新型驱动桥教具模型

何开宇+窦泽军+陈昌华

摘 要：文章在现有的驱动桥教具的基础上进行了改进，并使用Solidworks软件建立了三维仿真模型，设计出本款驱动桥教具模型。相比其他的教具更加直观，形象，同时本教具配备了两块仪表，能够更加精准的显示两端速度值。

关键词：驱动桥；教具；Solidworks；桥壳

1 设计背景

现有的驱动桥教具模型具有以下不足之处：

1.1 制作材料笨重，灵活性差，不易移动，而且容易损坏。

1.2 不能模拟汽车行驶时的真实状态，即不能让学生亲身体验驱动桥的实际运动。

1.3 结构过于复杂，不便于学生理解驱动桥的内部组成和结构。

因此，本小组设计并制作了本款新型驱动桥教具模型，用于辅助教师在课堂上的教学。

本款教具（如图1）采用铝合金材料制造，在满足正常的工作需要的情况下，更多地减少了自身的重量，方便教师在上课时也能携带至课堂上讲解，不必设立单独的教室来讲解驱动桥的原理。

在桥壳的设计上，采用框架结构。在不影响内部齿轮正常工作的情况下，简化了桥壳，减少了桥壳部分多余的材料。

图1 教具整体图

同时，也使内部的齿轮结构显现出来，更加直观地显示齿轮的啮合情况，使学生方便的理解其原理。

本款教具配备了两块测速仪表，可以方便直观地看出，两端速度不相同，即在汽车转弯时，左右两端车轮速度存在差值。

2 工作原理

驱动桥位于汽车传动系的末端，主要作用是将万向传动装置传来的发动机转矩，经减速增扭，并改变旋转方向以后，传到左右驱动轮，使左右的驱动轮以相同的转速在直线上行驶，或以不同的转速转弯行驶。

其中减速增扭主要通过减速器来实现。动力通过传动轴依次传给主动齿轮、从动齿轮，经减速变向以后，通过螺栓传给差速器壳体，由差速器传给两侧半轴，再传给两侧车轮，驱动汽车行驶。

当汽车直线行驶时，差速器壳上的转矩M0对行星齿轮轴施加一个切向力。而两半轴齿轮对行星齿轮轮齿啮合点上施加一个切向反向作用力。

由于两啮合点距行星齿轮轴心距离相等，因而若不考虑差速器行星齿轮内摩擦阻力，则差速器壳总是将转矩等分给两个半轴，即M1=M2=M0/2。

两侧车轮转速相同，所受到的行驶阻力相等。此时，行星齿轮相当于一个等臂杠杆保持平衡，行星齿轮不能自转，只能随行星齿轮轴和差速器壳一同公转。此时差速器不起任何差速作用。

而当汽车在转弯时，两侧车轮有滑转或滑移的趋势，所受的行驶阻力不再相等，通过半轴和半轴齿轮反作用于行星齿轮的力也不再相等。

此时，行星齿轮不能保持平衡，它除了要随差速器壳一同公转以外，还要绕行星齿轮轴自转，借行星齿轮的自转，使两侧车轮以不同的转速在地面上滚动，从而实现差速的作用。

图2 减速器、差速器齿轮

3 利用Solidworks建立模型

本教具根据现有的驱动桥教具模型为基础加以改进，利用Solidworks2013软件进行建模，设计出了本款驱动桥教具模型（如图3）。

图3 三维仿真模型

本款驱动桥教具模型分为减速器、差速器、半轴、壳体、手柄和车轮六部分组成。

减速器和差速器部分的齿轮仿照真实汽车内部的齿轮来设计，拥有与其相同的模数、齿数。简化其桥壳，采用板材代替复杂的桥壳部分，在满足内部齿轮正常工作的前提下，减少了材料的占有，同时也方便理解其原理。

前面的车轮包含轴承，能够控制教具模型的方向，在转弯演示时，更加容易操作。后面采用手柄来代替主动轴传来的动力，省去了加在主动出轮上的动力来源。

4 结束语

本款新型驱动桥教具在设计上，避免了现有的驱动桥教具存在的缺点，经过软件的建模优化后，又增加了教具的可操作性和实用性等优点。

在今后的课堂上，更好地辅助教师进行驱动桥原理的讲解，同时也改变了学生在学习知识时一成不变的学习方式，改变了传统教学的局限性，增加了教师在讲解时的趣味性。

参考文献

[1]辛文彤.李志尊.Solidworks2012从入门到精通[M].人民邮电出版社，2012（1）.

[2]詹迪维.Solidworks高级应用教程[M]..机械工业出版社，2009（2）.

[3]陈家瑞.汽车构造（下册）[M].人民交通出版社，2002（2）.

[4]关文达.汽车构造[M].清华大学出版社，2004（9）.

[5]杨信.汽车构造[M].人民交通出版社，2006（4）.

作者简介：何开宇，男，大连科技学院。

窦泽军，男，大连科技学院。

陈昌华，男，大连科技学院。endprint

摘 要：文章在现有的驱动桥教具的基础上进行了改进，并使用Solidworks软件建立了三维仿真模型，设计出本款驱动桥教具模型。相比其他的教具更加直观，形象，同时本教具配备了两块仪表，能够更加精准的显示两端速度值。

关键词：驱动桥；教具；Solidworks；桥壳

1 设计背景

现有的驱动桥教具模型具有以下不足之处：

1.1 制作材料笨重，灵活性差，不易移动，而且容易损坏。

1.2 不能模拟汽车行驶时的真实状态，即不能让学生亲身体验驱动桥的实际运动。

1.3 结构过于复杂，不便于学生理解驱动桥的内部组成和结构。

因此，本小组设计并制作了本款新型驱动桥教具模型，用于辅助教师在课堂上的教学。

本款教具（如图1）采用铝合金材料制造，在满足正常的工作需要的情况下，更多地减少了自身的重量，方便教师在上课时也能携带至课堂上讲解，不必设立单独的教室来讲解驱动桥的原理。

在桥壳的设计上，采用框架结构。在不影响内部齿轮正常工作的情况下，简化了桥壳，减少了桥壳部分多余的材料。

图1 教具整体图

同时，也使内部的齿轮结构显现出来，更加直观地显示齿轮的啮合情况，使学生方便的理解其原理。

本款教具配备了两块测速仪表，可以方便直观地看出，两端速度不相同，即在汽车转弯时，左右两端车轮速度存在差值。

2 工作原理

驱动桥位于汽车传动系的末端，主要作用是将万向传动装置传来的发动机转矩，经减速增扭，并改变旋转方向以后，传到左右驱动轮，使左右的驱动轮以相同的转速在直线上行驶，或以不同的转速转弯行驶。

其中减速增扭主要通过减速器来实现。动力通过传动轴依次传给主动齿轮、从动齿轮，经减速变向以后，通过螺栓传给差速器壳体，由差速器传给两侧半轴，再传给两侧车轮，驱动汽车行驶。

当汽车直线行驶时，差速器壳上的转矩M0对行星齿轮轴施加一个切向力。而两半轴齿轮对行星齿轮轮齿啮合点上施加一个切向反向作用力。

由于两啮合点距行星齿轮轴心距离相等，因而若不考虑差速器行星齿轮内摩擦阻力，则差速器壳总是将转矩等分给两个半轴，即M1=M2=M0/2。

两侧车轮转速相同，所受到的行驶阻力相等。此时，行星齿轮相当于一个等臂杠杆保持平衡，行星齿轮不能自转，只能随行星齿轮轴和差速器壳一同公转。此时差速器不起任何差速作用。

而当汽车在转弯时，两侧车轮有滑转或滑移的趋势，所受的行驶阻力不再相等，通过半轴和半轴齿轮反作用于行星齿轮的力也不再相等。

此时，行星齿轮不能保持平衡，它除了要随差速器壳一同公转以外，还要绕行星齿轮轴自转，借行星齿轮的自转，使两侧车轮以不同的转速在地面上滚动，从而实现差速的作用。

图2 减速器、差速器齿轮

3 利用Solidworks建立模型

本教具根据现有的驱动桥教具模型为基础加以改进，利用Solidworks2013软件进行建模，设计出了本款驱动桥教具模型（如图3）。

图3 三维仿真模型

本款驱动桥教具模型分为减速器、差速器、半轴、壳体、手柄和车轮六部分组成。

减速器和差速器部分的齿轮仿照真实汽车内部的齿轮来设计，拥有与其相同的模数、齿数。简化其桥壳，采用板材代替复杂的桥壳部分，在满足内部齿轮正常工作的前提下，减少了材料的占有，同时也方便理解其原理。

前面的车轮包含轴承，能够控制教具模型的方向，在转弯演示时，更加容易操作。后面采用手柄来代替主动轴传来的动力，省去了加在主动出轮上的动力来源。

4 结束语

本款新型驱动桥教具在设计上，避免了现有的驱动桥教具存在的缺点，经过软件的建模优化后，又增加了教具的可操作性和实用性等优点。

在今后的课堂上，更好地辅助教师进行驱动桥原理的讲解，同时也改变了学生在学习知识时一成不变的学习方式，改变了传统教学的局限性，增加了教师在讲解时的趣味性。

参考文献

[1]辛文彤.李志尊.Solidworks2012从入门到精通[M].人民邮电出版社，2012（1）.

[2]詹迪维.Solidworks高级应用教程[M]..机械工业出版社，2009（2）.

[3]陈家瑞.汽车构造（下册）[M].人民交通出版社，2002（2）.

[4]关文达.汽车构造[M].清华大学出版社，2004（9）.

[5]杨信.汽车构造[M].人民交通出版社，2006（4）.

作者简介：何开宇，男，大连科技学院。

窦泽军，男，大连科技学院。

陈昌华，男，大连科技学院。endprint

摘 要：文章在现有的驱动桥教具的基础上进行了改进，并使用Solidworks软件建立了三维仿真模型，设计出本款驱动桥教具模型。相比其他的教具更加直观，形象，同时本教具配备了两块仪表，能够更加精准的显示两端速度值。

关键词：驱动桥；教具；Solidworks；桥壳

1 设计背景

现有的驱动桥教具模型具有以下不足之处：

1.1 制作材料笨重，灵活性差，不易移动，而且容易损坏。

1.2 不能模拟汽车行驶时的真实状态，即不能让学生亲身体验驱动桥的实际运动。

1.3 结构过于复杂，不便于学生理解驱动桥的内部组成和结构。

因此，本小组设计并制作了本款新型驱动桥教具模型，用于辅助教师在课堂上的教学。

本款教具（如图1）采用铝合金材料制造，在满足正常的工作需要的情况下，更多地减少了自身的重量，方便教师在上课时也能携带至课堂上讲解，不必设立单独的教室来讲解驱动桥的原理。

在桥壳的设计上，采用框架结构。在不影响内部齿轮正常工作的情况下，简化了桥壳，减少了桥壳部分多余的材料。

图1 教具整体图

同时，也使内部的齿轮结构显现出来，更加直观地显示齿轮的啮合情况，使学生方便的理解其原理。

本款教具配备了两块测速仪表，可以方便直观地看出，两端速度不相同，即在汽车转弯时，左右两端车轮速度存在差值。

2 工作原理

驱动桥位于汽车传动系的末端，主要作用是将万向传动装置传来的发动机转矩，经减速增扭，并改变旋转方向以后，传到左右驱动轮，使左右的驱动轮以相同的转速在直线上行驶，或以不同的转速转弯行驶。

其中减速增扭主要通过减速器来实现。动力通过传动轴依次传给主动齿轮、从动齿轮，经减速变向以后，通过螺栓传给差速器壳体，由差速器传给两侧半轴，再传给两侧车轮，驱动汽车行驶。

当汽车直线行驶时，差速器壳上的转矩M0对行星齿轮轴施加一个切向力。而两半轴齿轮对行星齿轮轮齿啮合点上施加一个切向反向作用力。

由于两啮合点距行星齿轮轴心距离相等，因而若不考虑差速器行星齿轮内摩擦阻力，则差速器壳总是将转矩等分给两个半轴，即M1=M2=M0/2。

两侧车轮转速相同，所受到的行驶阻力相等。此时，行星齿轮相当于一个等臂杠杆保持平衡，行星齿轮不能自转，只能随行星齿轮轴和差速器壳一同公转。此时差速器不起任何差速作用。

而当汽车在转弯时，两侧车轮有滑转或滑移的趋势，所受的行驶阻力不再相等，通过半轴和半轴齿轮反作用于行星齿轮的力也不再相等。

此时，行星齿轮不能保持平衡，它除了要随差速器壳一同公转以外，还要绕行星齿轮轴自转，借行星齿轮的自转，使两侧车轮以不同的转速在地面上滚动，从而实现差速的作用。

图2 减速器、差速器齿轮

3 利用Solidworks建立模型

本教具根据现有的驱动桥教具模型为基础加以改进，利用Solidworks2013软件进行建模，设计出了本款驱动桥教具模型（如图3）。

图3 三维仿真模型

本款驱动桥教具模型分为减速器、差速器、半轴、壳体、手柄和车轮六部分组成。

减速器和差速器部分的齿轮仿照真实汽车内部的齿轮来设计，拥有与其相同的模数、齿数。简化其桥壳，采用板材代替复杂的桥壳部分，在满足内部齿轮正常工作的前提下，减少了材料的占有，同时也方便理解其原理。

前面的车轮包含轴承，能够控制教具模型的方向，在转弯演示时，更加容易操作。后面采用手柄来代替主动轴传来的动力，省去了加在主动出轮上的动力来源。

4 结束语

本款新型驱动桥教具在设计上，避免了现有的驱动桥教具存在的缺点，经过软件的建模优化后，又增加了教具的可操作性和实用性等优点。

在今后的课堂上，更好地辅助教师进行驱动桥原理的讲解，同时也改变了学生在学习知识时一成不变的学习方式，改变了传统教学的局限性，增加了教师在讲解时的趣味性。

参考文献

[1]辛文彤.李志尊.Solidworks2012从入门到精通[M].人民邮电出版社，2012（1）.

[2]詹迪维.Solidworks高级应用教程[M]..机械工业出版社，2009（2）.

[3]陈家瑞.汽车构造（下册）[M].人民交通出版社，2002（2）.

[4]关文达.汽车构造[M].清华大学出版社，2004（9）.

[5]杨信.汽车构造[M].人民交通出版社，2006（4）.

作者简介：何开宇，男，大连科技学院。

窦泽军，男，大连科技学院。

陈昌华，男，大连科技学院。endprint