，直接支承于车轮轮毂，而半轴则以其端部凸缘与轮毂用螺钉连接。
桥壳的危险断面通常在钢板弹簧座外侧附近，桥壳端部的轮毂轴承座根部也应列为危险断面进行强度验算。
对于弧齿锥齿轮主减速器，可加注一般的齿轮油；
但对于双曲面齿轮主减速器，则必须加注双曲面齿轮油。
加油孔应设在加油方便之处，放油孔应设在桥壳最低处。
为了防止因主减速器和桥壳中部温度高使壳内气压增大而引起漏油，需装通气塞。
驱动桥主减速器、主动锥齿轮支承有悬臂式和跨置式两种。
半轴根据其车轮端的支承方式不同，可分为半浮式、1/2浮式和全浮式三种形式。
问答题
1、主减速器主动齿轮的支承形式有哪几种结构形式？
简述各种结构形式的主要特点及其应用。
答：
主动锥齿轮支承有悬臂式和跨置式两种。
1）悬臂式
（1）结构特点：
a、圆锥滚子轴承大端向外，（有时用圆柱滚子轴承）
b、为↑支承刚度，两支承间的距离b应＞2.5a（a为悬臂长度）
c、轴颈d应≮a
d、左支承轴颈比右大
（2）优缺：
结构简单，刚度差
（3）用：
传递转矩小的
2）跨置式
（1）结构特点：
a、两端均有支承（三个轴承）→刚度大，齿轮承载能力高
b、两圆锥滚子轴承距离小→主动齿轮轴长度↓，可减少传动轴夹角，有利于总体布置
c、壳体需轴承座→壳体结构复杂，加工成本高
d、空间尺寸紧张→
刚度强，结构复杂
传递转矩大的
2、
半轴的支承方式及受力特点？
半轴根据其车轮端的支承方式不同，可分为半浮式、3/4浮式和全浮式三种形式。
半浮式半轴除传递转矩外，其外端还承受由路面对车轮的反力所引起的全部力和力矩。
3/4浮式半轴受载情况与半浮式相似，只是载荷有所减轻。
全浮式半轴只承受转矩，作用于驱动轮上的其它反力和弯矩全由桥壳来承受。
3、主减速器中，主、从动锥齿轮的齿数应当如何选择才能保证具有合理的传动特性和满足结构布置上的要求？
（1）为了磨合均匀，主动齿轮齿数z1、从动齿轮齿数z2应避免有公约数
（2）为了得到理想的齿面重合度和高的轮齿弯曲强度，主、从动齿轮弯曲强度，主、从动齿轮齿数和应不少于40。
（3）为了啮合平稳、噪声小和具有高的疲劳强度，对于乘用车，z1一般不少于9；
对于商用车，z1一般不少于6。
（4）主传动比i0较大时，z1尽量取得少些，以便得到满意的离地间隙。
（5）对于不同的主传动比，z1和z2应有适宜的搭配。
4、简述对称式锥齿轮差速器的差速原理与转矩分配？
结构：
该差速器由差速器壳、圆锥行星齿轮、行星齿轮轴（十字轴）和圆锥半轴齿轮等构成。
l）差速器壳从中间剖分成两部分，剖分面通过十字轴各轴颈的中心线，每个剖分面上均有相间90度四个座孔，两部分通过螺栓固紧在一起，主减速器的从动齿轮用铆钉或螺栓固定在差速器壳左半部的凸缘上。
2）十字轴的四个轴颈嵌装在差速器壳的相应的座孔内，十字轴的侧面铣成平面以便容纳润滑油。
3）四个圆锥行星齿轮分别浮套在十字轴的四个轴颈上，为了保证润滑，轮齿间钻有油孔，每个行星齿轮均与两个直齿圆锥半轴齿轮相互啮合，行星齿轮的背面和差速器壳相应位置的内表面均做成球面，并在二者之间装着软钢的球面垫片，以减少磨损并保证行星齿轮对正中心，使其与半轴齿轮正确啮合。
4）半轴齿轮的轴颈分别支承在差速器壳相应左右座孔中，并借花键与半轴相连。
为减少齿轮和壳的磨损，在半轴齿轮和差速器壳之间装着软钢的平垫片。
差速原理：
如图15所示，差速器壳3与行星齿轮轴5连成一体，形成行星架，因它又与主减速器的从动齿轮6固连，故为主动件，设其角速度为ω0。
；
半轴齿轮1和2为从动件，其角速度为ω1和ω2。
A、B两点分别为行星齿轮4与两半轴齿轮的啮合点，行星齿轮的中心点为C，A、B、C点到差速器旋转轴线的距离均为r。
当行星齿轮只是随同行星架绕差速器旋转轴线公转时，显然，处在同一半径上的A、B、C三点的圆周速度都相等（图15b），其值为ω0r。
于是ω0=ω1=ω2，即差速器不起差速作用，两半轴角速度等于差速器壳3的角速度。
当行星齿轮除公转外，还绕本身的轴5以角速度自转时，啮合点A的圆周速度为ω1r＝ω0r+ω4r4，啮合点B的圆周速度为ω2r=ω0r-ω4r4。
于是ω1r+ω2r=（ω0r+ω4r4）+（ω0r-ω4r4）即ω1+ω2=2ω0若角速度以每分钟转数表示，则n1+n2=2n0此即两半轴齿轮直径相等的对称式锥齿轮差速器的运动特性方程式。
它表明，左右两侧半轴齿轮的转速之和等于差速器壳转速的两倍，而与行星齿轮转速无关。
因此，在汽车转弯行驶或其他行驶情况下，都可以借行星齿轮以相应转速自转，使两侧驱动车轮以不同转速在地面上滚动而无滑动
5、整体式车桥与断开式车桥各有何特点?
为什么整体式车桥配用非独立悬架而断开式车桥用独立悬架?
整体式车桥的中部是刚性的实心或空心梁，使得两侧车轮被刚性地固连在一起，在汽车的横向平面内，两轮不能有相对运动，所以只能配用非独立悬架。
断开式车桥的中部为活动关节式的结构，使得两侧的车轮在汽车的横向平面内可以相对运动，两轮可以分别独立地通过弹性元件悬挂在车架的下面，采用独立悬架。
6、转向驱动桥在结构上有哪些特点?
其转向和驱动两个功用主要由哪些零部件实现?
结构特点：
1）与转向轮相连的半轴必须分成内外两段（内半轴和外半轴），其间用万向节（一般多用等角速万向节）连接。
2）主销也被半轴截成上下两段。
3）转向节轴颈部分做成中空的，以便外半轴穿过其中。
转向功能主要由中空的转向节，分成上、下两段的主销及轮毂完成；
驱动功能主要由主减速器，差速器，由万向节联结的内、外半轴等来完成。
7、主减速器轮齿损坏形式主要有那些?
主要有：
弯曲疲劳折断、过载折断、齿面点蚀及剥落、齿面胶合、齿面磨损等。
8、简述主减速器锥齿轮强度计算：
在选好主减速器锥齿轮的主要参数后，可根据所选择的齿形计算锥齿轮的几何尺寸，而后根据所确定的计算载荷进行强度验算，以保证锥齿轮有足够的强度和寿命。
9、简述主减速器锥齿轮材料应满足的要求：
1）具有高的弯曲疲劳强度和表面接触疲劳强度，齿面具有高的硬度以保证有高的耐磨性。
2）轮齿心部应有适当的韧性以适应冲击载荷，避免在冲击载荷下齿根折断。
3）锻造性能、可加工性及热处理性能良好，热处理后变形小或变形规律易控制。
4）选择合金材料时，尽量少用含镍、铬元素的材料，而是选用含锰、钒、硼、钛、铝、硅等元素的合金钢。
10、对称锥齿轮式差速器的分类？
分类：
主要有普通锥齿轮式差速器、摩擦片式差速器和强制锁止式差速器三种。
11、何谓摩擦片式差速器？
为了增加差速器的内摩擦力矩，在半轴齿轮与差速器壳体之间装上了摩擦片。
摩擦力矩Tr（N．m）与差速器所传递的转矩T0成正比。
12、何谓强制锁止式差速器？
当一个驱动轮处于附着系数较小的路面时，可通过液压或气动操纵机构使内、外接合器（即差速锁）啮合，此后差速器壳与半轴锁紧在一起，使差速器不起作用，这样可充分利用地面的附着系数，使牵引力达到可能的最大值。
13、车轮传动装置设计基本功用？
接受从差速器传来的转矩并将其传给车轮。
14、全浮式半轴的计算载荷可按车轮附着力矩
计算，请写出表达式
全浮式半轴的计算载荷可按车轮附着力矩
计算
（5-43）
为驱动桥的最大静载荷；
为车轮滚动半径；
为负荷转移系数；
为附着系数，计算时
取0.8。
15、半浮式半轴设计应考虑那三种载荷工况？
半浮式半轴设计应考虑如下三种载荷工况：
（1）纵向力
最大，侧向力
为0：
（2）侧向力
最大，纵向力
=0，此时意味着发生侧滑：
（3）汽车通过不平路面，垂向力
，侧向力
：
此时垂直
力最大值
为：
16、对半轴进行结构设计时，应注意那几点？
对半轴进行结构设计时，应注意如下几点：
1）全浮式半轴杆部直径可按下式初步选取
（5-59）
式中，d为半轴杆部直径（mm）；
为半轴计算转矩（N?
mm）．，按式（5-43）计算；
K为直径系数，取0.205～0.218。
根据初选的d，按前面的应力公式进行强度校核。
2）半轴的杆部直径应小于或等于半轴花键的底径，以便使半轴各部分达到基本等强度。
3）半轴的破坏形式大多是扭转疲劳损坏，在结构设计时应尽量增大各过渡部分的圆角半径，尤其是凸缘与杆部、花键与杆部的过渡部分，以减小应力集中。
4）对于杆部较粗且外端凸缘也较大时，可采用两端用花键连接的结构。
5）设计全浮式半轴杆部的强度储备应低于驱动桥其它传力零件的强度储备，使半轴起
一个“熔丝”的作用。
半浮式半轴直接安装车轮，应视为保安件。
17、驱动桥壳应满足那些设计要求？
驱动桥壳应满足如下设计要求：
1）应具有足够的强度和刚度，以保证主减速器齿轮啮合正常并不使半轴产生附加弯曲应力。
2）在保证强度和刚度的前提下，尽量减小质量以提高汽车行驶平顺性。
3）保证足够的离地间隙。
4）结构工艺性好，成本低。
5）保护装于其上的传动系部件和防止泥水浸入。
6）拆装、调整、维修方便。
18、整体式桥壳的特点？
简述整体式桥壳的特点：
整个桥壳是一根空心梁，桥壳和主减速器壳为两体。
它具有强度和刚度较大，主减速器拆装、调整方便等优点。
19、对于具有全浮式半轴的驱动桥当侧向力最大时，桥壳内、外板簧座处断面的弯曲应力
分别为？
当侧向力最大时，桥壳内、外板簧座处断面的弯曲应力
分别为
20、对于具有全浮式半轴的驱动桥当汽车通过不平路面时，动载系数为
，危险断面的弯曲应力
为？
21、简述支承轴承的预紧的意义？
为了提高主减速器锥齿轮的支承刚度，改善齿轮啮合的平稳性，应对支承锥齿轮的圆锥滚子轴承进行预紧。
但是如果预紧力过大，会使轴承工作条件变坏，降低传动效率，加速轴承的磨损，还会导致轴承过热而损坏等。
通常轴承预紧度的大小用轴承的摩擦力矩来衡量。
预紧后的轴承摩擦力矩的合理值应根据试验确定。
对于货车，主动锥齿轮滚锥轴承的摩擦力矩一般为1～3N?
m。
作图分析题
1、主减速器选用螺旋圆锥齿轮传动与双曲面齿轮传动比较
螺旋圆锥齿轮传动
双曲面齿轮传动
相同尺寸，传动比（大/小）
小
大
啮合精度要求（高/低）
高
低
2、
（a）图
①这是一个由两级齿轮减速组成的整体式双级主减速器，第一级减速由一对圆锥齿轮构成，在从动锥齿轮轴上有一圆柱齿轮，与差速器壳上的圆柱齿轮啮合，构成第二级减速；
②与单级减速器相比，双级主减速器在保证离地间隙的条件下可得到大的传动比，减速比可达7~12；
③第一级减速的主动锥齿轮采用采用悬置式支撑，从动锥齿轮轴、差速器齿轮轴采用跨置式支撑；
④主要使用在总质量较大的商用车上。
（b）为应用于发动机横置且前置前驱动的轿车驱动桥，
3、双曲面齿轮传动中，何谓螺旋角？
画图说明为什么主动齿轮的螺旋角小于从动齿轮？
图
螺旋角：
在锥齿轮节锥表面展开图上的任意一点A的切线TT与该点和节锥顶点连线之间的夹角。
在齿宽中点处的螺旋角称中点螺旋角。
根据螺旋角的定义知道双曲面主动齿轮螺旋角大于从动齿轮螺旋角
4、计算单级跨置式螺旋锥齿轮主减速器各轴承所受的支承反力，并在图上表示出以上各轴承反力的受力方向（驱动前进时）。
已知参数：
齿面宽中点处的圆周力为F；
小齿轮齿面宽中点处的分度圆直径
，大齿轮齿面宽中点处的分度圆直径
，差速器壳转动方向如图所示；
小齿轮的径向力
，小齿轮的轴向力
，大齿轮的径向力
，大齿轮的轴向力
解：
小齿轮所受外力如图所示，为空间力系。
（1）先求轴承A的径向力，对轴承B的中心取矩，因为
，所以有
故
解得
即径向力的合力
同样的原理可计算轴承B的径向力。
论述题
1、驱动桥主减速器有哪几种结构形式？
主减速器根据齿轮类型、减速形式以及主、从动齿轮的支承形式不同分类。
（一）按齿轮类型可分为：
弧齿锥齿轮、双曲面齿轮、圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式
（二）按减速形式可分为：
单级主减速器，双级主减速器，双速主减速器，贯通式主减速器，单、双级减速配轮边减速。
（三）按主、从动锥齿轮的支承方案可分为：
主动锥齿轮悬臂式支承形式、主动锥齿轮跨置式支承形式、从动锥齿轮支承形式。
2、简述弧齿锥齿轮主减速器传动的主要特点及其应用：
弧齿锥齿轮传动的特点是主、从动齿轮的轴线垂直相交于一点。
至少有两对以上的轮齿同时啮合，因此可以承受较大的负荷，轮齿是逐渐由齿的一端连续而平稳地转向另一端，所以工作平稳，噪声和振动小，但弧齿锥齿轮对啮合精度很敏感，齿轮副锥顶稍不吻合就会使工作条件急剧变坏，并加剧齿轮的磨损和使噪声增大。
3、简述双曲面齿轮主减速器传动的主要特点及其应用：
双曲面齿轮传动的特点是主、从动齿轮的轴线相互垂直而不相交，且主动齿轮轴线相对从动齿轮轴线向上或向下偏移一距离E。
此偏移距使主动齿轮的螺旋角大于从动齿轮的螺旋角。
当双曲面齿轮与弧齿锥齿轮尺寸相同时，双曲面齿轮传动具有更大的传动比；
当传动比一定，从动齿轮的尺寸相同时，双曲面主动齿轮比相应的弧齿锥齿轮有更大的直径和较高的轮齿强度及较大的主动齿轮轴和轴承刚度；
当传动比一定，主动齿轮尺寸相同时，双曲面从动齿轮比相应的弧齿锥齿轮的尺寸要小，从而可以获得更大的离地间隙。
此外，由于偏移距的存在，在工作过程中，双曲面齿轮副不仅存在沿齿高方向的侧向滑动，而且还有沿齿长方向的纵向滑动。
纵向滑动可改善齿轮的磨合过程，使其具有更高的运转平稳性。
由于存在偏移距，双曲面齿轮副使其主动齿轮的β1大于从动齿轮的β2，这样同时啮合的齿数较多，重合度较大，不仅提高了传动平稳性，而且使齿轮的弯曲强度提高约30%。
双曲面齿轮传动的主动齿轮直径及螺旋角都较大，所以相啮合轮齿的当量曲率半径较相应的弧齿锥齿轮为大，从而可以降低齿面间的接触应力，其结果使齿面的接触强度
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