驅(qū)動橋總成設(shè)計手冊

華晨汽車工程研究院

后驅(qū)動橋設(shè)計手冊

編制：劉春強(qiáng)_________

審核：________________

批準(zhǔn)：________________

底盤部件工程室

2016-06-02發(fā)布

版本：V0

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前言

本設(shè)計手冊規(guī)定的主減速器產(chǎn)品的要求，和國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定而制定。

本設(shè)計手冊由汽車工程研究院底盤部件工程室劉春強(qiáng)負(fù)責(zé)起草；

本設(shè)計手冊由汽車工程研究院底盤部件工程室進(jìn)行管理和解釋；

本設(shè)計手冊主要起草人員：

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目錄

1范圍................................................................................

2產(chǎn)品綜述............................................................................

2.1工作原理...........................................................................2

2.2減速器主要結(jié)構(gòu)....................................................................3

3設(shè)計輸入.............................................................................3

4產(chǎn)品設(shè)計.............................................................................4

4.1方案設(shè)計...........................................................................5

4.2結(jié)構(gòu)設(shè)計...........................................................................5

4.3性能設(shè)計.........................................................................16

4試驗標(biāo)準(zhǔn)............................................................................21

5附件................................................................................24

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后驅(qū)動橋設(shè)計手冊

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了驅(qū)動橋的設(shè)計輸入輸出結(jié)構(gòu)設(shè)計、試驗方法。本標(biāo)準(zhǔn)適

用于非斷開式微型車驅(qū)動橋。

2產(chǎn)品綜述

汽車的驅(qū)動橋位于傳動系的末端，其基本功用是增大由傳動軸或直接

由變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，將轉(zhuǎn)矩分配給左右驅(qū)動車輪，并使左右驅(qū)動車輪

具有汽車行駛運動學(xué)所要求的差速功能；同時，驅(qū)動橋還要承受作用于

路面和車架或承載式車身之間的鉛垂力、縱向力和橫向力及其力矩

在一般的汽車結(jié)構(gòu)中，驅(qū)動橋包括主減速器（又稱主傳動器）、差速器、

驅(qū)動車輪的傳動裝置及橋殼等部件。

驅(qū)動橋總成的結(jié)構(gòu)型式，按其總體布置來說共有3類，即普通的非斷

開式驅(qū)動橋、帶有擺動半軸的非斷開式驅(qū)動橋以及斷開式驅(qū)動橋。按照

其工作特性，它們又可歸并為兩大類，即非斷開式驅(qū)動橋和斷開式驅(qū)動

橋。

圖2-1驅(qū)動橋總成-整體式橋配合示意圖

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2.1工作原理

1）通過主、從動錐齒輪采用90°交角布置（圖2-2）,改變動力傳

遞方向；

2）通過主動錐齒輪（小齒輪）帶動從動錐齒輪（大齒輪）轉(zhuǎn)動,

實現(xiàn)降低轉(zhuǎn)速，增大扭矩功能；

3）差速器總成具有行星、半軸齒輪機(jī)構(gòu)（圖2-3）,通過機(jī)構(gòu)公轉(zhuǎn)

與自轉(zhuǎn)運動實現(xiàn)差速功能；有時為了增強(qiáng)差速器殼及行星半軸齒輪承

載能力將差速器殼做成拆分式（圖2-5）為增強(qiáng)車輛脫困能力，可加裝

防滑差速器（裝有鎖止機(jī)構(gòu)，圖2-4）,必要工況下將左右車輪鎖止,

成為整體剛性連接結(jié)構(gòu)。

施

遽

-圖2-2F齒輪布置圖2-3普通差速器

3

圖2-4防滑差速淵圖2-5拆分式差速器

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2.2減速器主要結(jié)構(gòu)

G15A3

JH

3設(shè)計輸入

主減總成設(shè)計輸入主要包括顧客要求、整車參數(shù)、標(biāo)桿信息等，其

中顧客要求作為核心設(shè)計內(nèi)容，包括對產(chǎn)品功能、性能、外觀等要求；

整車參數(shù)主要包括發(fā)動機(jī)及傳動系統(tǒng)參數(shù)、主減周邊零件輪廓等，用于

產(chǎn)品空間校核、強(qiáng)度分析等；標(biāo)桿信息作為設(shè)計對標(biāo)的依據(jù)，用于提供

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設(shè)計參考。

表3-1整車分配到驅(qū)動橋的動力輸入?yún)?shù)表

車型代號

車輛用途

市場定位

型號

發(fā)動機(jī)功率(kw/r/min)

最大扭矩(N.m/r/min)

I檔

11檔

III檔

變速箱

IV檔

V檔

倒檔

主減速比

輪胎型號

輪胎

滾動半徑(mm)

表3-2整車分配到驅(qū)動橋載荷輸入?yún)?shù)表

車型代號

空載(kg)

整車質(zhì)空載時載荷分配：前/后(kg)

量滿載(kg)

滿載時載荷分配：前/后(kg)

每個后輪質(zhì)量(包括輪轂、制動器等)(kg)

軸距(mm)

輪距：前/后(mm)

空載時距地面高度(mm)

質(zhì)心位空載時距前軸距離(mm)

置滿載時距地面高度(mm)

滿載時距前軸距離(mm)

輪胎型號

輪胎

滾動半徑(mm)

車輪偏置(mm)

空載時主齒軸線與水平地面的夾角(°)

滿載時主齒軸線與水平地面的夾角(°)

空載時主齒軸線與傳動軸的當(dāng)量夾角(°)

4產(chǎn)品設(shè)計

驅(qū)動橋總成產(chǎn)品設(shè)計主要包括方案設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、性能與精度設(shè)

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計、二維圖設(shè)計等內(nèi)容。

4.1方案設(shè)計

產(chǎn)品方案設(shè)計應(yīng)根據(jù)整車布置要求定義安裝硬點，同時考慮產(chǎn)品功

能、性能、工藝性、平臺化、專利保護(hù)等方面信息，并對方案進(jìn)行充分

評審。其方法主要包括以5三種：

1）優(yōu)先考慮公司現(xiàn)有產(chǎn)品，制定局部或總成借用方案，實現(xiàn)公司產(chǎn)

品平臺化；

2）參考標(biāo)桿信息進(jìn)行全部或局部逆向設(shè)計，其過程包括空間校核、

強(qiáng)度校核、CAE分析、工藝評審、精度設(shè)計、試驗驗證等內(nèi)容；

4.1.1產(chǎn)品定位

確認(rèn)整車定位1SUV、轎車、MPV、輕客、卡車）及銷售地區(qū)行駛路

況（高溫地區(qū)、高寒地區(qū)、山區(qū)），將類似車型使用情況與整車定位進(jìn)行

對比，確認(rèn)是否滿足使用環(huán)境要求。

4.2結(jié)構(gòu)設(shè)計

主要介紹主減總成在整車上的設(shè)計邊界、齒輪組設(shè)計、潤滑及散熱

設(shè)計、差速器設(shè)計、密封結(jié)構(gòu)設(shè)計、外部接口設(shè)計等內(nèi)容，并輸出相關(guān)

的報告。

4.2.1設(shè)計邊界

主減總成設(shè)計邊界要與整車布置及最小離地間隙相適應(yīng)，在滿足零

部件強(qiáng)度、剛度、可靠性及壽命前提下，盡量減小其體積及設(shè)計質(zhì)量，

以滿足經(jīng)濟(jì)性及輕量化要求。

為避免車輛行駛過程中，主減總成與各周邊件發(fā)生運動干涉，根據(jù)

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經(jīng)驗值應(yīng)使主減總成和周邊件的間隙滿足但不僅限下表4T：

表4-1與周邊件間隙

序號名稱評價內(nèi)容間隙要求（mm）備注

與發(fā)動機(jī)總成230—

與變速器總成230—

1前主減總

轉(zhuǎn)向電機(jī)（REPS）215—

成

與轉(zhuǎn)向器210■一…一?

與車架210—

與油箱210最小極限間隙

后主:減總與后副車架210---

2

成與排氣系統(tǒng)（冷端）230…“口一

與車身地板230—

3.2.2齒輪組設(shè)計

主減速器采用最廣泛是“格里森”制或“奧利康”制的雙曲面齒輪。

選擇“格里森”制齒輪時，應(yīng)優(yōu)先選擇磨齒，保證其NVH特性。用于高

端車型上的齒輪，應(yīng)優(yōu)先選用“奧利康”制，主要考慮到齒輪噪聲及疲

勞。

雙曲面齒輪如圖4-1所示，其主從動錐齒輪軸線不相交而呈空間交

叉。其空間交叉角采用90°,主動齒輪軸相對于從動齒輪軸有向上或向

下的偏移，稱為上偏移或下偏移。

為節(jié)約開發(fā)成本及減少技術(shù)風(fēng)險，應(yīng)優(yōu)先選用現(xiàn)有平臺產(chǎn)品。

4-1雙曲面齒輪傳動

4.2.2.1齒數(shù)

主減總成的速比由整車提供，齒數(shù)Z1（主動齒輪齒數(shù)），Z2（從動齒

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輪齒數(shù)）根據(jù)齒輪廠家推薦值進(jìn)行選取。

4.2.2.2齒輪載荷的計算

通常是將發(fā)動機(jī)最大扭矩配以傳動系最低檔傳動比時和驅(qū)動輪打滑

時這兩種情況下作用在主減總成上的轉(zhuǎn)矩的較小者，作為載貨汽車和越

野汽車在強(qiáng)度計算日「用以驗算主減總成齒輪最大應(yīng)力的計算載荷7）。

4.2.2.3節(jié)圓直徑選擇

按經(jīng)驗公式選出：&=觴2??氾

式中：d2—從動錐齒輪的節(jié)圓直徑，mm；

-2一直徑系數(shù)，取13?16；

1一計算扭矩，N-mo

3.2.2.4偏移距E及偏移方向

1）偏移方向：艱據(jù)傳動系的布置確定偏移方向，一般前主減總成為

上偏移，后主減總成為下偏移；

2）偏移距：EW409必°,接近于從動錐齒輪節(jié)圓直徑d2的20%,a為

被齒的節(jié)錐距。

4.2.2.5安裝距L2

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小花女表他

圖4-2雙曲面齒輪副的安裝尺寸

4.2.3支撐

主減總成主動齒輪的支承型式及安置方法，對其支承剛度影響較大,

這是影響齒輪嚙合及使用壽命的重要因素C從動錐齒輪的支承剛度主要

受軸承的型式、支承間的距離和載荷在軸承之間的分布影響。

4.2.3.1主動錐齒輪的支承設(shè)計

主動錐齒輪的支承形式可分為懸臂式支承和騎馬式支承兩種，目前

現(xiàn)有產(chǎn)品均采用懸臂式支承。

懸臂式支承如下圖3-3所示，其結(jié)構(gòu)特點是在錐齒輪大端一側(cè)采用

較長的軸頸，其上安裝兩個圓錐滾子軸承。為了減小懸臂長度a和增加

兩支承間的距離b,以改善支承剛度，應(yīng)使兩軸承圓錐滾子大端朝外，使

作用在齒輪上離開錐頂?shù)妮S向力由靠近齒輪的軸承承受，而反向軸向力

由另一軸承承受。為了增加支承剛度，支承距離b應(yīng)大于2.5倍的懸臂

長度a,且應(yīng)比齒輪節(jié)圓直徑的70%還大，靠近齒輪的軸徑應(yīng)不小于尺寸

ao

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圖4-3主動錐齒輪懸臂式支承形式圖4-4從動錐齒輪支承形式

4.2.3.2從動錐齒輪的支承設(shè)計

為了增加支承剛度，兩軸承的圓錐滾子大端應(yīng)內(nèi)向（圖4-4）,以減

少尺寸c+do為了使從動錐齒輪背面的差速器殼體處有足夠的位置設(shè)置加

強(qiáng)肋以增強(qiáng)支承穩(wěn)定性,c+d應(yīng)不小于從動錐齒輪大端分度圓直徑的70%。

為了使載荷能盡量均勻分配在兩軸承上，應(yīng)盡量使尺寸c等于或大于尺

寸do

4.2.3.3軸承選型

主從動錐齒輪的支承主要采用圓錐滾子軸承（圖4-5）,它是依靠主要

元件間的滾動接觸來支承轉(zhuǎn)動零件的。滾動軸承大多已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。滾動

軸承具有磨擦阻力小，功率消耗少，啟動容易等特點。我司主要用圓錐

圖4-5軸承結(jié)構(gòu)示意圖

軸承設(shè)計前應(yīng)按下表提供主要參數(shù)進(jìn)行選型，并對軸承模型進(jìn)行確認(rèn)。

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表4-2軸承設(shè)計必要參數(shù)

序號配合件參數(shù)序號參數(shù)

1臺架載荷譜5齒輪參數(shù)

載荷譜

2整車載荷譜6要求壽命

3外徑7主減總成承載扭矩

配合軸頸

4材質(zhì)8軸承位置關(guān)系示意圖及尺寸

5內(nèi)徑9潤滑介質(zhì)

配合腔體

6材質(zhì)10環(huán)境使用溫度

4.2.4突緣設(shè)計

突緣主要用于連接傳動軸與主減總成，傳遞扭矩。突緣設(shè)計時應(yīng)考慮

以下五點：

1）花鍵設(shè)計：應(yīng)比主齒花鍵長度多2?3mm,以滿足與主齒花鍵的配合長度

要求，依據(jù)附件3的內(nèi)容進(jìn)行強(qiáng)度校核，并根據(jù)臺架試驗結(jié)果修正其花

鍵長度。

2）突緣止口尺寸應(yīng)根據(jù)傳動軸外星輪止口尺寸而定；

3）為考慮突緣與傳動軸的配合精度，突緣止口的端徑跳應(yīng)W0.05nim。既

考慮配合精度又考慮拆裝的難易度，突緣止口與傳動軸為小間隙配合，

配合長度推薦值為1mm?2mm；

4）突緣高度：突緣高度應(yīng)滿足安裝硬點中突緣安裝面到差速器中心線的

距離要求，在滿足要求情況下突緣長度盡量設(shè)計短些，以減少振動。

5）為防止突緣轉(zhuǎn)動引起主減振動加大，轉(zhuǎn)速2500r/min,突緣的動不平衡

量應(yīng)控制在5g?cm乂下。

4.2.5差速器設(shè)計

差速器總成具有行星、半軸齒輪機(jī)構(gòu)，通過機(jī)構(gòu)公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)運動實

現(xiàn)差速功能；為增加車輛脫困能力，可加裝防滑差速器（裝有鎖止結(jié)構(gòu)），

必要工況下將左右車輪鎖止，成為整體剛性連接結(jié)構(gòu)。

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4.2.5.1差速器類型

1）普通對稱式圓錐行星齒輪差速器：結(jié)構(gòu)簡單緊湊，工作平穩(wěn)，應(yīng)用廣

泛；

2）防滑差速器：可以按需分配轉(zhuǎn)矩，防止驅(qū)動輪打滑。鎖式差速器只要

一側(cè)車輪發(fā)生打滑喬達(dá)到設(shè)定值，差速鎖就會鎖上左右車輪，從而將發(fā)

動機(jī)輸出的動力100%傳遞到不打滑的有效車輪上；

3）根據(jù)顧客的要求選擇普通差速器或鎖式差速器。

4.2.5.2差速器結(jié)構(gòu)設(shè)計

由于從動齒輪安裝在差速器殼上，故在確定主減速器從動齒輪內(nèi)徑

時，應(yīng)考慮差速器的安裝。差速器殼的輪廓尺寸也受到從動齒輪及主動

齒輪導(dǎo)向軸承支座的限制。行星齒輪和半軸齒輪是差速器的核心部件，

行星齒輪將動力傳遞給半軸齒輪，半軸齒輪將動力傳遞給半軸進(jìn)而驅(qū)動

車輪。在特定情況下，行星齒輪公轉(zhuǎn)的同時自傳，使左、右半軸齒輪轉(zhuǎn)

速不同，從而導(dǎo)致左右輪形成轉(zhuǎn)速差。

1）行星齒輪數(shù)目n的選擇:行星齒輪數(shù)n需根據(jù)承載情況來選擇，在承載

不大的情況下n可取2個，反之應(yīng)取n=4。目前我司的112s康明斯項目采

用4個行星齒輪。

2）行星齒輪球面半徑Rb

行星齒輪球面半徑Rb反映了差速器錐齒輪節(jié)錐距的大小和承載能力，

可根據(jù)經(jīng)驗公式來確定:凡=

式中，Kb為行星齒輪球面半徑系數(shù)，Kb=2.5?3.0,對于有四個行星

齒輪的乘用車和商用車取小值，對于有兩個行星齒輪的乘用車及四個行

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星齒輪的越野車和礦用車取大值；Tz2為差速器計算扭矩（N?m）（見附

件2）;Rb為球面半徑（mm）

行星齒輪節(jié)錐距A0=（0.98-0.99）Rb

3）行星齒輪和半軸齒輪

為了得到較大的模數(shù)而使齒輪有較高的強(qiáng)度，應(yīng)使行星齒輪的齒數(shù)

盡量少，但一般不應(yīng)少于10。半軸齒輪的齒數(shù)采用14?25。半軸齒輪與

行星齒輪的齒數(shù)比多在1.5?2范圍內(nèi)。左、右兩半軸齒輪的齒數(shù)之和,

必須能被行星齒輪的數(shù)目n所整除，否則不能安裝。

在斷開式橋中，為防止驅(qū)動軸在運轉(zhuǎn)過程中脫出，半軸齒輪應(yīng)設(shè)計

卡簧槽結(jié)構(gòu)，卡簧槽具體尺寸應(yīng)根據(jù)卡簧而定。為控制驅(qū)動軸的拔出力，

應(yīng)合理選擇卡簧槽倒角尺寸，一般設(shè)計為0.7mmX30°。

4）行星齒輪軸結(jié)構(gòu)設(shè)計________

行星齒輪軸直徑d為d=j

式中，T0為差速器殼傳遞的轉(zhuǎn)矩（N?m）；n為行星齒輪數(shù)；rd為行

星齒輪支承面中點到錐頂?shù)木嚯x約為半軸齒輪齒寬中點處平均直徑的一

半，為支承面允許擠壓應(yīng)力，取124MPa。

5）差速器殼

目前國內(nèi)輕型SLIV車使用的差速器殼,按總體結(jié)構(gòu)分，主要有分體

式和整體式兩種。分體式差速器殼主要是為了方便差速器零件的裝配，

如各類防滑差速器使用的差殼等；整體式差速器殼使用較為廣泛，我司

目前使用的普通差速器殼一般為整體式。

設(shè)計時應(yīng)滿足以下四點要求：

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a差速器殼的軸承位尺寸根據(jù)軸承內(nèi)徑尺寸及軸承推薦配合尺寸

而定；

b差速器殼內(nèi)控尺寸應(yīng)根據(jù)行星半軸齒輪的布置要求而定；

c差速器殼外部輪廓及法蘭盤尺寸應(yīng)根據(jù)從動齒輪內(nèi)徑而定；

d為保證差殼的動平衡，差殼應(yīng)設(shè)計成對稱結(jié)構(gòu)，一般差殼在轉(zhuǎn)速

785r/min時，動不平衡量應(yīng)W20g?mm。

4.2.6半軸設(shè)計

普通非斷開驅(qū)動橋的半軸根據(jù)其外端支撐形式或受力情況的不

同而分為半浮式、3/4浮式和全浮式三種。我司目前多采用半浮式半軸。

4-6半軸形式及受力簡圖

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4.2.6.1半浮式半軸以靠近外端的軸頸直接支撐于橋殼外端孔中的軸承

上，而端部則以具有錐面的軸頸及鍵與車輪輪轂相固定，或以突緣直接

與車輪輪盤及制動鼓相連接。因此，半浮式半軸除傳遞轉(zhuǎn)矩外，還承受

車輪傳來的垂向力、縱向力及側(cè)向力所引超的彎矩。由此可見，半浮式

半軸承受的載荷復(fù)雜，但它具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、尺寸緊湊、造價低

廉等優(yōu)點。

4-7大海獅半軸結(jié)構(gòu)簡圖

4.2.7驅(qū)動橋殼設(shè)計

汽車上主要的零件之一，非斷開式驅(qū)動橋的橋殼起著汽車的載荷,

并將載荷傳給車輪，作用在驅(qū)動車輪上的牽引力、制動力、側(cè)向力和垂向

力也是經(jīng)過橋殼傳到懸掛及車架上。因此橋殼既是承載件又是傳力件，

同時它是主減速器、差速器及驅(qū)動車輪傳動裝置的外殼。

行駛過程中，橋殼承受繁重的載荷，設(shè)計時必須考慮在動載荷下橋殼

有足夠的強(qiáng)度和剛度。為了減小汽車的簧下質(zhì)量以利于降低動載荷、提

高汽車行駛平順性，在保證剛度和強(qiáng)度前提下應(yīng)力求減小橋殼的質(zhì)量。

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橋殼還應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單、制造方便。在選擇橋殼的結(jié)構(gòu)形式時還應(yīng)考慮汽車

的類型、使用要求、制造條件、材料供應(yīng)等。

4-8我司海獅系列橋殼結(jié)構(gòu)簡圖

4.2.6油封設(shè)計

油封設(shè)計前，對油封設(shè)計的必要參數(shù)如下表進(jìn)行統(tǒng)計，根據(jù)此必要

參數(shù)進(jìn)行油封的設(shè)計。

表4-3油封設(shè)計選型必要參數(shù)

序號項目參數(shù)序號項目參數(shù)

1尺寸與公差8密封介質(zhì)種類，/牌號

2方向（垂直或水平）9密封介質(zhì)液面

軸使用環(huán)境

3軸跳動10壓力

4粗糙度11使用環(huán)境溫度

5內(nèi)徑與公差12運轉(zhuǎn)方式

6腔體深度及公差13運動方式旋轉(zhuǎn)方向

7安裝偏心14回轉(zhuǎn)速度

根據(jù)上表提供泊封設(shè)計的必要參數(shù)，并參考旋轉(zhuǎn)軸油封產(chǎn)品開發(fā)參

數(shù)輸入表中其他內(nèi)容提供其他參數(shù)，廠家進(jìn)行油封結(jié)構(gòu)設(shè)計，我方確認(rèn)。

油封設(shè)計需考慮以下兩點：

1）依據(jù)傳動軸旋轉(zhuǎn)方向、轉(zhuǎn)速等條件，選擇合適的回油線種類，回

油線分類：單回油線、雙回油線、波形回油線。單回油線：滿足軸單向

旋轉(zhuǎn)要求，現(xiàn)階段技術(shù)成熟，性能穩(wěn)定，單向泵油效果優(yōu)異，多用于主

齒油封和半軸油封，推薦使用單回油線；

2）用單回油線油封時，為避免發(fā)生錯裝，左、右半軸油封外徑往往

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不同。

4.2.7潤滑設(shè)計

根據(jù)GB/T28767-2012《車輛齒輪油分類》齒輪油初步選取。同時結(jié)合

車輛的工作使用環(huán)境（-40℃^120℃）,市場定位進(jìn)行最終齒輪油牌號的

確定。

表4-4齒輪油型號

序號齒輪汨使用地區(qū)首次保養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)備注

1GL-575W/90國內(nèi)一般用油（75W較5000kmGB13895

耐低溫性能好）

2GL-585W/9085W5000kmGB13895換油時主減總成

應(yīng)處于熱狀態(tài)

3GL-5140出口高溫地區(qū)5000kmGB13895

一

4免維護(hù)適用全部地區(qū)一1

4.2.8CAE分析

對齒輪、減殼、差殼、突緣及支架等零件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、模態(tài)分

析，并對減殼密封性進(jìn)行分析，并輸出《主減總成CAE分析報告》。

4.3性能設(shè)計

本節(jié)主要對影響主減總成性能的強(qiáng)度、密封性、NVH性能、清潔度、

端徑跳、耐腐蝕、有毒有害等產(chǎn)品特性或零部件間配合精度提出要求或

進(jìn)行設(shè)計指導(dǎo)。

4.3.1強(qiáng)度校核

1）汽車行駛時傳動系載荷的不穩(wěn)定性，通常用最大計算載荷Tj驗算

主減總成主從動錐齒輪總成強(qiáng)度、花鍵強(qiáng)度、行星半軸齒輪強(qiáng)度，依據(jù)

附件1中計算公式對主減總成的承載扭矩進(jìn)行校核，并輸出計算校核報

告。

2）驅(qū)動橋應(yīng)滿足QC/T533—1999《汽車驅(qū)動橋臺架試驗方法》及

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QC/T534—1999《汽車驅(qū)動橋臺架試驗評價指標(biāo)》。

3.3.1主齒鎖緊力矩

主齒鎖緊螺母與主動錐齒輪通過螺紋配合，擰緊主齒鎖緊螺母后產(chǎn)

生軸向預(yù)緊力，使主齒大、小軸承達(dá)到預(yù)緊狀態(tài)。為防止螺母松動，螺

母應(yīng)進(jìn)行鉀接。

主齒鎖緊力矩M核算公式:M=l.3-k（Famax+F）d

式中：k：擰緊力矩系數(shù)，一般取0.2；

Famax：主減反轉(zhuǎn)時，主齒所受最大軸向力；

F：主齒小軸承預(yù)緊力，一般由廠家提供；

d：主齒鎖緊螺母螺紋公稱直徑。

4.3.2密封設(shè)計

在正常使用情況下，主減總成不得漏油，一般通過以下幾方面進(jìn)行

設(shè)計。

4.3.3.1油封定位尺寸

油封壓裝深度差要求：油封平面外圓、同一圓周上間隔90°測量4

點壓裝深度，差值WO.4n皿。并對油封壓裝深度進(jìn)行校核，輸出相關(guān)校核

報告。

4.3.3.2內(nèi)腔壓力

即通氣閥總成升啟壓力，通氣閥總成參考《汽車標(biāo)準(zhǔn)件手冊》進(jìn)行

設(shè)計，最大開啟壓力必須小于油封能夠承受的氣壓（由油封廠家提供）。

4.3.3.3油封的配合

1）油封主唇與配合軸直徑過盈量通常設(shè)計為1.2?2.2mm；

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2）油封側(cè)唇與防塵罩直徑過盈量通常設(shè)計為0.2?2.0mm；

3）為避免油封側(cè)唇與防塵罩轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生干摩擦，應(yīng)在配合部位涂鋰

基潤滑脂，具體部位見圖4-9。

4）配合軸設(shè)計應(yīng)滿足以下要求：

a材料：軸的材料使用合金結(jié)構(gòu)鋼，不得使用鑄鐵（鑄鐵表面易產(chǎn)生氣

孔），如不得不使用時，建議采用球墨鑄鐵；

b硬度：油封唇部接觸軸，表面硬度必須在50HRC以上

c表面粗糙度：唇接觸的軸表面粗糙度Ra=（0.2?0.63）um,Rz=（0.8?

2.5）um；

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軸倒角尺寸見表3-5

表4-5軸倒角尺寸單位：亳米

軸徑公稱尺寸dl

dl-d2

>W

一101.5

10202

20302.5

30403

40503.5

50704

70954.5

951305.5

4.3.3.4驅(qū)動橋總成密封性

壓力30KPa,保壓30秒，泄露量W120nil/min。

4.3.4NVH性能

為滿足整車舒適性要求，主減NVH性能通過以下兩個方面進(jìn)行控制。

4.3.4.1噪聲

主減總成噪聲一般通過齒輪嚙合印痕、間隙進(jìn)行控制，并通過試驗

進(jìn)行驗證檢測。

1）設(shè)計參數(shù)

a主、從動錐齒輪接觸印痕位置應(yīng)在從動錐齒輪的齒寬方向偏小端,

具體印痕大小、位置見下圖；

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b主從動錐齒輪的嚙合間隙0.13mm?0.18mm（按具體車型而定）；

c選配半軸齒輪止推墊片，保證行星齒輪、半軸齒輪裝配后轉(zhuǎn)動靈

活，且半軸齒輪相對差速器殼的軸向移動量為不大于0.05?0.2mm。

1）試驗驗證

a臺架驗證：在空負(fù)荷狀態(tài)F,輸入轉(zhuǎn)速800r/min?1200r/min時，

距主減總成上表面300mm處嚙合運轉(zhuǎn)噪聲不大于82分貝；

b整車驗證：在整車路試過程中進(jìn)行主觀評價。依據(jù)Q/CCSY774《整

車道路后橋振動測試方法》進(jìn)行測試，主減噪音不應(yīng)超過整車總級噪音

15dBo

4.3.4.2振動

為降低主減總成一階振動，一般通過調(diào)整主減總成殘余動不平衡量

及突緣跳動來控制。

1）根據(jù)整車NVH匹配，確定動平衡值，標(biāo)記重點，并進(jìn)行輕重點匹

配：

2）主減總成突緣端徑跳：主減總成裝配后，端跳、徑跳：WO.lmm。

4.3.5清潔度要求

主減總成內(nèi)部雜質(zhì)過多會導(dǎo)致齒輪油性能降低、軸承壽命下降、齒

輪異常磨損、漏油等風(fēng)險，故需對主減總成內(nèi)清潔度進(jìn)行控制，一般主

減總成清潔度值要求不大于300mg（濾膜孔隙度為20um）o

4.3.6可追溯性

按BFSOO018-2015《產(chǎn)品零部件標(biāo)識和CCC標(biāo)識的規(guī)范》執(zhí)行。

4.3.7耐腐蝕性

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主減速器殼表面漆黑漆，按照QC/T484T999《汽車油漆涂層》中的

TQ6要求,鹽霧試驗達(dá)到150小時。

4.3.8禁用物質(zhì)

禁用物質(zhì)要求滿足企標(biāo)PPDS90001-2014《汽車產(chǎn)品禁用物質(zhì)要求》。

4.3.9整車性能

滿足整車1.5萬強(qiáng)化和DTP20-001-2015《整車道路試驗技術(shù)規(guī)范》7

萬公里路試要求。

4試驗標(biāo)準(zhǔn)

表4-6試驗項目

序號試驗項目試驗方法評價標(biāo)準(zhǔn)

主減/驅(qū)動橋總成的殼體固定在支架上，總成輸入

總成靜扭端與扭力機(jī)輸出端相連，輸出端固定在支架上。靜扭強(qiáng)度后備系數(shù)

1

試驗靜扭強(qiáng)度后備系數(shù)計算：KK=MK/MPKK>1.8

取?3件樣品扭斷扭矩的算術(shù)平均值。

對于單級主減速器：

使用百分表測量主、被動錐齒輪相對位移量；主、

主動齒輪：X、Y向

被動錐齒輪相對主減速器殼的位移量，在相應(yīng)殼體上

0.12nun,Z向0.15mm

錐齒輪支鉆孔并磨光被測零件的相應(yīng)表面以便布表測量。

被動齒輪：X向正車

2撐剛度試按正車和倒車兩種旋轉(zhuǎn)方向分別加載，加載次序為

0.15mm,倒車

驗0、1/2MP、MP,記錄每一工況量表數(shù)值及施加主動齒

0.13mm,Y向正車

輪上的扭矩值，每一工況都需反復(fù)測3次，求其算術(shù)

0.12mm,倒車

平均值做為每一工況所得位移值。

0.36mm,Z向0.15mm

試驗數(shù)據(jù)遵循對數(shù)

被試主減內(nèi)按技術(shù)條件規(guī)定加齒輪油。正是試驗正態(tài)分布。取其中值

總成齒輪時，雙曲線齒輪油溫控制在85?120c范圍內(nèi)。疲勞壽命不低于50

3

疲勞試驗按MP加載，直至齒輪失效為止。失效形式有齒輪X104,試驗樣品中

斷裂、齒面壓碎、齒面嚴(yán)重剝落和齒面嚴(yán)重點蝕。最低壽命不低于30

X104次

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a）測點周圍2m內(nèi)無音波障礙物，樣品的半軸中心線距

離地高度不小于輪胎半徑。

b）測點位置應(yīng)在被動齒輪中心線垂直方向的延長線上

總成噪聲距主減速器殼表面上方300mm；

4噪聲值S80dB

試驗c）負(fù)荷：空載；

d）轉(zhuǎn)速：正車轉(zhuǎn)速按勻速行駛（50km/h）車速換算到

驅(qū)動橋錐齒輪上的轉(zhuǎn)速。倒車轉(zhuǎn)速暫不列入；

e）潤滑：按技術(shù)條件加油；

將驅(qū)動橋按整車姿態(tài)固定，按圖紙要求添加齒輪油，在

輸入端輸入最大計算扭矩的1.8倍載荷,輸入扭矩到達(dá)要求沖擊次數(shù)不小

5沖擊試驗

峰值時間不大于200ms,卸載后，重復(fù)直至驅(qū)動橋某零于100次

件失效。

6鹽霧試驗按QC/1484-1999《汽車油漆涂層》執(zhí)行150小時無紅銹

試驗數(shù)據(jù)遵循正態(tài)

分布，取其中值疲勞

橋殼垂直驅(qū)動橋總成的殼體固定在支架上，按滿載軸荷對驅(qū)動

壽命不低于80萬次，

7彎曲疲勞橋殼進(jìn)行加載，試驗頻率依據(jù)試驗設(shè)備而定，記錄試

試驗樣品中最低壽

試驗驗次數(shù)。

命不得

低于50萬次。

橋殼垂直驅(qū)動橋總成的殼體固定在支架上，按滿載軸荷對驅(qū)動

每米輪距最大變化

8彎曲剛性橋殼緩慢進(jìn)行加載，測量最大位移量，計算最大位移

量不大于1.5mm

試驗量與輪距的比值。

橋殼垂直

驅(qū)動橋總成的殼體固定在支架上，對驅(qū)動橋殼緩慢進(jìn)驅(qū)動橋橋殼垂直彎

9彎曲靜強(qiáng)

行加載，直至破壞，計算破壞載荷與滿載軸荷的比值。曲失效系數(shù)26

度試驗

半軸扭轉(zhuǎn)■/\中值壽命不小于40

工

10疲勞壽命W萬次，最低壽命不小

試驗于25萬次。

0M.u_______t

圖4半輸招轉(zhuǎn)輟勞壽命試驗我荷波形

試驗最小扭矩，

俄檢最大知，十Meh

試監(jiān)交交我荷帕ffu?"?=牛

1、半軸一端與扭力機(jī)輸出端相連，半軸另一端與固定

支架相連接。

2、安裝時，要保證半軸軸線與扭力機(jī)軸線同軸，使中值壽命不小于40

半軸靜扭

11半軸不受附加彎矩和扭矩。萬次，最低壽命不小

強(qiáng)度試驗

3、開動扭力機(jī)，緩慢連續(xù)加載直至半軸發(fā)生破壞為止，于25萬次。

記錄并繪制扭矩轉(zhuǎn)角曲線。

4、計算破壞扭矩與計算扭矩的比值。

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氣密性試

12壓力30KMpa,保壓30s,泄漏量W120nd/inin泄漏量W120ml/min

驗

清潔度試用20Hm濾網(wǎng)對雜質(zhì)進(jìn)行過濾，烘干后雜質(zhì)質(zhì)量W

13雜質(zhì)W500mg

驗500mg

1、焊接前的橋殼間

隙不大于1.5mm,半

將待檢橋殼從距環(huán)焊縫兩側(cè)20mm處切開：切開后檢測軸套管保證能一次

件焊縫的剖切位置，焊縫截面的剖切部位避開環(huán)焊縫焊接圓周焊縫，無二

的起弧點及收弧點位置，在兩側(cè)進(jìn)行剖切，獲得焊縫次焊接；

橫向截面，剖切面經(jīng)研磨后用2%?20%的硝酸、酒精溶2、半軸套管與橋殼

液腐蝕、浸泡后獲得熔合線，通過測量熔合線位置可熔深21.0mm；焊縫

得出焊縫熔深有效厚度25.0mm；

14熔深試驗焊縫高度25mm；

13、加強(qiáng)板與本體熔

r,"?

匕"\寸/\\....一.....r：深21.0mm；焊縫有

效厚度23.3mm；焊

￡

縫高度24mm；

mi圖2

irstaaa.”角.與11一倒切面4、橋殼體亙焊縫熔

$-用&有效厚度f-俾整烙at深5~7nim；焊縫有效

t-緒構(gòu)件母度h-焊縫命eft

厚度23.5nm；焊縫

高度W3mm；

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5附件

設(shè)計文件名稱主減速器總成校核計算說明書____________________________編號:

產(chǎn)品型號

附件1主減速器總成校核計算說明書

目錄

一、概述...................................................................3

二、參數(shù)...................................................................3

1.整車參數(shù)...........................................................3

2.主動錐齒輪花鍵參數(shù).................................................3

3.主從動錐為輪參數(shù)...................................................3

4.差速器齒輪參數(shù).....................................................3

5.半軸與半軸齒輪配合花鍵參數(shù)........................................3

三、主減速器輸入轉(zhuǎn)矩的確定................................................4

四、主、從動錐為輪強(qiáng)度校核................................................5

1.主動錐齒輪花鍵強(qiáng)度校核.............................................5

2.單位齒長上的圓周力計算............................................5

3.主、從動維齒輪彎曲強(qiáng)度計算........................................6

4.主、從動維齒輪接觸強(qiáng)度計算........................................7

五、差速器總成強(qiáng)度計算....................................................8

L差速器齒輪彎曲強(qiáng)度計算..............................................8

2.半軸齒輪花鍵的強(qiáng)度計算..............................................8

六、結(jié)論....