4WD概念车驱动桥的设计与分析

杜正越，徐治，吕永林，赵智巍

（湖北汽车工业学院 汽车工程系，湖北十堰 442002）

驱动桥为汽车传动系统中的末端总成。主减速器、差速器、半轴、万向节、驱动桥壳（或变速器壳体）和驱动车轮等零部件组成了汽车驱动桥。本文基于三维数字化平台，通过对主减速器、Torsen差速器等总成的数字化设计与分析，探讨了4WD概念车驱动桥的设计的一种方法。

1 动力传动系统驱动桥的设计

1.1 主减速器的三维设计

主减速器的功用主要是减速增扭及改变转矩旋转方向。其结构型式按齿轮副结构形式可分为圆柱齿轮式、圆锥齿轮式和准双曲面齿轮式。

选择渐开线圆锥齿轮式主减速器，对其进行参数化建模，模型如图1所示。

基于Pro/E5.0，首先依据参数草绘锥齿轮的基体截面，如图2所示。

截面及基体的参数化建模设计数据如下：

Z/Z_ASM=//大齿轮齿数/小齿轮齿数

M=//模数

HAX=//齿顶高系数

CX=//顶隙系数

X=//变位系数

B=FLOOR（RX/3）//齿宽

HA=（HAX+X）*M//齿顶高

HF=（HAX+CX-X）*M//齿根高

H=（2*HAX+CX）*M//齿高

DELTA=ATAN（Z/Z_ASM）//分锥角

D=M*Z_ASM//分度圆直径

DT=D/（2*TAN（DELTA））

//分度圆上点与锥顶在齿轮轴上投影距离

DB=D*COS（ALPHA）//齿基圆直径

DA=D+2*HA*COS（DELTA）//齿顶圆直径

DF=D-2*HF*COS（DELTA）//齿根圆直径

RX=D/（2*SIN（DELTA））//锥距

THETA_A=ATAN（HA/RX）//齿顶角

THETA_F=ATAN（HF/RX）//齿根角

DELTA_A=DELTA+THETA_A//顶锥角

DELTA_F=DELTA-THETA_F//根锥角

JIAO_T=90//齿轮外轮廓线与垂直关系

DB_JIAN_1=DB/COS（DELTA）

//大端面渐开线基圆直径

DB_JIAN_2=DB/COS（DELTA）

//小端面渐开线基圆直径

CS_jiao=360*COS（DELTA）/（4*Z）+180*TAN（ALPHA）/PI-ALPHA//坐标系转角

PLANE_JIAO=360*COS（DELTA）/（4*Z）//对称面转角

R_N=0.2*M*2//齿根倒角

R_W=0.2*M*2//齿根倒角

r=DB_JIAN_1/2//渐开线方程基圆半径

theta=t*60//渐开线方程

x=r*cos（theta）+r*sin（theta）*theta*pi/180//渐开线方程

y=r*sin（theta）-r*cos（theta）*theta*pi/180//渐开线方程

z=0//渐开线方程

ZHEN_JIAO=360/Z//阵列偏角

作出基体截面图后，将其旋转生成基体。再通过坐标方程分别在大小端面处作渐开线，最后使用曲线裁剪得到大小锥齿的轮廓线，通过“扫描混合”特征操作即可生成渐开线圆锥齿轮，如图3所示。……