摘要
根据车桥能否传递驱动力，汽车车桥分为驱动桥和从动桥。驱动桥的结构型式按齐总体布置来说共有三种，即普通的非断开式驱动桥，带有摆动半轴的非断开式驱动桥和断开式驱动桥。本设计对象是轻型低速载货汽车的后驱动桥。
本设计完成了轻型低速载货汽车的后驱动桥中主减速器、差速器、减震器、钢板弹簧及桥壳等部件的设计。根据轻型低速载货汽车的后驱动桥的要求，通过选型，确定了主减速器传动副类型，差速器类型，驱动桥半轴支承类型减震器类型和钢板弹簧类型。通过设计计算，确定了主减速比，主、从动锥齿轮、差速器、半轴、减震器、钢板弹簧以及桥壳的主要参数和结构尺寸。
利用Pro/E软件画出所有零部件的三维视图及装配图和总装配图然后生成工程图，通过主要零部件的校核计算和利用CAD对主要零部件就行二维绘图，确定所设计的能够满足设计要求。
关键词：汽车后桥；主减速器；差速器；减震器；钢板弹簧
Abstract
According to the axle can transfer the driving force, the car axle is divided into a drive axle and a driven axle. Drive bridge structure according to the general layout, with a total of three species, namely ordinary non-break drive bridge, a swing axle non-break drive axle and a broken axle. The object of this design is light-duty low-speed truck drive axle.
Completion of the design of light truck speed rear driving axle main reducer, differential, shock absorber, a leaf spring and the axle housing and other components of the design. In this paper, according to the light of low-speed truck drive axle requirements, through the selection, determination of main reducer transmission pair type, differential type, drive axle bearing type shock absorber type and the leaf spring type. Through design calculation, determine the main reduction ratio, main, the driven bevel gear, differential gear, axle, shock absorber, steel plate spring and axle housing main parameters and dimensions.
Using Pro/E software to draw all the parts of the three-dimensional- view and assembly drawings and assembly drawings and then generate engineer- ing drawing, the main components of the calculation and use of CAD on the key parts on the line drawing, determine the design can meet the design requirements.
Key Words:automobile rear axle ;main reducer;differential device ;shock
absorber; plate spring
目录
摘要 (Ⅰ)
Abstract (Ⅱ)
第1章绪论 (1)
1.1 本课题的来源、基本前提条件和技术要求 (1)
1.2 本课题要解决的主要问题和设计总体思路 (1)
1.3 预期的成果 (2)
1.4 国内外研究现状及发展趋势 (2)
1.5 课题研究内容 (3)
第2章汽车主参数的总体设计 (4)
2.1 设计参数与设计目标 (4)
2.2 汽车轴数及驱动形式的选择 (4)
2.2.1 轴数 (4)
2.2.2 驱动形式 (4)
2.3 轻型载货汽车质量参数选择 (4)
2.3.1 整车装备质量 (5)
2.3.2 汽车的总质量 (5)
2.3.3 汽车轴荷分配 (5)
2.4 汽车轴距、后轮距及悬架长度设计 (6)
2.4.1 轴距 (6)
2.4.2 后轮距 (7)
2.4.3 汽车后悬架长度 (8)
第3章后桥主要零部件的设计计算 (9)
3.1 悬架的的设计计算 (9)
3.1.1 悬架的的结构形式分类 (9)
3.2 悬架主要参数的确定 (10)
3.2.1 影响平顺性的参数 (10)
3.2.2 影响操纵稳定性的参数 (11)
3.3 钢板弹簧的设计计算 (11)
3.3.1 钢板弹簧的布置方案 (11)
3.3.2 钢板弹簧主要参数确定 (11)
3.4 减震器的设计计算 (19)
3.4.1 减震器类型 (19)
3.4.2 减震器的结构和工作原理 (19)
3.5 减震器的结构设计及计算 (20)
3.5.1 相对阻尼系数的确定 (20)
3.5.2 减振器阻尼系数的确定 (21)
3.5.3 最大卸荷力的确定 (21)
3.5.4 减振器工作缸直径的确定 (22)
3.5.5 工作缸壁厚的计算与校核 (23)
3.5.6 活塞杆与活塞的设计 (24)
3.5.7 活塞尺寸的计算 (24)
3.5.8 底阀的设计 (25)
3.5.9 减震器装配过程的三维视图 (27)
3.6 差速器的设计计算 (30)
3.7 差速器的结构形式的选择 (30)
3.8 差速器齿轮的基本参数选择 (31)
3.8.1 行星齿轮数目的选择 (31)
3.8.2 行星齿轮球面半径的确定 (31)
3.8.3 行星齿轮和半轴齿轮齿数的计算 (31)
3.8.4 行星齿轮和半轴齿轮的节锥角及模数的计算 (32)
3.8.5 压力角的确定 (32)
3.8.6 行星齿轮轴直径及支承长度 (32)
3.8.7 差速器直齿锥齿轮的强度校核 (35)
3.9 主减速器的设计计算 (37)
3.9.1 主减速比的确定 (37)
3.9.2 主减速齿轮计算载荷的计算 (38)
3.9.3 主减速齿轮基本参数的选择 (39)
第4章汽车后桥其它零部件的设计及后桥总装 (42)
4.1 汽车驱动桥的设计 (42)
4.2 汽车驱动桥盖的设计 (43)
4.3 汽车差速器壳的设计 (44)
4.4 汽车差速器轴承的选用 (44)
4.5 汽车差速器轴承座的选型设计 (45)
4.6 汽车半轴的选型设计 (45)
4.7 U 型螺栓设计 (46)
4.8 汽车后桥总装 (46)
4.8.1 差速器与主减速器的装配 (46)
4.8.2 后桥总装配 (48)
4.8.3 后桥总装配剖视图 (51)
结论 (52)
致谢 (53)
参考文献 (54)
CONTENTS
Abstract (Ⅰ)
Contents (Ⅲ)
Chapter1 Introduction (1)
1.1 Topic source basic premise and technical requirement (1)
1.2 This topic to solve the main problems of the design (1)
1.3 The expected results (2)
1.4 The domestic research situation and development trend (2)
1.5 Subject research contents (3)
Chapter 2 Car Lord of the overall design parameters (4)
2.1 Design parameters and design targe (4)
2.2 Car and driving shaft for the choice of the form (4)
2.2.1 Shaft severa (4)
2.2.2 Drive form (4)
2.3 Light parts of autom obile quality parameter selection (4)
2.3.1 Vehicle equipment quality (5)
2.3.2 The total quality car (5)
2.3.3 Car shaft charge distribution (5)
2.4 Car wheelbase after the length design (6)
2.3.4 Wheelbase (6)
2.4.2 reartread (7)
2.4.3 Automobile rear suspension length (8)
Chapter 3 Major parts of the rear axle design calculation (9)
3.1 Suspension design calculations (9)
3.1.1 Suspension structure of the classification (9)
3.2 Suspension of the main parameters of the set (10)
3.2.1 Influence of the parameters of the smooth (10)
3.2.2 Influences of the parameters of the steering stability (11)
3.3 Leaf spring design calculations (11)
3.3.1 Leaf spring arranging schemes (11)
3.3.2 Steel spring main parameters (11)
3.4 Shock absorber design calculation (19)
3.4.1 Track of shock absorber type (19)
3.4.2 Shock absorber structure and work principle (19)
3.5 Shock absorber and structure design of calculation (20)
3.5.1 Track to determine the relative damping coefficient (20)
3.5.2 Shock absorber damping coefficient determinations (21)
3.5.3 Biggest unloading the determination of force (21)
3.5.4 Shock absorber work to determine the diameter (22)
3.5.5 Work cylinder wall thickness calculation and checking (23)
3.5.6 Piston rod and the piston design (24)
3.5.7 Piston size calculation (24)
3.5.8 Bottom valve of design (25)
3.5.9 Shock absorber view of the assembly process (27)
3.6 Differential design calculation (30)
3.7 The choice of the form of the structure of the differentia (30)
3.8 The differential gears basic parameter selection (31)
3.8.1 Planetary gear number of the choice (31)
3.8.2 Planetary gear sphere to determine the radius (31)
3.8.3 Planetary gear and half shaft gear gear calculation (31)
3.8.4 Planetary gear and half shaft section of gear (32)
3.8.5 Pressure Angle sure (32)
3.8.6 Planetary gear shaft diameter and length of supports (32)
3.8.7 Spur bevel gear differential of intensity (35)
3.9 The Lord the design of the speed reducer is calculated (37)
3.9.1 The determination of the slowdown (37)
3.9.2 Lord the reduction gear of the calculation (38)
3.9.3 Lord the reduction gear basic parameters selection (39)
Chapter 4 Cars driving axle other parts design (42)
4.1 The design of the car drive axle (42)
4.2 The design of the car drive axle of cover (43)
4.3 The design of the car differential shells (44)
4.4 The selection of car differential bearing (44)
4.5 Car differential of the bearing type design (45)
4.6 Car half shaft of the selection of the design (45)
4.7 U bolt design (46)
4.8 Car driving axle assembly (46)
4.8.1 Differential and the assembly of the Lord reducer (46)
4.8.2 Driving axle final assembly (48)
4.8.3 Driving axle always assembly section (51)
Conclusion (52)
Thanks (53)
References (54)
第1章绪论
1.1 本课题的来源、基本前提条件和技术要求
a. 本课题的来源：轻型载货汽车在汽车生产中占有大的比重。驱动桥在整车中十分重要，设计出结构简单、工作可靠、造价低廉的驱动桥，能大大降低整车生产的总成本，推动汽车经济的发展。
b. 要完成本课题的基本前提条件是：在主要参数确定的情况下，设计选用驱动桥的各个部件，选出最佳的方案。
c. 技术要求：设计出的驱动桥符合国家各项轻型货车的标准，运行稳定可靠，成本降低，适合本国路面的行驶状况和国情。
1.2 本课题要解决的主要问题和设计总体思路
a. 本课题解决的主要问题：设计出适合本课题的驱动桥。汽车传动系的总任务是传递发动机的动力，使之适应于汽车行驶的需要。在一般汽车的机械式传动中，有了变速器还不能完全解决发动机特性与汽车行驶要求间的矛盾和结构布置上的问题。首先是因为绝大多数的发动机在汽车上的纵向安置的，为使其转矩能传给左、右驱动车轮，必须由驱动桥的主减速器来改变转矩的传递方向，同时还得由驱动桥的差速器来解决左、右驱动车轮间的转矩分配问题和差速要求。其次，需将经过变速器、传动轴传来的动力，通过驱动桥的主减速器，进行进一步增大转矩、降低转速的变化。因此，要想使汽车驱动桥的设计合理，首先必须选好传动系的总传动比，并恰当地将它分配给变速器和驱动桥。
b. 本课题的设计总体思路：非断开式驱动桥的桥壳，相当于受力复杂的空心梁，它要求有足够的强度和刚度，同时还要尽量的减轻其重量。所选择的减速器比应能满足汽车在给定使用条件下具有最佳的动力性和燃料经济性。对载货汽车，由于它们有时会遇到坎坷不平的坏路面，要求它们的驱动桥有足够的离地间隙，以满足汽车在通过性方面的要求。驱动桥的噪声主要来自齿轮及其他传动机件。提高它们的加工精度、装配精度，增强齿轮的支承刚度，是降低驱动桥工作噪声的有效措施。驱动桥各零部件在保证其强度、刚度、可靠性及寿命的前提下应力求减小簧下质量，以减小不平路面对驱动桥的冲击载荷，从而改善汽车行驶的平顺性。
1.3 预期的成果
设计出轻型低速载货汽车后驱动桥总成，包括主减速器、差速器、驱动车轮的传动装置、桥壳、悬架及减震器等部件。使设计出的产品使用方便，材料使用最少，经济性能最高。
a. 提高汽车的技术水平，使其使用性能更好，更安全，更可靠，更经济，更舒适，更机动，更方便，动力性更好，污染更少。
b. 改善汽车的经济效果，调整汽车在产品系列中的档次，以便改善其市场竞争地位并获得更大的经济效益。
1.4 国内外研究现状及发展趋势
为适应不断完善社会主义市场经济体制的要求以及加入世贸组织后国内外汽车产业发展的新形势，推进汽车产业结构调整和升级，全面提高汽车产业国际竞争力，满足消费者对汽车产品日益增长的需求，促进汽车产业健康发展，特制定汽车产业发展政策。通过该政策的实施，使我国汽车产业在2010年前发展成为国民经济的支柱产业，为实现全面建设小康社会的目标做出更大的贡献。政府职能部门依据行政法规和技术规范的强制性要求，对汽车、农用运输车、摩托车和零部件生产企业及其产品实施管理，规范各类经济主体在汽车产业领域的市场行为。生产出质量好，操作简便，价格便宜的低速载货汽车将适合大多数消费者的要求。在国家积极投入和支持发展汽车产业的同时，能研制出适合中国国情，包括道路条件和经济条件的车辆，将大大推动汽车产业的发展和社会经济的提高。
在新政策《汽车产业发展政策》中，在2010年前，我国就要成为世界主要汽车制造国，汽车产品满足国内市场大部分需求并批量进入国际市场；2010年，汽车生产企业要形成若干驰名的汽车、摩托车和零部件产品品牌；通过市场竞争形成几家具有国际竞争力的大型汽车企业集团，力争到2010年跨入世界500强企业之列，等等。同时，在这个新的汽车产业政策描绘的蓝图中，还包含许多涉及产业素质提高和市场环境改善的综合目标，着实令人鼓舞。然而，不可否认的是，国内汽车产业的现状离产业政策的目标还有相当的距离。自1994年《汽车工业产业政策》颁布并执行以来，国内汽车产业结构有了显著变化，企业规模效益有了明显改善，产业集中度有了一定程度提高。但是，长期以来困扰中国汽车产业发展的散、乱和低水平重复建设问题，还
没有从根本上得到解决。多数企业家预计，在新的汽车产业政策的鼓励下，将会有越来越多的汽车生产企业按照市场规律组成企业联盟，实现优势互补和资源共享。
独立悬架早期只单纯用于轿车上，目前大部分轻型货车和越野汽车为了提高舒适性也开始采用独立悬架，同时一些中型卡车及客车为了提高驾乘的舒适性和行驶性也开始采用独立悬架，在国外甚至一些轮式工程机械如吊车和重型卡车也开始采用独立悬架。因此对于独立悬架的设计技术，国内外都进行了研究，这些研究主要集中在以下几个方面：独立悬架设计方法，独立悬架参数对汽车行驶平顺性的影响；独立悬架对汽车操纵稳定性的影响。国内的研究主要表现为：独立悬架和转向系的匹配；独立悬架与转向横拉杆长度和断开点的确定；悬架弹性元件的设计分析；独立悬架的优化设计等。国外除上述研究外还进入了微观领域的研究，如用原子力学显微镜观察悬架材料内部聚合体的电子转化情况，研究悬架作为弹性介质的流变特性等，从而使得独立悬架向着智能化，轻量化，小型化，通用化方向发展。同时由于电子，微机技术的发展，使得独立悬架技术向着半主动、主动悬架方向发展。
非独立悬架早期广泛应用于除了轿车以外的其它车型中，由于其可靠性和简单的特性，现在还被广泛的用于轿车的后桥，轻型货车和越野汽车的后桥，重型货车的前后桥都采用非独立悬架。
由于汽车行驶的平顺性和操纵稳定性的要求，具有安全、智能和清洁的绿色智能悬架将是今后汽车后桥的发展趋势。
1.5 课题研究内容
本课题是进行低速轻型载货汽车后驱动桥总成的设计。设计出轻型低速载货汽车后驱动桥总成，包括主减速器、差速器、驱动车轮的传动装置、桥壳、悬架及减震器等汽车零部件。
第2章汽车主参数的总体设计
2.1 设计参数与设计目标
为装载质量为2t的轻型货车匹配差速器，减震器及后悬架等零部件，设计任务中给定的参数如下表所示：
表2-1给定设计参数
最高车速115km/h装载质量2t
最小转弯半径 6.6m最大爬坡度30°
2.2 汽车轴数及驱动形式的选择
2.2.1 轴数
汽车可以有两轴、三轴、四轴甚至更多的轴数。影响选取轴数的因素主要有汽车的总质量、道路法规对轴载质量的限制和轮胎的负荷能力以及汽车的结构等。
为了保护公路，有关部门制定了道路法规，对汽车的轴载质量加以限制，包括乘用车以及汽车总质量小于19t的公路运输车辆和轴荷不受道路、桥梁限制的不在公路上行驶的车辆，如矿用自卸车等，均采用结构简单、制造成本低廉的两轴方案。根据设计要求中指出汽车的装载质量为2t，估算出汽车的总质量大约在3.8t左右。所以设计时采用两轴方案。
2.2.2 驱动形式
增加驱动轮数能够提高汽车的通过能力，驱动轮数越多，汽车的结构越复杂，整备质量和制造成本也随之增加，同时也使汽车的总体布置工作变得困难、乘用车和总质量小些的商用车，多采用结构简单、制造成本低的4×2驱动形式。
由于所要设计的汽车总质量较小，故采用4×2驱动形式。
2.3 轻型载货汽车质量参数选择
汽车的质量参数包括整车整备质量m0,载客量、装载质量、质量系数
m0η ，汽车总质量a m 、轴荷分配等。其中装载质量的参数已给定，即e m =2t 。
2.3.1 整车装备质量
整车装备质量是指车上带有全部设备（包括随车工具，备胎等），加满燃料，水但是没有载货和载人时的整车质量。它是一个重要的设计指标。由于在设计方法、产品材料、制造工艺以及道路状况等方面的不断完善，汽车的整备质量这一设计指标有不断减小的趋势。因为这样不仅可以降低造价，而且是降低汽车使用油耗的重要途径。
在此，采用后一种设计方法，由于质量系数00/m e m m η=在（0.8-1.1）之间，取0 1.1m η=，所以0 1.82m =t 。
2.3.2 汽车的总质量
汽车总质量是指已装备完好，装备齐全并按规定装满客，货时的整车质量，可按表2-2中所示的公式确定：
表2-2 汽车总质量计算公式 汽车类别
计算公式 说明 载货汽车
0a e p m m m m =++ 0m ：汽车整备质量；e m ：汽车装载质量； p m ：乘客和驾驶员的质量，没人以65Kg 计；1m ：行李质量，轿车没人按5-10Kg 长途客车以10-15Kg 计 大客车
轿车 使用单厢货车，即驾驶室可乘坐两人，m 652130p =?=kg ，所以货车的总质量计算为：0 1.8220.13 3.95a e p m m m m =++=++=t
2.3.3 汽车轴荷分配
汽车的轴荷分配是指汽车在空载或满载静止状态下，各车轴对支承平面的垂直负荷，也可以用占空载或满载总质量的百分比来表示。在确定轴荷分配时还要充分考虑到汽车的结构特点及性能要求。设计过程中首先考虑货车后轮采用单胎还是双胎的问题，由于货车的总质量为m a =3.95t ,所以假设后011a p m m m m m =+++01a p
m m m m =++
轮采用单胎时，则四个轮胎每个轮胎承受的静载荷约为m a =9875kg,而对于货车所常用的轮胎中，轮胎所能承受的载荷大都小于9000kg ,所以这里采用后轮双胎的形式。
对于4×2后轮双胎平头式的货车，它的轴荷分配范围如下表所示：
表2-3 4×2后轮双胎平头形式的货车轴荷分配范围 车型
空 载
满 载
前 轴
后 轴 前 轴 后 轴 货 车
4×2后轮双胎 49％-54％ 46％-51％ 32％-35％ 65％-68％
表2-4 设计货车轴荷分配
空 载
满 载 前 轴
后 轴 前 轴 后 轴 50％
50％ 35％ 65％ 1.975t 1.975t 1.382t 2.5675t 由此可以得出单侧后轮的负荷为: t 2.4 汽车轴距、后轮距及悬架长度设计
2.4.1 轴距
由转向中心O 到外转向轮与地面接触点的距离称为汽车转弯半径R 。转弯半径越小，则汽车转向所需场地就越小。由图可知，当外转向轮偏转角达到最大值max a 时，转弯半径R 为最小。在图示的理想情况下，最小转弯半径min R 与外转向轮最大偏转角max a 关系：
min min /sin R L a =
初选汽车的轴距为：L=3400mm ，而外转向轮偏转角的最大值max a 一般取max 33.5a =?
根据汽车标准，最小转弯半径要大于6.25m ，才能满足汽车行驶的稳定性。
1 2.5675 1.283752
?=
所以，计算出最小转弯半径为：min R = 6.61m > 6.25m
图2-1 理想的内、外转向轮转向角间的关系
满足最小转弯半径的要求，所以取汽车的轴距为L =3400mm 。
2.4.2 后轮距
汽车轮距B 对汽车的总宽、总质量、横向稳定性和机动性都有较大的影响。轮距愈大，则悬架的角刚度愈大，汽车的横向稳定性愈好，车厢内横向空间也愈大。但轮距也不宜过大，轮距须与汽车的总宽相适应。否则，会使汽车的总宽和总质量过大。必设计时依然可以通过内、外转向轮转向角间的关系来初选出轮距。如图2-1，两轴汽车在转向时，若不考虑轮胎的侧向偏离，则为了满足内外转向轮转向角间的匹配应保证当汽车转弯行驶时，全部车轮绕同一瞬时转向中心旋转，各车轮只有滚动而无 侧滑的要求其内、外转向轮理想的转角关系如图2-1所示，由下式决定：
0i cot cot =CO DO K BD L θθ--=
其中选取内轮最大转角0=33.5θ? ，选取外轮最大转角i 39.6θ=?，已知轴距L =3400mm ，计算出 K ,K =1027mm 。由于前轮为转向轮，即前轮两转向主销中心线与地面交点间的距离为K =1027mm ，而轮距一般都比K 大，所以后轮距取为:B =1470mm
2.4.3 汽车后悬架长度
汽车的外廓尺寸包括其总长、总宽、总高。它应根据汽车的类型、用途、承载量、道路条件、结构选型与布置以及有关标准、法规限制等因素来确定。GB1589-79对汽车外廓尺寸界限做了规定，总高不大于4m，总宽（不包括后视镜）不大于2.5m；外开窗，后视镜等突出部分宽250mm。总长：货车及越野车不大于12m；一般大客车不大于12m，铰接式大客车不大于18m；牵引车带半挂车不大于16m，汽车拖带挂车不大于20m，挂车长度不大于8m。
参考同类车型，轻型货车解放CA1041，取后悬架长度为：
L mm
1390
R
第3章后桥主要零部件的设计计算
3.1悬架的的设计计算
3.1.1悬架的的结构形式分类
悬架可分为非独立悬架和独立悬架两类。非独立悬架的结构特点是左、右车轮用一根整体轴连接，再经过悬架与车架（或车身）连接；独立悬架的结构特点是左、右车轮通过各自的悬架与车架（或车身）连接。
a)
b)
a)非独立悬架b)独立悬架
图3-1 悬架的结构形式简图
以纵置钢板弹簧为弹性元件兼作导向装置的非独立悬架，其主要优点是：结构简单，制造容易，维修方便，工作可靠。缺点是：由于整车布置上的限制，钢板弹簧不可能有足够的长度（特别是前悬架），使之刚度较大，所以汽车平顺性较差；簧下质量大；在不平路面上行驶时，左、右车轮相互影响，并使车轴（桥）和车身倾斜；当两侧车轮不同步跳动时，车轮会左、右摇摆使前轮容易产生败阵；前轮跳动时，悬架易于转向传动机构产生运动干涉；当汽车直线行驶在凹凸不平的路段上时，由于左右两侧车轮反向跳动
或只有一侧车轮跳动时，不仅车轮外倾角有变化，还会产生不利的轴转向特性；汽车转弯行驶时，离心力也会产生不利的轴转向特性；车轴（桥）上方 要求有与弹簧行程相适应的空间。这种悬架主要用在总质量大些的商用车前、后悬架以及某些乘用车的后悬架上。纵置板簧式非独立悬架的优点：由于钢板弹簧本身可兼起导向机构的作用，并有一定的减振作用，使得悬架的结构大为简化。因而在非独立悬架中大多数采用钢板弹簧作为弹性元件。结合本设计是研究轻型货车，在后悬架的选择时，对舒适性的要求不高，结构简单、易于布置，故后悬架采用纵置板簧式非独立悬架。
3.2 悬架主要参数的确定
3.2.1 影响平顺性的参数
为了求出前后悬架的垂直刚度，必须先求出前悬架的簧载质量s m 。而s m 可以通过满载时前后轮的轴荷减去后悬架非簧载质量得到。即：
(3-1) 式中 1m —后轮轴荷
2m —后轮非簧载质量
为了获得良好的平顺性和操纵性，非簧载质量应尽量小些。根据同类车型类比，取前悬架的非簧载质量为50kg ，后悬架的非簧载质量为100kg 。
根据数据代入式3-1得出：
t=1.23375t 根据经验公式可以得出后悬架的刚度为：
2C 4214.58s s m n π==N/mm
式中 n —满载时汽车后悬架偏频，取n =2.1Hz 。
3.2.2 影响操纵稳定性的参数
后悬架钢板弹簧的侧倾角刚度c φ,首先绘出钢板弹簧悬架在侧倾时的侧倾中心示意图，如图3-3所示。
(3-2)
212s dM c c q d φφ==11()2s m m m =-21(2.56750.1)2s m =-
式中 M —悬架抵抗侧倾的弹性恢复力矩，它与车身所受侧倾力矩等值异号；
s C —钢板弹簧垂直刚度；
q —两侧钢板弹簧的中心距。
图3-3 非独立悬架侧倾中心示意图
前面已经求出钢板弹簧的垂直刚度为214.58s c =N/mm ；两侧钢板弹簧的中心距为：872.5q =mm ；代入上式求出钢板弹簧的侧倾角刚度为： N/mm 3.3 钢板弹簧的设计计算
3.3.1 钢板弹簧的布置方案
纵置钢板弹簧能传递各种力和力矩，并且结构简单，故在汽车上得到广泛的应用。采用纵置对称式钢板弹簧。
3.3.2 钢板弹簧主要参数确定
在进行钢板弹簧计算之前，已知下列初始条件。
a ,单个钢板弹簧所受的负荷F w ：
t 1233.759.812090.75w F =?=N
b ,后悬架的静挠度和动挠度为：
22811214.58(872.5) 1.541022
s c c q φ==??=?s 1(2.56750.1) 1.233752
m =-=
56.32d c f f ==mm
c ,汽车的轴距为：
L =3400mm
（1）满载弧高a f
满载弧高f a 是指钢板弹簧装到车轴（桥）上汽车满载时钢板弹簧主片上
表面与两端（不包括卷耳孔半径）连线间的最大高度差，如图3-4所示，a f 用来保证汽车具有给定的高度。当0a f =时，钢板弹簧在对称的位置上工作。考虑到使用期间钢板弹簧塑性变形的影响和为了在车架高度已限定时能得到足够的动挠度值，常取1020a f = ，这里取15a f =mm 。
图3-4 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高
（2）钢板弹簧长度L 的确定
钢板弹簧长度 L 是指弹簧伸直后两卷耳中心之间的距离。增加钢板弹簧长度 L 能显著降低弹簧应力，提高使用寿命；降低弹簧刚度，改善汽车行驶平顺性；在垂直刚度s c 给定的条件下，又能明显增加钢板弹簧的纵向角刚度。钢板弹簧的纵向角刚度系指钢板弹簧产生单位纵向转角时，作用到钢板弹簧上的纵向力矩值。增大钢板弹簧 纵向角刚度的同时，能减少车轮扭转力矩所引起的弹簧变形；选用长些的钢板弹簧，会在汽车上布置时产生困难。原则上，在总布置可能的条件下，应尽可能将钢板弹簧取长些。一般在下列范围内选用钢板弹簧的长度：乘用车(0.450.55)L = 轴距；货车前悬架，(0.260.35) 轴距，后悬架：(0.350.45)L = 轴距。
这里选取后悬架的钢板弹簧长度为 L =0.4×3400=1360mm 。
（3）钢板断面尺寸及片数的确定
驱动桥的工作原理 驱动桥处于动力传动系的末端，其基本功能有如下三个方面： 1、增大由传动轴或变速器传来的转矩，并将动力传到驱动轮，产生牵引力。 2、通过差速器将动力合理的分配给左、右驱动轮，使左右驱动轮有合理的转速 差，使汽车在不同路况下行驶。 3、承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力。 驱动桥的组成： 驱动桥一般由主减速器、差速器、车轮传动装置和驱动桥壳等组成。 1-后桥壳；2-差速器壳；3-差速器行星齿轮；4-差速器半轴齿轮；5-半轴；6-主减速器从动齿轮；7-主减速器主动锥齿轮 对一些载重较大的载重汽车，要求较大的减速比，用单级主减速器传动，则从动齿轮的直径就必须增大，会影响驱动桥的离地间隙，所以采用两次减速。通常称为双级减速器。双级减速器有两组减速齿轮，实现两次减速增扭。 A、在主减速器内完成双级减速 为提高锥形齿轮副的啮合平稳性和强度，第一级减速齿轮副是螺旋锥齿轮。二级齿轮副是斜齿圆柱齿轮。 主动圆锥齿轮旋转，带动从动圆银齿轮旋转，从而完成一级减速。第二级减速的主动圆柱齿轮与从动圆锥齿轮同轴而一起旋转，并带动从动圆柱齿轮旋转，进行第二级减速。因从动圆柱齿轮安装于差速器外壳上，所以，当从动圆柱齿轮转动时，通过差速器和半轴即驱动车轮转动 B、轮边减速： 将二级减速器设计在轮毂中，其结构是半轴的末端是小直径的外齿轮，周围有一组行星齿轮（一般5个），轮毂内有齿包围这组行星齿轮，以达到减速驱动的目的。 优点： a、由于半轴在轮边减速器之前，所承受扭矩减小，减速性能更好（驱动力加大）； b、半轴、差速器等尺寸减小，车辆通过性能大大提高。 缺点： a、结构复杂，成本增加。 b、载质量大、平顺性小（故只用于重型车）。
本科学生毕业设计 汽车前驱动桥的结构设计 系部名称：汽车与交通工程学院 专业班级：车辆工程 XX班 学生姓名：XXX 指导教师：XXX 职称：实验师 黑龙江工程学院 二○一三年六月
The Graduation Design for Bachelor's Degree The Structural Design of The Car Front Drive Axle Candidate：XXX Specialty：Vehicle Engineering Class：XX Supervisor：Experimentalist XX Heilongjiang Institute of Technology 2013-06·Harbin
摘要 随着现代车型的发展，普通汽车已经逐渐走进每个人的生活中。车桥设计是汽车设计中重要的环节之一，国产驱动桥在国内市场占据了绝大部分份额，但仍有一定数量的车桥依赖进口，国产车桥与国际先进水平仍有一定差距。 本次设计首先通过查阅近几年来有关国内外前驱动桥设计的文献资料，综合所学专业知识，了解并掌握了汽车前驱动桥结构及工作原理，根据所给的汽车参数制定了相应的设计方案。 然后通过查阅相关标准、手册资料，确定了驱动桥的主要零部件的主要设计参数，完成转向器、万向节、主减速器、差速器、半轴及桥壳的结构和尺寸设计计算，并进行相应校核，再根据所计算选取的参数画出了转向驱动桥的整体装配图、差速器装配图以及部分零件图。 关键词：前驱动；转向驱动桥；主减速器；差速器；半轴；桥壳
ABSTRACT As the development of the auto industry, car has gradually become part of everyone's life. Axle design is one of the important parts of automotive design, domestic drive axle in the domestic market accounted for the lion's share, but there is still a certain number of axles dependent on imports, there is still a certain gap between domestic axle and the international advanced level. Firstly, this design is lookup of the domestic and international front drive axle design documents in recent years, integrated the knowledge of our expertise we had knew and mastered the car’s front drive axle structure and working principle, formulated according to the vehicle parameters to the corresponding design programs. Then refered to the relevant standard, manual data to determine the main design parameters of the main components of the drive axle, completed the structure and size of the steering, universal joints, main gear box, differential, axle and axle housing, and check, according to the calculated parameters selected to draw the overall steering drive axle assembly drawings, the differential assembly drawings as well as some parts diagram. Key words: Front drive；Steering drive axle；Main reducer；Differential；Axle；Axle housing
NS SM72295光伏全桥驱动解决方案 NS公司的SM72295是能驱动全桥连接的4个分立N沟MOSFET的驱动器,可提供峰值电流3A,并集成了电压高达115VDC高速自举二极管,电流检测可编程的2个跨导放大器来完成,并能去掉波纹电流为控制电路提供平均电流信息.主要用在微型逆变器,功率优化器,充电器和屏安全系统.本文介绍了SM72295主要特性, 功能方框图和典型应用电路图.The SM72295 is designed to drive 4 discrete N type MOSFET’s in a full bridge configuration. The drivers provide 3A of peak current for fast efficient switching and integrated high speed bootstrap diodes. Current sensing is provided by 2 transconductance amplifiers with externally programmable gain and filtering to remove ripple current to provide average current information to the control circuit. The current sense amplifiers have buffered outputs available to provide a low impedance interface to an A/D converter if needed. An externally programmable input over voltage comparator is also included to shutdown all outputs. Under voltage lockout with a PGOOD indicator prevents the drivers from operating if VCC is too low.SM72295主要特性:■ Renewable Energy Grade■ Dual Half Bridge MOSFET Drivers■ Integrated 100V bootstrap diodes■ Independent High and Low driver logic inputs■ Bootstrap supply voltage range up to 115V DC■ Two current sense amplifiers with externally programmable gain and buffered outputs■ Programmable over voltage protection■ Supply rail under-voltage lockouts with power good Indicator图1.SM72295功能方框图图2.SM72295典型应用电路图详情请见:/ds/SM/SM72295.pdf
第四节驱动桥 汽车驱动桥的功用是把由万向传动装置或直接由变速器传来的转矩传递给左、右驱动车轮，实现降速增扭、改变转矩的传递方向,实现两侧车轮的差速,承受作用于路面和车架或车厢之间的各向力。 驱动桥应能保证具有合适的主减速比，使汽车具有良好的动力性和经济性；具有较大的离地间隙以保证良好的通过性；尽可能减轻重量以提高行驶的平顺性。 一、驱动桥的组成 一般汽车驱动桥包括主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳等组成,如图1-4-1所示。 发动机的动力经离合器、变速器（或分动器）、万向传动装置输入驱动桥，首先传到主减速器 图1-4-1 非断开式驱动桥图1-4-2 断开式驱动桥 1-驱动桥壳2-主减速器3-差速器4-半轴5-轮毂 1-主减速器 2-半袖 3-弹性元件 4-减振器 5-车轮 6-摆臂 7-摆臂轴 2，增大转矩降低转速后，再由差速器3分配给左右半轴4，最后通过半轴外端的凸缘盘传至驱动车轮的轮毂5。驱动桥壳1由主减速器壳和半轴套管组成。轮毂借助轴承支承在半轴套管上。 二、驱动桥的类型 驱动桥按其半轴套管与主减速器壳体的连接方式可分为非断开式（或称整体式）驱动桥和断开式驱动桥两种。 在非断开式驱动桥（图1-4-1）中，半轴套管与主减速器壳刚性连成一体，整个驱动桥通过非独立弹性悬架与车架连接，故左、右半轴和驱动轮相对主减速器没有相对运动，亦称为整体式驱动桥。其结构简单，但平顺性差，一般多用于普通车辆。 在图1-4-2中，左、右半轴2的内端通过万向节与主减速器1相连，外端通过万向节与驱动轮相连，主减速器固连于车架上，而左、右驱动轮则分别通过悬架与车架相连。这样，两侧驱动轮就可以彼此独立地相对与主减速器上下跳动。因此，驱动桥壳分成左右两段并通过铰链与半轴连接，故称这种驱动桥为断开式驱动桥。这种驱动桥为适应车轮绕摆臂轴7上下跳动的需要，差速器与轮毂之间的半轴两端用万向节连接。 断开式驱动桥的优点是可以提高汽车行驶平顺性和通过性，相应采用的悬架为独立悬架。其缺点是结构复杂，制造成本高，故许多轿车和越野汽车的驱动桥采用独立悬架。 若驱动桥同时兼作转向桥时，则此类驱动桥称为转向驱动桥，它与车架之间可以是非独立
基于ANSYS的汽车驱动桥壳的有限元分 析 武汉理工…-icad 有限元法是一种在工程分析中常用的解决复杂问题的近似数值分析方法，以其在机械结构强度和刚度分析方面具有较高的计算精度而得到普遍应用，特别是在材料应力、应变的线性范围更是如此。在汽车设计领域，无论是车身、车架的计算仿真，还是发动机的曲轴以及传动系统的计算均 使用到该方法。 有限元分析最基本的研究方法就是“结构离散→单元分析→整体求解”的过程。经过近50年的发展，有限元法的理论日趋完善，已经开发出了一批通用和专用的有限元软件。ANSYS是当前国际上流行的有限元分析软件，广泛地应用于各行各业，是一种通用程序，可以用它进行所有行业的几乎任何类型的有限元分析，如汽车、宇航、铁路、机械和电子等行业。ANSYS软件将实体建模、系统组装、有限元前后处理、有限元求解和系统动态分析等集成一体，最大限度地满足工程设计分析的需要。通过结合ANSYS软件，能高效准确地建立分析构件的三维实体模型，自动生成有限元网格，建立相应的约束及载荷工况，并自动进行有限元求解，对模态分析计算结果进行图形显示和结果输出，对结构的动态特性作出评价。它包括结构分析、模态分析、磁场分析、热分析和多物理场分析等众多功能模块。 汽车驱动桥壳是汽车上的主要承载构件之一，其作用主要有：支撑并保护主减速器、差速器和半轴等，使左右驱动车轮的轴向相对位置固定；同从动桥一起支撑车架及其上的各总成质量；汽车行驶时，承受由车轮传来的路面反作用力和力矩并经悬架传给车架等。驱动桥壳应有足够的强度和刚度且质量小，并便于主减速器的拆装和调整。由于桥壳的尺寸和质量比较大，制造较困难，故其结构型式应在满足使用要求的前提下应尽可能便于制造。驱动桥壳分为整体式桥壳，分段式桥壳和组合式桥壳三类。整体式桥壳具有较大的强度和刚度，且便于主减速器的装配、调整和维修，因此普遍应用于各类汽车上。但是由于其形状复杂，因此应力计算比较困难。根据汽车设计理论，驱动桥壳的常规设计方法是将桥壳看成一个简支梁并校核几种典型计算工况下某些特定断面的最大应力值，然后考虑一个安全系数来确定工作应力，这种设计方法有很多局限性。因此近年来，许多研究人员利用有限元方法对驱动桥壳进行了计算和分析。本文中所研究的对象是在某型号货车上使用的整体式桥壳。 一、驱动桥壳强度分析计算 可将桥壳视为一空心横梁，两端经轮毂轴承支撑于车轮上，在钢板弹簧座处桥壳承受汽车的簧上载荷，而沿左右轮胎中心线，地面给轮胎以反力（双胎时则沿双胎中心），桥壳承受此力与车轮重 力之差，受力如图1所示。
载重汽车驱动桥设计 摘要 驱动桥作为汽车四大总成之一，它的性能的好坏直接影响整车性能，而对于载重汽车显得尤为重要。当采用大功率发动机输出大的转矩以满足目前载重汽车的快速、重载的高效率、高效益的需要时，必须要搭配一个高效、可靠的驱动桥。所以采用传动效率高的单级减速驱动桥已成为未来重载汽车的发展方向。本文参照传统驱动桥的设计方法进行了载重汽车驱动桥的设计。本文首先确定主要部件的结构型式和主要设计参数；然后参考类似驱动桥的结构，确定出总体设计方案；最后对主，从动锥齿轮，差速器圆锥行星齿轮，半轴齿轮，全浮式半轴和整体式桥壳的强度进行校核以及对支承轴承进行了寿命校核。本文不是采用传统的双曲面锥齿轮作为载重汽车的主减速器而是采用弧齿锥齿轮，希望这能作为一个课题继续研究下去。 关键字：载重汽车驱动桥单级减速桥弧齿锥齿轮
前言 汽车驱动桥位于传动系的末端。其基本功用首先是增扭，降速，改变转矩的传递方向，即增大由传动轴或直接从变速器传来的转矩，并将转矩合理的分配给左右驱动车轮；其次，驱动桥还要承受作用于路面或车身之间的垂直力，纵向力和横向力，以及制动力矩和反作用力矩等。驱动桥一般由主减速器，差速器，车轮传动装置和桥壳组成。 对于重型载货汽车来说，要传递的转矩较乘用车和客车，以及轻型商用车都要大得多，以便能够以较低的成本运输较多的货物，所以选择功率较大的发动机，这就对传动系统有较高的要求，而驱动桥在传动系统中起着举足轻重的作用。随着目前国际上石油价格的上涨，汽车的经济性日益成为人们关心的话题，这不仅仅只对乘用车，对于载货汽车，提高其燃油经济性也是各商用车生产商来提高其产品市场竞争力的一个法宝，因为重型载货汽车所采用的发动机都是大功率，大转矩的，装载质量在十吨以上的载货汽车的发动机，最大功率在140KW以上，最大转矩也在700N·m以上，百公里油耗是一般都在34升左右。为了降低油耗，不仅要在发动机的环节上节油，而且也需要从传动系中减少能量的损失。这就必须在发动机的动力输出之后，在从发动机—传动轴—驱动桥这一动力输送环节中寻找减少能量在传递的过程中的损失。在这一环节中，发动机是动力的输出者，也是整个机器的心脏，而驱动桥则是将动力转化为能量的最终执行者。因此，在发动机相同的情况下，采用性能优良且与发动机匹配性比较高的驱动桥便成了有效节油的措施之一。所以设计新型的驱动桥成为新的课题。 目前国内重型车桥生产企业也主要集中在中信车桥厂、东风襄樊车桥公司、济南桥箱厂、汉德车桥公司、重庆红岩桥厂和安凯车桥厂几家企业。这些企业几乎占到国内重卡车桥90%以上的市场。 设计驱动桥时应当满足如下基本要求： 1）选择适当的主减速比，以保证汽车在给定的条件下具有最佳的动力性和燃油经济性。 2）外廓尺寸小，保证汽车具有足够的离地间隙，以满足通过性的要求。3）齿轮及其他传动件工作平稳，噪声小。4）在各种载荷和转速工况下有较高的传动效率。 5）具有足够的强度和刚度，以承受和传递作用于路面和车架或车身间的各种力和力矩；在此条件下，尽可能降低质量，尤其是簧下质量，减少不平路面的冲击载荷，提高汽车的平顺性。6）与悬架导向机构运动协调。 7）结构简单，加工工艺性好，制造容易，维修，调整方便。
SooPAT 前转向驱动桥总成 申请号：201210259961.5 申请日：2012-07-25 申请(专利权)人南京创捷和信汽车零部件有限公司 地址211200 江苏省南京市溧水经济开发区中兴东路5号 发明(设计)人桂治国黄勇边永杰 主分类号B60B35/12(2006.01)I 分类号B60B35/12(2006.01)I B60B35/16(2006.01)I 公开(公告)号102774239A 公开(公告)日2012-11-14 专利代理机构南京天翼专利代理有限责任公司 32112 代理人朱戈胜蒋家华
(10)申请公布号 CN 102774239 A (43)申请公布日 2012.11.14C N 102774239 A *CN102774239A* (21)申请号 201210259961.5 (22)申请日 2012.07.25 B60B 35/12(2006.01) B60B 35/16(2006.01) (71)申请人南京创捷和信汽车零部件有限公司 地址211200 江苏省南京市溧水经济开发区 中兴东路5号 (72)发明人桂治国 黄勇 边永杰 (74)专利代理机构南京天翼专利代理有限责任 公司 32112 代理人朱戈胜 蒋家华 (54)发明名称 前转向驱动桥总成 (57)摘要 本发明公开了一种前转向驱动桥总成，包括 桥壳（1）、轮毂（7）、主减速器带差速器总成和轮 边减速器；桥壳上设有与车辆底盘连接的摆销孔 （21），两个轮毂通过轮毂转向结构（3）连接在桥 壳的左右两端，桥壳中部设有空腔，其内安装主减 速器带差速器总成，主减速器带差速器总成两侧 各转动连接一根驱动轴（6），驱动轴转动连接桥 壳两端的轮边减速器；桥壳上设有车轮转向驱动 装置（4），该车轮转向驱动装置分别与两个轮毂 的轮毂转向结构连接；桥壳断面呈“口”字型空腔 结构，行星轮轴（15）边沿开有小孔（30），轮边减 速器壳（11）对应的开有沉槽（31），孔与槽之间安 装防窜动球（19）；轮边减速器壳的最外侧设有端 盖（20）。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图4页 (19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 4 页
全桥驱动全桥整流变换器的高频变压器设计 1、根据电路形式、输出电压电流、变压器效率计算变压器的传送功率。 2、确定工作磁感应强度、电流密度系数、窗口占空系数(利用率)、工作频率、波形因数。 3、计算功率面积乘积并据此选择磁芯，根据所选磁芯参数计算电流密度。 4、根据伏秒积计算原边绕组匝数；根据电压比计算副边绕组匝数。 5、根据功率和波形因数计算各绕组电流幅值。 1、变压器传送功率计算 o o o P I U =? o I P P η = 11t o I o P P P P η?? ? ??? =+=+ 2、功率面积乘积计算 对于全桥驱动，变压器的2m B B ?=。其中，0.15~0.25m B =，电流密度系数400J K =，窗口占空系数0.2~0.4Ko =，工作频率 20Z f KH = ，波形因数f K =。
1.16 411104o p J c m P A K A B f η???? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? +?=???? 3、选择磁芯，计算电流密度 0.14()J p J K A -=? 4、原边和副边绕组匝数： 124p on p m c m c U t U D N B A B A f ??==??? 21s p U N N U = 5、原边和副边绕组电流幅值： 副边绕组电流幅值：2o I I D = o s s s s o o o s o s o s P U I U I D U I U U I I D I I D ==??=?=∴=?∴= 原边绕组电流幅值：o p p P I U D η=??
全桥变换器输出电压与输入电压关系推导 伏秒积产生磁通链： t t p p p c p p s s s c s s U N B A L I U N B A L I ??=?Φ=???=????=?Φ=???=?? 原边能量：()2 2 211222p on p on p p p p p U t U t L i L L L ?? ? ???????=??= 副边能量：()22 2 11222s on s on s s s s s U t U t L i L L L ?? ? ??? ????=??= 两边相等：()( )22 22p on s on s s p p p s U t U t U N U N L L ??= ?== 结论：正激变换器输出与输入的电压比等于副边与原边的匝数比 全桥驱动全桥整流变换器的高频变压器A P 公式推导 伏秒积产生磁通链： 222p on p p p m c T D U t U D U N B A f ?=??=?=?? 得原边匝数和副边匝数： 4p p m c U D N B A f ?= ?? 由于 p s p s U U N N =，故： 4s s m c U D N B A f ?= ?? 窗口中包含的总电流为：
前驱动桥使用保养说明书
中国一拖集团有限公司开创科技有限公司 二零零七年九月
前驱动桥使用保养说明书
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 注意事项 前驱动桥的主要技术参数 前驱动桥的磨合 前驱动桥的使用 前驱动桥的维护保养操作 常见故障及排除方法 附录
感谢您使用我公司的产品！ 本说明书适用于我公司型号为 KC80、KC100、KC160 前驱动桥
第一章
1.
注意事项
用户在选用及使用前应仔细阅读使用保养说明书。
严格按照推荐牌号的润滑油使用，换油时严禁新油、旧油、不同牌号的润 滑油混合使用。 3. 整机出厂前应检查前桥摆角是否达到规定值，以免因摆角不正确引起事 故。 4. 经常检查各连接部位的螺栓、螺母及其他易松动零部件，例如桥壳与锥支 座连接螺栓、轮毂螺母等，发现松动时应及时拧紧。 5. 严格按照图纸要求调整前束量， 以免因前束调整不正确引起轮胎的非正常 磨损。 6. 当拖拉机在良好路面行驶时，应切断前驱动的动力。 7. 严格执行技术保养规程，避免齿轮、轴承等的非正常磨损。 ８．润滑油灌注容量 (单位:L) 每侧 1.5；中央 5.4 2.
第二章
前驱动桥的主要技术参数
KC80 性能参数
最大扭矩/转速（N.m/r/min） 传动比 前桥传动轴 输入轴键参数 轮毂与辐板连接螺栓 轮辐距 （mm） 前轮外倾角 前 轮 定 位 主销内倾角 主销后倾角 前轮前束 转向形式 前轴（桥）摆角 前轮最大转角 转向油缸直径(mm) 转向油缸数量 转向油缸行程(mm) ≤320/176-412 21.125 中置式传动轴 m=2.75 z=10 α=30o 8-M16X1.5-6H (?290X?330mm) 1773 1o 7o30′ 10o 0--5 液压转向 11o（每边） 50o ?55 1 200
步进电机驱动之全桥驱动与斩波恒流 先看两相绕组的全桥驱动电路，四路基本相同的驱动电路，抓取一组电路来分析： 全桥驱动电路，其中Q7和Q8基极和发射极短接，相当于一个反向的二极管。 为了便于分析，将原理图简化后如下所示：
查看IM2000S芯片手册，对全桥驱动芯片输入脚的定义如下： 以上四个输入端：B相高低端全桥控制信号，用来控制离散的PN,NN的全桥或者半桥IC. 从上述可以知道，输出的是一个离散量，那么，是怎样控制电机，使电机获得一个sin和cos 的电流信号而驱动电机的呢？ 这里要深入理解一个概念：斩波恒流！ 斩波恒流的原理是：当环形分配器导通的时候，IC2使得TL和TH导通，电源通过TH和TL 和电机向下有电流输出，此时R左端的电压上升，当电流上升到给定电平时，比较器反转，输出为低，使得IC1截止，此时电感使电流缓慢下降，此时通过TL采样的电压变低，当电压低于给定电平时候，比较器反转，使得IC1再次导通，这样可以快速的波动，而使电感上的电流保持一个恒定的值。当环形分配器给出低电平时，IC1和IC2截止，电流通过D2流入电源，从而实现节能。 此时，再看上图，会发现： 1、BHO和ALO为一个通路，AHO和BLO为一个通路，实现电流的正向和反向。 2、BHO和AHO的开关频率会比BL0，ALO大很多，BL0和ALO只有在正向和负方向反转的时 候出现跳变，而BHO和AHO的频率会很快以实现恒流。
这里值得注意的一点是，上述过程仅仅是在一个细分时候，一个数模转换量上保持的恒流。如果整步为256细分，则在256细分的每一个细分阶段实际上过程就是上文红色字体运行一遍的一个过程，而要使整个电机转动一圈，则需要完成一个SIN和COS的整个过程，如果上面的过程仍然无法理解，请参看步进电机细分方面的内容。 从整个驱动电路的系统上看， 整个闭环是按照如下进行工作的：
全桥驱动器芯片UBATUBATS
全桥驱动器芯片UBA2032T/UBA2032TS 摘要：飞利浦X公司采用EZ-HVSOI工艺制造的全桥驱动器UBA2032T/TS可用于驱动任何壹类负载，尤其适合于驱动HID灯。文中介绍了UBA2032T/TS的功能特点，给出了它的典型应用电路。 关键词：全桥驱动器；高压IC；UBA2032T/TS；HID灯驱动电路 1.概述:飞利浦X公司推出的ＵＢＡ２０３２高压单片ＩＣ是采用ＥＺ－ＨＶＳＯ１工艺制造的壹种高压全桥驱动器。ＵＢＡ２０３２在全桥拓扑中通过外部ＭＯＳＦＥＴ能够驱动任何壹种负载，尤其适用于驱动高强度的放电ＨＩＤ灯如高压钠灯和金卤灯换向器等ｃｏｍｍｕｔａｔｏｒ。 ＵＢＡ２０３２的主要特点如下： ●内置自举二极管和高压电平移位器； ●桥路电压最高可达５５０Ｖ，且可直接从ＩＣ的ＨＶ脚输入高压，因为内部电路产生低工作电压，而无需附加低压电源； ●带输入启动延时，可利用简单的ＲＣ滤波器或来自处理器的控制信号产生延迟； ●振荡器频率可调节； ●只要ＢＤ脚上电压超过桥路截止门限１．２９Ｖ，所有ＭＯＳＦＥＴ都将被关断； ●为保证５０％的占空因数，振荡器信号在馈送到输出驱动器
之前应通过除法器； ●非交叠ｎｏｎ－ｏｖｅｒｌａｐ时间可由自适应非交叠电路控制，最小非交叠时间可在内部固定； ●采用２４脚ＳＯ封装ＵＢＡ２０３２Ｔ和２８脚ＳＳＯＰ封装ＵＢＡ２０３２ＴＳ，引脚排列如图１所示。 ２内部结构及工作原理 ２．１内部结构及引脚功能ＵＢＡ２０３２片内集成有电压稳压器、振荡器、输入信号延迟和桥路禁止电路、控制逻辑、高／低压电平移位器、高端左 ／右驱动器和低端左／右驱动器等单元电路， 表１所列是ＵＢＡ２０３２的各引脚功能。 备注：H为高电平；L为低电平；X表示无关２．２工作原理 ＵＢＡ２０３２既可从ＨＶ脚施加电压以产生内部低电源电压ＶＤＤ１１．５±２Ｖ，也可将低压电源直接连接到ＶＤＤ脚此情况下ＨＶ脚必须连接到脚ＶＤＤ或ＳＧＮＤ。当ＶＤＤ脚或ＨＶ脚上的电压高于释放功率驱动电平典型值分别为９Ｖ和１
前驱动桥使用保养说明书 中国一拖集团有限公司开创科技有限公司 二零零七年九月
前驱动桥使用保养说明书 第一章注意事项 第二章前驱动桥的主要技术参数 第三章前驱动桥的磨合 第四章前驱动桥的使用 第五章前驱动桥的维护保养操作 第六章常见故障及排除方法 第七章附录 感谢您使用我公司的产品！ 本说明书适用于我公司型号为KC80、KC100、KC160前驱动桥 第一章注意事项 1.用户在选用及使用前应仔细阅读使用保养说明书。
2.严格按照推荐牌号的润滑油使用，换油时严禁新油、旧油、不同牌号的润 滑油混合使用。 3.整机出厂前应检查前桥摆角是否达到规定值，以免因摆角不正确引起事 故。 4.经常检查各连接部位的螺栓、螺母及其他易松动零部件，例如桥壳与锥支 座连接螺栓、轮毂螺母等，发现松动时应及时拧紧。 5.严格按照图纸要求调整前束量，以免因前束调整不正确引起轮胎的非正常 磨损。 6.当拖拉机在良好路面行驶时，应切断前驱动的动力。 7.严格执行技术保养规程，避免齿轮、轴承等的非正常磨损。 ８．润滑油灌注容量(单位:L) 每侧1.5；中央5.4 第二章前驱动桥的主要技术参数 KC80性能参数
KC100性能参数 第三章前驱动桥的磨合 （一）使用前的准备工作 1.检查前驱动桥各联接部位螺栓、螺母及转向限位螺钉是否拧紧，若有松动 应及时拧紧;
2.在轮毂、驱动桥主销油杯处加注润滑脂; 3.检查驱动桥中央传动及最终传动油面，不足时按规定加注。 （二）磨合 按照整机磨合要求进行磨合后,才能进行负荷运行。 1.整车空负荷运转，在运转过程中应仔细检查桥的工作状态，观察有无异常 现象及声响，有无油水泄漏。如发现有不正常现象，应立即停车，排除故 障后再使用。 2.空驶磨合后，前驱动桥技术状态完全正常后方可进行负荷磨合。 3.在拖拉机静止情况下，启动发动机运转，操纵方向盘平稳地向左及向右转 动，观察前轮左右转向的随动情况。 注意：拖拉机进行中II档及中III档负荷磨合时，应使前驱动桥结合；其他档位磨合时，应使前驱动桥分离。 （三）磨合后的工作 a)停机后趁热放出前驱动桥内的润滑油，同时加入适量煤油或轻柴油进行 清洗（随整机传动系一起进行），将清洗液放出后，加注N100D新润滑 油。 b)检查前轮前束，必要时进行调整。 c)检查拧紧所有外部螺栓、螺母、螺钉。 d) 在各润滑点加注润滑脂。 第四章前驱动桥的使用 整个前桥通过前后两个摆座与托架相连接，并通过托架联接螺栓与发动机相连。当左、右前轮在一边高、一边低的路面行驶时，前桥可产生摆动，摆角最大可达11°。由于前桥频繁的摆动摩擦磨损，使得前后摆座处的调整垫片磨损减薄，其磨损至一定程度应予以更换。 拖拉机在田间重负荷作业或在潮湿松软土壤上工作时，为了改善拖拉机附着性能，可接合前驱动桥实现四轮驱动。当拖拉机在良好路面行驶时，应切断前驱动的动力，使前轮不产生驱动力，以减少轮胎的磨损和避免传动系统寄生功率的产生。 第五章前驱动桥的维护保养操作 在前桥的使用过程中，由于各种恶劣环境因素的影响，各零部件之间的联接会出现松动，轴承会磨损。另外，润滑油、润滑脂等工作物质也逐渐消耗，使前桥的正常工作条件遭到破坏。因此必须适时、定期采取紧固、调整、更换、添加等维护性技术措施，以保持零部件的正常工作能力，延长零部件的使用寿命。因此必须做到：
驱动桥的详细结构及分类 我爱车网类型：转载来源：腾讯汽车时间：2011-03-02 作者： 驱动桥主要由主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳等组成。它的作用是将万向传动装置传来的动力折过90°角，改变力的传递方向，并由主减速器降低转速，增大转矩后，经差速器分配给左右半轴和驱动轮。 驱动桥的结构型式按工作特性分，可以归并为两大类，即非断开式驱动桥和断开式驱动桥。当驱动车轮采用非独立悬架时，应该选用非断开式驱动桥；当驱动车轮采用独立悬架时，则应该选用断开式驱动桥。因此，前者又称为非独立悬架驱动桥；后者称为独立悬架驱动桥。独立悬架驱动桥结构较复杂，但可以大大提高汽车在不平路面上的行驶平顺性。 （1）非断开式驱动桥 普通非断开式驱动桥，由于结构简单、造价低廉、工作可靠，广泛用在各种载货汽车、客车和公共汽车上，在多数的越野汽车和部分轿车上也采用这种结构。他们的具体结构、特别是桥壳结构虽然各不相同，但是有一个共同特点，即桥壳是一根支承在左右驱动车轮上的刚性空心梁，齿轮及半轴等传动部件安装在其中。这时整个驱动桥、驱动车轮及部分传动轴均属于簧下质量，汽车簧下质量较大，这是它的一个缺点。 整体式驱动桥即非断开式驱动桥组成 驱动桥的轮廓尺寸主要取决于主减速器的型式。在汽车轮胎尺寸和驱动桥下的最小离地间隙已经确定的情况下，也就限定了主减速器从动齿轮直径的尺寸。在给定速比的条件下，如果单级主减速器不能满足离地间隙要求，可该用双级结构。在双级主减速器中，通常把两级减速器齿轮放在一个主减速器壳体内，也可以将第二级减速齿轮作为轮边减速器。对于轮边减速器：越野汽车为了提高离地间隙，可以将一对圆柱齿轮构成的轮边减速器的主动齿轮置于其从动齿轮的垂直上方；公共汽车为了降低汽车的质心高度和车厢地板高度，以提高稳定性和乘客上下车的方便，可将轮边减速器的主动齿轮置于其从动齿轮的垂直下方；有些双层公共汽车为了进一步降低车厢地板高度，在采用圆柱齿轮轮边减速器的同时，将主减速器及差速器总成也移到一个驱动车轮的旁边。 在少数具有高速发动机的大型公共汽车、多桥驱动汽车和超重型载货汽车上，有时采用蜗轮式主减速器，它不仅具有在质量小、尺寸紧凑的情况下可以得到大的传动比以及工作平滑无声的优点，而且对汽车的总体布置很方便。
5.2.1 全桥驱动原理 全桥驱动又称H桥驱动，下面介绍一下H桥的工作原理： H桥一共有四个臂，分别为B1~B4，每个臂由一个开关控制，示例中为三极管Q1~Q4。 如果让Q1、Q2导通Q3、Q4关断，如图5-8所示，此时电流将会流经Q1、负载、Q2组成的回路，电机正转。 图5-8 B1、B2工作时的H桥电路简图图5-9 B3、B4工作时的H桥电路简图如果让Q1、Q2关断Q3、Q4导通，如图5-9所示，此时电流将会流经Q3、负载、Q4组成的回路，电机反转。 如果让Q1、Q2关断Q3、Q4也关断，负载Load两端悬空，如图5-10所示，此时电机停转。这样就实现了电机的正转、反转、停止三态控制。 如果让Q1、Q2导通Q3、Q4也导通，那么电流将会流经Q1、Q4组成的回路以及Q2和Q3组成的回路，如图5-11所示，这时桥臂上会出现很大的短路电流。在实际应用时注意避免出现桥臂短路的情况，这会给电路带来很大的危害，严重会烧毁电路
图5-10 B1~B4全部停止工作时的H桥简图图5-11 B1~B4全部工作时的H桥简图 6.2 程序中需要说明的几个问题 在程序中有几个地方不易理解，需要特别说明一下： 首先，小车有没有被训练过是怎么知道的？ 在这里利用了一个特殊的Flash单元，语音模型存储区首单元（该示例程序中为0xe000单元）。当Flash在初始化以后，或者在擦除后为0xffff，在成功训练并存储后为0x0055（该值由辨识器自动生成）。这样就可以根据这个单元的值来判断是否经过训练。 其次，为什么已经训练过的系统在重新运行时还要进行模型装载？ 在首次训练完成之后，辨识器中保存着训练的模型，但是系统一旦复位辨识器中的模型就会丢失，所以在重新运行时必须把存储在Flash中的语音模型装载到辨识器（RAM）中去。 第三，在转弯时为什么前轮要先做一个反方向的摆动？ 这是为了克服车体的限制，由于前轮电机的驱动能力有限，有时会出现前轮偏转不到位的情况，所以在转弯前首先让前轮朝反方向摆动，然后再朝目标方向摆动。这样前轮的摆动范围更大，惯性更大，摆幅也最大，能更好实现转弯。
内燃机测试技术试验 实验 全桥功率开关驱动电路仿真试验 实验学时：2 实验类型：基础型 实验对象：本科生 一．实验目的： 1.了解全桥功率开关驱动电路的工作原理和应用。 2.了解全桥功率开关驱动方式的实现原理和特点。 3.掌握全桥功率开关驱动电路关键元器件选择和电路保护。 二．实验原理及设备说明 1.全桥功率开关驱动电路的工作原理 全桥功率开关驱动电路，又称为H桥驱动电路，其基本原理图如图1所示。形象的说，4个开关或者功率管组成H桥的4条垂直腿，而电机或者负载就是H 中的横杠。通过控制4个开关的导通与截止可以实现负载的正向加电和反向加电，其最广泛的用途就是电机的正反转。H桥驱动电路加电必须是对角线两个开关管同时打开，而半桥臂的上下开关管不能同时打开，否则会造成上下位开关管直接短路，电源直接对地短接，造成瞬态电流过大，开关管损坏。当开关管中的1,4导通时，电流经过开关1－电机－开关4流动，电机向一个方向运动；反之，当开关管中的2,3导通时，电流则经过开关3－电机－开关2流动，电机向相反方向运动。 图1 H桥驱动电路原理
由于全桥电路采用了两高两低四个开关管的方式，对于开关管采用是N型还是P型，可以有多种实现方式。一般来讲，高位开关管采用P型实现，驱动最为简单方便，但是P型开关管最大电流不能太大，因此适合再小功率的电机或负载中使用。上下位管均采用N型开关管实现的话，高位的N型开关管控制实现困难一些，但是最大电流可以较大，因此功率可以比较高。总的来说，全桥电路的实际实现方式必须和负载特性结合起来，选择正确的配置。 全桥驱动电路在汽车中的典型应用为电子节气门，EGR阀，电动座椅，伺服阀等。 2.全桥功率开关驱动方式的实现原理和特点 由前面全桥功率开关驱动原理知道，全桥功率开关主要实现的是负载中的电流正反向流动，在实际应用中，全桥驱动基本上使用在电机等类负载上，而从电机的特性上来讲，除了正反向运动外，另外就是电机的调速特性。按照电机调速的基本原理，可以采用调节电机两端电压来实现，而现在调节电机两段电压的方式基本上采用PWM脉宽调制实现，因此必须对PWM脉宽调制下的驱动方式和电机中的电流有比较清楚的理解。表1为典型的电子节气门全桥驱动芯片TLE6281的控制真值表，图2为和真值表对应的控制波形。 表1 TLE6281全桥驱动芯片真值表
车辆工程专业课程设计 学院机电工程学院班级 12级车辆工程 姓名黄扬显学号 20120665130 成绩指导老师卢隆辉 设计课题某型轻型货车驱动桥设计 2015 年11 月15 日
整车性能参数（已知） 驱动形式： 6×2后轮 轴距： 3800mm 轮距前/后： 1750/1586mm 整备质量 4310kg 额定载质量： 5000kg 空载时前轴分配轴荷45%，满载时前轴分配轴荷26% 前悬/后悬： 1270/1915mm 最高车速： 110km/h 最大爬坡度： 35% 长宽高： 6985 、2330、 2350 发动机型号： YC4E140—20 最大功率： 99.36kw/3000rmp 最大转矩： 380N·m/1200～1400mm 变速器传动比： 7.7 4.1 2.34 1.51 0.81 倒档传动比： 8.72 轮胎规格： 9.00—20 离地间隙： >280mm
1总体设计 (3) 1.1 非断开式驱动桥 (3) 1.2 断开式驱动桥 (4) 2 主减速器设计 (4) 2.1 主减速器结构方案分析 (4) 2.1.1 螺旋锥齿轮传动 (4) 2.2 主减速器主、从动锥齿轮的支承方案 (5) 2.2.1 主动锥齿轮的支承 (5) 2.2.2 从动锥齿轮的支承 (5) 2.3 主减速器锥齿轮设计 (5) 2.3.1 主减速比i0的确定 (6) 2.3.2 主减速器锥齿轮的主要参数选择 (7) 2.4 主减速器锥齿轮的材料 (8) 2.5 主减速器锥齿轮的强度计算 (9) 2.5.1 单位齿长圆周力 (9) 2.5.2 齿轮弯曲强度 (9) 2.5.3 轮齿接触强度 (10) 2.6 主减速器锥齿轮轴承的设计计算 (10) 2.6.1 锥齿轮齿面上的作用力 (10) 2.6.2 锥齿轮轴承的载荷 (11) 2.6.3 锥齿轮轴承型号的确定 (13) 3 差速器设计 (15) 3.1 差速器结构形式选择 (15) 3.2 普通锥齿轮式差速器齿轮设计 (15) 3.3 差速器齿轮的材料 (17) 3.4 普通锥齿轮式差速器齿轮强度计算 (18) 4 驱动桥壳设计 (19) 4.1 桥壳的结构型式 (19) 4.2 桥壳的受力分析及强度计算 (20) 致谢 (22) 参考文献 (23)
全桥驱动器UBA2030T及其应用 1前言 飞利浦公司利用“BCD750功率逻辑工艺方法”制造的UBA2030T，是为驱动全桥拓扑结构中的功率MOSFET而专门设计的高压IC。UBA2030T只需用很少量的外部元件，即可组成高强度放电（HID）灯电子镇流器电路，并且为HID灯驱动电路的设计提供了解决方案。 2封装、内部结构及引脚功能 UBA2030T采用24脚SO封装，顶视图如图1所示。 UBA2030T芯片集成了自举二极管、振荡器、高压和低压电平移相器、高端（左、右）和低端（左、右）驱动器及控制逻辑等电路，其内部结构框图如图2所示。 表1列出了UBA2030T的引脚功能。 2主要参数及特点 2.1主要参数 UBA2030T的主要参数及参考数据如表2所列。 2.2主要特点 图1SO24封装顶视图 UBA2030T的主要特点如下： 内置自举二极管，用作驱动全桥电路可使外部元件减少到最低限度； 高压输入直达570V，为驱动内部电路和全桥 图2UBA2030T的内部结构框图 表1引脚功能
表2主要参数及参考数据
VDD范围：0V～18V 中的MOSFET，IC提供自己产生的低电源电压； 利用在DTC脚和SGND脚之间连接的电阻器RDT来设定死区时间tdead,并且 RDT=270tdead－70,RDT(min)=50kΩ,RDT(max)=1MΩ(RDT的单位为kΩ时，tdead的单位为μs)； 振荡器频率可调,当使用内部振荡器时，桥路（bridge）频率可利用外部电阻器ROSC 和电容器COSC设定：fbridge=1/(2×8×ROSC×COSC),并要求ROSC=200kΩ～2MΩ； 内置PMOS高压移相器，以控制桥路使能功能； 具有关闭功能，只要在SD脚上的输入达到4.5V，全桥中的4只MOSFET则被关断。 3应用介绍 UBA2030T典型应用主要是在高压的（HPS）灯和金属卤灯这类HID灯电子镇流器电路中作为全桥驱动器。 3.1基本应用电路 用UBA2030T作驱动器和HID灯为负载的全桥基本拓扑结构如图3所示。在这个应用电路中， 图6用低压DC电源为内部电路 提供电流的HID灯全桥驱动器电路 BER脚、BE脚、EXO脚和SD脚都接系统地，没有使用桥路使能和关闭功能。当使用内部振荡器时，桥路换向频率由ROSC和COSC的取值决定。当HV施加电压超过振荡触发门限（典型值是15.5V）时，振荡器开始振荡。如果在HV脚上的电压降至振荡器停止门限（典型值是13V）电压，IC将重新进入启动状态。