货车驱动桥分析与设计

迟利君

摘 要 货车驱动桥作为载重货车行驶过程中重要组成的一部分，其机械结构和生产质量直接影响着整车的性能。驱动桥的作用是放大汽车变速器产生的转矩或由货车传动轴传递过来的转矩，两侧车轮被分配合理转矩，使货车驱动轮在行驶过程中符合差速要求。普通载重货车驱动桥简化结构、缩减大小及质量、降低能耗及原材料、高效利用空间，应用双曲面齿轮啮合传动，采用单级减速器，普通货车适用公路可以根据具体载荷选配差速器。

关键词 普通货车；货车驱动桥；减速器；差速器

中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）04-0127-01

货车驱动桥的作用是使汽车发动机转矩用传动装置传来，通过货车主减速器、差速器、驱动轴及其他零件传递到货车前驱动轮，主减速器将传动速度减小后，获得比较高的输出扭矩，主减速器双面齿轮副和圆锥齿轮副可以变换转矩的传递方向，在货车行驶过程中，驱动桥利用差速器使得货车两侧车轮在转弯和弯道行驶时产生差速效果，使得转弯时外、内两侧车轮同时用不相同的时速转向，车桥桥壳壳身与货车车轮实现载荷与传递动力的作用。转向驱动桥、等速万向节、桥壳、车轮传动部件、差速器、主减速器构成了驱动桥。驱动桥分析设计的科学决定货车载荷与行驶性能的稳定，是货车传动系统的核心，货车驱动桥的分析与设计需保证货车在实际工况行驶中表现经济燃油性和高效动力性，应采取科学的主减速比；满足高通过性，车身接近角、离去角及驱动桥最低点具有足够的离地高度，能满足我国复杂路况；能达到高传动效率在不同载荷与转速的工况下；降低复杂路面产生的冲击载荷，降低簧下质量；为承受和传导作用在车身、车架及路面的全部力矩和个力，采取高强度、高刚度材料；转向驱动桥与转向机、悬挂方向系统协调；调整、维修方便快捷，结构接单，制造工艺容易。

现代货车大大增强了行驶过程中的通过性和平顺性及舒适性，配合于独立悬架的断开式驱动桥对比整体式驱动桥非独立式在各个方面都有长足进步。前置后驱货车牵引力由后轮驱动发出，在行驶过弯中操控性能增强、横向握力增大，前置后驱不需要对差速器进行维修在变速器出故障的时候，这样会大大降低保养与维护维修费用；前置后驱使得货车在行驶过程中更安全、易操控、舒适，进而可以带来经济增长点。驱动桥的重点在于桥壳制造的工艺、效率上提高，精磨加工圆柱齿轮、行星齿轮、主从动齿轮，降低高速行驶产生的噪声。

货车驱动桥是货车核心总成，负担满簧荷重、地面通过车架和车身和车轮经悬挂产生的纵向力、横向力、铅垂力及外力力矩和行驶产生的冲击载荷，货车驱动桥是全车最大的传动转矩，反作用力矩与桥壳体。货车驱动桥的分析与设计影响车轮的耐久与可靠性及经济、机动、平顺性等，也是政车站涵盖分总成、部件、机械零件最多的总成，设计的元件、机械零部件广泛，所以对分析设计选材过程要求科学严谨。断开式驱动桥的主减速器、差速器、桥壳体位于车架安装，用万向传动系统驱动车轮，与货车两侧驱动轮刚性整体车壳和大梁没有联系，两侧驱动轮通过独立悬挂于车身或车架弹性联系，主减速器、差速器均为簧上质量，驱动桥独立与车架上下运动，在车轮传动处应用滑动键轴运行轴向适度移动，可以避免轮跳产生的运动干涉。断开式驱动桥可以明显降低货车簧下质量，提高行驶平均时速，增强了货车行驶的平顺性，提高了车载货品的运输安全，降低了侧向行驶车桥与车辆受到的动载荷冲击力，延长了零件的实际寿命，而且加大了货车的最小离地高度。断开式驱动桥应用在采用独立悬挂的驱动轮上，乘用车与SUV和越野车多数采用。非断开式驱动桥的驱动桥和驱动车轮等都是簧下质量，其桥壳由一根刚性空心梁支撑于货车两侧驱动轮之间，主减速器、差速器和驱动轴及其他传动部件全部装置在其内部，非断开式驱动桥应用在采用非独立悬挂的驱动车轮上，成本低、可靠，簧下质量大，影响行驶平顺性及不利于动载荷。

与货车整车相匹配的驱动桥主减速器的分析与设计是驱动桥的核心与关键，决定了货车驱动桥的稳定性、实际工况行驶噪音等一系列问题。需要与传动装置匹配，具有高强度、刚度和整车高通过性，与整车的承载和变速箱、发动机都紧密相连。主减速器不同结构满足不同货车使用要求。以传动齿轮副数目分为单级主减速器、双级主减速器。双级主减速器第二级两幅分置两侧车轮附近为轮边减速器；以传动比档数可列为双速式、单速式，双速式是面对不同的实际工况，货车有两个传动比值可供选择，单速式是无论任何实际工况都只有一个传动比值，是不变的；以齿轮副结构有圆柱齿轮、圆锥齿轮、准双曲面齿轮三种。弧齿锥齿形式主减速器从动齿轮、主动齿轮轴线在一点相交，齿轮断面叠加存在大于两对齿轮同时咬合可承受大载荷，实际工况稳定、声音低、振动频率低，对制造加工精度要求高易磨损破坏。双面齿轮形式主减速器主从轴线垂直不交且存在偏移距，可相对通过，增加支撑提高支撑刚度，延长使用寿命。具有偏移距的此类造成主螺旋角超过从螺旋角，端面轴节不同，具有大直径和高强度与高刚度，因为啮合齿轮当量曲率半径大使得齿面摩擦力小，降低了根切齿数，提高了负荷。结构大小受限且货车要求传动比大时可采用此双面齿轮形式。传动比低于二采用螺旋锥齿轮，有空间安装差速器。前置前驱发动机横置的驱动桥和轮边减速器及双级减速器驱动桥采用圆柱齿轮。微型车驱动桥采用蜗轮蜗杆。

综上所述，货车驱动桥主减速器齿轮采用双曲面齿轮设计。货车主减速器分为单级、双级（分开、整体）、双速、贯通式（单级、双级）、单双级配轮边这七类主减速器。单级主减速器应用弧齿锥齿轮和双曲面齿轮及圆柱齿轮或蜗杆传动，制造便宜、结构简单小、质量小，应用与主传动比小于7.6。双级主减速器是二级齿轮减速构成，结构复杂、尺寸大、成本高。双速主减速器和贯通式主减速器设计构造复杂、制造与维护成本高。货车驱动桥整体科学分析与设计适用于体积小、机械结构简单、质量轻、制造与维护经济性好的单级主减速器。

本文主要论述货车驱动桥分析与设计，针对货车主减速器及差速器进行具体分析，针对实际工况设计产品应具有较好的动力性和经济性，尽量满足机械零件标准化通用化的要求，而设计中的不完善与不足，则需要我们不断努力进行改进。

参考文献

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