貨車(chē)驅(qū)動(dòng)橋分析與設(shè)計(jì)

遲利君

摘 要 貨車(chē)驅(qū)動(dòng)橋作為載重貨車(chē)行駛過(guò)程中重要組成的一部分，其機(jī)械結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)質(zhì)量直接影響著整車(chē)的性能。驅(qū)動(dòng)橋的作用是放大汽車(chē)變速器產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩或由貨車(chē)傳動(dòng)軸傳遞過(guò)來(lái)的轉(zhuǎn)矩，兩側(cè)車(chē)輪被分配合理轉(zhuǎn)矩，使貨車(chē)驅(qū)動(dòng)輪在行駛過(guò)程中符合差速要求。普通載重貨車(chē)驅(qū)動(dòng)橋簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、縮減大小及質(zhì)量、降低能耗及原材料、高效利用空間，應(yīng)用雙曲面齒輪嚙合傳動(dòng)，采用單級(jí)減速器，普通貨車(chē)適用公路可以根據(jù)具體載荷選配差速器。

關(guān)鍵詞 普通貨車(chē)；貨車(chē)驅(qū)動(dòng)橋；減速器；差速器

中圖分類(lèi)號(hào)：U463 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）04-0127-01

貨車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的作用是使汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩用傳動(dòng)裝置傳來(lái)，通過(guò)貨車(chē)主減速器、差速器、驅(qū)動(dòng)軸及其他零件傳遞到貨車(chē)前驅(qū)動(dòng)輪，主減速器將傳動(dòng)速度減小后，獲得比較高的輸出扭矩，主減速器雙面齒輪副和圓錐齒輪副可以變換轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，在貨車(chē)行駛過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)橋利用差速器使得貨車(chē)兩側(cè)車(chē)輪在轉(zhuǎn)彎和彎道行駛時(shí)產(chǎn)生差速效果，使得轉(zhuǎn)彎時(shí)外、內(nèi)兩側(cè)車(chē)輪同時(shí)用不相同的時(shí)速轉(zhuǎn)向，車(chē)橋橋殼殼身與貨車(chē)車(chē)輪實(shí)現(xiàn)載荷與傳遞動(dòng)力的作用。轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋、等速萬(wàn)向節(jié)、橋殼、車(chē)輪傳動(dòng)部件、差速器、主減速器構(gòu)成了驅(qū)動(dòng)橋。驅(qū)動(dòng)橋分析設(shè)計(jì)的科學(xué)決定貨車(chē)載荷與行駛性能的穩(wěn)定，是貨車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的核心，貨車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的分析與設(shè)計(jì)需保證貨車(chē)在實(shí)際工況行駛中表現(xiàn)經(jīng)濟(jì)燃油性和高效動(dòng)力性，應(yīng)采取科學(xué)的主減速比；滿(mǎn)足高通過(guò)性，車(chē)身接近角、離去角及驅(qū)動(dòng)橋最低點(diǎn)具有足夠的離地高度，能滿(mǎn)足我國(guó)復(fù)雜路況；能達(dá)到高傳動(dòng)效率在不同載荷與轉(zhuǎn)速的工況下；降低復(fù)雜路面產(chǎn)生的沖擊載荷，降低簧下質(zhì)量；為承受和傳導(dǎo)作用在車(chē)身、車(chē)架及路面的全部力矩和個(gè)力，采取高強(qiáng)度、高剛度材料；轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋與轉(zhuǎn)向機(jī)、懸掛方向系統(tǒng)協(xié)調(diào)；調(diào)整、維修方便快捷，結(jié)構(gòu)接單，制造工藝容易。

現(xiàn)代貨車(chē)大大增強(qiáng)了行駛過(guò)程中的通過(guò)性和平順性及舒適性，配合于獨(dú)立懸架的斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋?qū)Ρ日w式驅(qū)動(dòng)橋非獨(dú)立式在各個(gè)方面都有長(zhǎng)足進(jìn)步。前置后驅(qū)貨車(chē)牽引力由后輪驅(qū)動(dòng)發(fā)出，在行駛過(guò)彎中操控性能增強(qiáng)、橫向握力增大，前置后驅(qū)不需要對(duì)差速器進(jìn)行維修在變速器出故障的時(shí)候，這樣會(huì)大大降低保養(yǎng)與維護(hù)維修費(fèi)用；前置后驅(qū)使得貨車(chē)在行駛過(guò)程中更安全、易操控、舒適，進(jìn)而可以帶來(lái)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。驅(qū)動(dòng)橋的重點(diǎn)在于橋殼制造的工藝、效率上提高，精磨加工圓柱齒輪、行星齒輪、主從動(dòng)齒輪，降低高速行駛產(chǎn)生的噪聲。

貨車(chē)驅(qū)動(dòng)橋是貨車(chē)核心總成，負(fù)擔(dān)滿(mǎn)簧荷重、地面通過(guò)車(chē)架和車(chē)身和車(chē)輪經(jīng)懸掛產(chǎn)生的縱向力、橫向力、鉛垂力及外力力矩和行駛產(chǎn)生的沖擊載荷，貨車(chē)驅(qū)動(dòng)橋是全車(chē)最大的傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩，反作用力矩與橋殼體。貨車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的分析與設(shè)計(jì)影響車(chē)輪的耐久與可靠性及經(jīng)濟(jì)、機(jī)動(dòng)、平順性等，也是政車(chē)站涵蓋分總成、部件、機(jī)械零件最多的總成，設(shè)計(jì)的元件、機(jī)械零部件廣泛，所以對(duì)分析設(shè)計(jì)選材過(guò)程要求科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋的主減速器、差速器、橋殼體位于車(chē)架安裝，用萬(wàn)向傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，與貨車(chē)兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪剛性整體車(chē)殼和大梁沒(méi)有聯(lián)系，兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪通過(guò)獨(dú)立懸掛于車(chē)身或車(chē)架彈性聯(lián)系，主減速器、差速器均為簧上質(zhì)量，驅(qū)動(dòng)橋獨(dú)立與車(chē)架上下運(yùn)動(dòng)，在車(chē)輪傳動(dòng)處應(yīng)用滑動(dòng)鍵軸運(yùn)行軸向適度移動(dòng)，可以避免輪跳產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)干涉。斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋可以明顯降低貨車(chē)簧下質(zhì)量，提高行駛平均時(shí)速，增強(qiáng)了貨車(chē)行駛的平順性，提高了車(chē)載貨品的運(yùn)輸安全，降低了側(cè)向行駛車(chē)橋與車(chē)輛受到的動(dòng)載荷沖擊力，延長(zhǎng)了零件的實(shí)際壽命，而且加大了貨車(chē)的最小離地高度。斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋應(yīng)用在采用獨(dú)立懸掛的驅(qū)動(dòng)輪上，乘用車(chē)與SUV和越野車(chē)多數(shù)采用。非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋的驅(qū)動(dòng)橋和驅(qū)動(dòng)車(chē)輪等都是簧下質(zhì)量，其橋殼由一根剛性空心梁支撐于貨車(chē)兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪之間，主減速器、差速器和驅(qū)動(dòng)軸及其他傳動(dòng)部件全部裝置在其內(nèi)部，非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋應(yīng)用在采用非獨(dú)立懸掛的驅(qū)動(dòng)車(chē)輪上，成本低、可靠，簧下質(zhì)量大，影響行駛平順性及不利于動(dòng)載荷。

與貨車(chē)整車(chē)相匹配的驅(qū)動(dòng)橋主減速器的分析與設(shè)計(jì)是驅(qū)動(dòng)橋的核心與關(guān)鍵，決定了貨車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的穩(wěn)定性、實(shí)際工況行駛噪音等一系列問(wèn)題。需要與傳動(dòng)裝置匹配，具有高強(qiáng)度、剛度和整車(chē)高通過(guò)性，與整車(chē)的承載和變速箱、發(fā)動(dòng)機(jī)都緊密相連。主減速器不同結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足不同貨車(chē)使用要求。以傳動(dòng)齒輪副數(shù)目分為單級(jí)主減速器、雙級(jí)主減速器。雙級(jí)主減速器第二級(jí)兩幅分置兩側(cè)車(chē)輪附近為輪邊減速器；以傳動(dòng)比檔數(shù)可列為雙速式、單速式，雙速式是面對(duì)不同的實(shí)際工況，貨車(chē)有兩個(gè)傳動(dòng)比值可供選擇，單速式是無(wú)論任何實(shí)際工況都只有一個(gè)傳動(dòng)比值，是不變的；以齒輪副結(jié)構(gòu)有圓柱齒輪、圓錐齒輪、準(zhǔn)雙曲面齒輪三種?；↓X錐齒形式主減速器從動(dòng)齒輪、主動(dòng)齒輪軸線在一點(diǎn)相交，齒輪斷面疊加存在大于兩對(duì)齒輪同時(shí)咬合可承受大載荷，實(shí)際工況穩(wěn)定、聲音低、振動(dòng)頻率低，對(duì)制造加工精度要求高易磨損破壞。雙面齒輪形式主減速器主從軸線垂直不交且存在偏移距，可相對(duì)通過(guò)，增加支撐提高支撐剛度，延長(zhǎng)使用壽命。具有偏移距的此類(lèi)造成主螺旋角超過(guò)從螺旋角，端面軸節(jié)不同，具有大直徑和高強(qiáng)度與高剛度，因?yàn)閲Ш淆X輪當(dāng)量曲率半徑大使得齒面摩擦力小，降低了根切齒數(shù)，提高了負(fù)荷。結(jié)構(gòu)大小受限且貨車(chē)要求傳動(dòng)比大時(shí)可采用此雙面齒輪形式。傳動(dòng)比低于二采用螺旋錐齒輪，有空間安裝差速器。前置前驅(qū)發(fā)動(dòng)機(jī)橫置的驅(qū)動(dòng)橋和輪邊減速器及雙級(jí)減速器驅(qū)動(dòng)橋采用圓柱齒輪。微型車(chē)驅(qū)動(dòng)橋采用蝸輪蝸桿。

綜上所述，貨車(chē)驅(qū)動(dòng)橋主減速器齒輪采用雙曲面齒輪設(shè)計(jì)。貨車(chē)主減速器分為單級(jí)、雙級(jí)（分開(kāi)、整體）、雙速、貫通式（單級(jí)、雙級(jí)）、單雙級(jí)配輪邊這七類(lèi)主減速器。單級(jí)主減速器應(yīng)用弧齒錐齒輪和雙曲面齒輪及圓柱齒輪或蝸桿傳動(dòng)，制造便宜、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單小、質(zhì)量小，應(yīng)用與主傳動(dòng)比小于7.6。雙級(jí)主減速器是二級(jí)齒輪減速構(gòu)成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸大、成本高。雙速主減速器和貫通式主減速器設(shè)計(jì)構(gòu)造復(fù)雜、制造與維護(hù)成本高。貨車(chē)驅(qū)動(dòng)橋整體科學(xué)分析與設(shè)計(jì)適用于體積小、機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量輕、制造與維護(hù)經(jīng)濟(jì)性好的單級(jí)主減速器。

本文主要論述貨車(chē)驅(qū)動(dòng)橋分析與設(shè)計(jì)，針對(duì)貨車(chē)主減速器及差速器進(jìn)行具體分析，針對(duì)實(shí)際工況設(shè)計(jì)產(chǎn)品應(yīng)具有較好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，盡量滿(mǎn)足機(jī)械零件標(biāo)準(zhǔn)化通用化的要求，而設(shè)計(jì)中的不完善與不足，則需要我們不斷努力進(jìn)行改進(jìn)。

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