本书以跨界车驱动桥为研究对象，从理论到实践，突出工程应用。本书主要内容有：跨界后驱车驱动桥振动与噪声分析理论基础、跨界后驱车驱动桥结构特点与工作原理、主减速器振动与噪声分析；差速器振动与噪声分析等。

    汽车在给人类带来极大方便的同时, 也给生态环境造成了严重的影响。随着汽车产能的持续增长, 汽车的排放、振动、噪声等对周围环境的不利影响更加显著。汽车行业的研究者、从业者一直致力于解决汽车发展过程中带来的不利问题, 并已有所收获, 但汽车排放、振动、噪声、NVH 性能等问题一直是学者们研究的焦点。近年来, 各国对这些问题的认识已提高到国家发展的战略层面。我国制定了一系列更加严格的汽车排放、振动、噪声、NVH性能等标准。编者也正在参与国家级“微车安全标准” 等推荐标准的制定工作。 
    本书编著者针对汽车的振动与噪声, 特别是汽车传动轴和后桥的振动与噪声, 已做了长达十年之久的研究工作, 在该领域取得了一定的理论与试验研究成果和经验, 特将这些研究成果和经验收集、整理并融于本书, 希望能对读者有所帮助。 
本书以某跨界车驱动桥为研究对象, 从理论到实践, 重点突出工程应用, 对振动与噪声理论基础和驱动桥结构特点与工作原理进行了介绍, 通过理论分析、数值解析与仿真分析相结合的方法, 探讨了主减速器、差速器、驱动桥总成、传动轴与后桥耦合等的振动与噪声的产生机理、影响因素及实际解决方法, 同时也阐述了驱动桥轻量化的理论、方法, 并引入案例分析。 
本书由徐劲力、姚佐平、吴波编著。黄丰云、卢杰、韩少军、张晓帆为本书的编写提供了部分资料, 并做了相应内容的整理工作; 罗文欣、苏星溢、严婷、任中亚、戴鹏, 李晓雪、陈端滢、刘璐、杨再煜, 彭波、曹兴盛、游鹏超、魏鹏、卢雷、杨乐、徐维、饶东杰、朱定军、石磊、赵金涛、刘康、张丙伟、何锡进、曾雪宁、李鹏凯、刘虎、吴挺, 宋旺、冯积孔、魏玎、何强、马洪伟、田力, 高北海等项目组团队参与了相关内容的研究与分析工作, 为本书的编写提供了数据支持, 在此表示衷心感谢。 
    本书作为介绍跨界后驱车驱动桥振动噪声分析及其轻量化设计方面的著作, 在总结国内外相关技术现状的同时, 着重融入作者长期以来在跨界后驱车驱动桥振动噪声方面的技术研究成果。希望本书能为从事机械工程及汽车工程方面工作的读者提供帮助。     由于书中难免存在不妥之处, 恳请读者批评指正。 
编著者

前言
第1 章　跨界后驱车驱动桥振动与噪声
分析理论基础 1
1. 1　机械振动分析理论基础 1
1. 1. 1　离散振动系统分析 1
1. 1. 2　连续系统振动分析 5
1. 1. 3　随机振动分析理论基础 10
1. 1. 4　机械振动的检测方法基础 15
1. 1. 5　机械振动的评价与控制方法 16
1. 2　机械噪声分析理论基础 18
1. 2. 1　声学理论基础 18
1. 2. 2　机械噪声的分析 21
1. 2. 3　机械噪声检测方法 22
1. 2. 4　机械噪声的评价与控制 24
1. 3　机械振动与噪声分析方法 26
1. 3. 1　测试法 26
1. 3. 2　有限元分析法 27
1. 3. 3　统计能量分析法 28
1. 3. 4　边界元法 30
1. 3. 5　传递路径分析法 31
1. 3. 6　模态分析与综合 33
参考文献 37
第2 章　跨界后驱车驱动桥结构特点与
工作原理 39
2. 1　驱动桥概述 39
2. 2　驱动桥结构与工作原理 40
2. 2. 1　主减速器 40
2. 2. 2　差速器 47
2. 2. 3　半轴 53
2. 2. 4　桥壳 55
参考文献 61
第3 章　主减速器振动与噪声分析 62
3. 1　主减速器振动噪声产生机理 62
3. 1. 1　主、从动齿轮振动噪声产生
机理 62
3. 1. 2　圆锥滚子轴承的振动噪声产生
机理 64
3. 2　主减速器的力学特性分析 65
3. 2. 1　准双曲面齿轮受力分析 65
3. 2. 2　主减速器壳体受力分析 66
3. 3　主、从动齿轮振动特性分析 69
3. 3. 1　主、从动齿轮非线性动力学模型
的建立 69
3. 3. 2　主要参数的确定 72
3. 3. 3　动力学微分方程的求解 74
3. 4　主减速器齿轮参数对振动噪声的影响
分析 79
3. 4. 1　齿轮时变啮合刚度对系统振动
特性的影响 79
3. 4. 2　啮合间隙对齿轮系统振动特性的
影响 85
3. 5　准双曲面齿轮有限元与动力学仿真
分析 89
3. 5. 1　有限元仿真分析 89
3. 5. 2　主减速器齿轮的动力学仿真
分析 93
3. 5. 3　影响主减速器总成的传动误差的
因素 97
3. 6　主减速器轴承振动分析 97
3. 6. 1　圆锥滚子轴承的装配工艺分析 97
3. 6. 2　轴承预紧力对主减速器振动噪声
的影响 99
3. 6. 3　主动锥齿轮轴承支承跨距对主
减速器振动噪声的影响 99
参考文献 105
第4 章　差速器振动与噪声分析 108
4. 1　差速器的运动学分析和动力学分析 108
Ⅳ
目录
4. 2　差速器的动力学仿真分析 110
4. 2. 1　建立差速器模型 110
4. 2. 2　仿真分析前处理 110
4. 2. 3　动力学仿真分析 111
4. 3　差速器的振动特性分析 116
4. 3. 1　差速器的固有特性分析 116
4. 3. 2　差速器齿轮系统的传递误差
分析 121
4. 4　差速器其他参数对振动噪声的影响
分析 121
4. 4. 1　差速器齿轮噪声产生机理 122
4. 4. 2　差速器齿轮齿侧间隙对振动噪声
的影响分析 122
参考文献 130
第5 章　驱动桥总成振动与噪声分析 132
5. 1　驱动桥总成的噪声与振动源 132
5. 1. 1　结构噪声与结构振动的激励源 132
5. 1. 2　激励传递路径与系统噪声响应 133
5. 2　驱动桥壳与壳腔内部气体振动耦合 134
5. 2. 1　驱动桥壳频响特性分析 135
5. 2. 2　驱动桥声-固耦合分析实例 138
参考文献 148
第6 章　跨界后驱车传动轴- 驱动桥
耦合振动分析 150
6. 1　万向传动轴的运动学与动力学分析 150
6. 1. 1　万向传动轴的运动学特性 150
6. 1. 2　十字轴万向传动轴的动力学
特性 154
6. 1. 3　万向传动轴中间支承转矩 156
6. 2　传动轴-驱动桥系统耦合振动理论
分析 157
6. 2. 1　传动轴-驱动桥系统的非线性
动力学模型 158
6. 2. 2　模型参数的确定 164
6. 2. 3　方程的求解 167
6. 3　传动轴-后桥主减速器动力学仿真
分析 168
6. 3. 1　传动轴-主减速器模型仿真前
处理 168
6. 3. 2　轴间夹角对传动轴-主减速器动力
传动影响的分析 170
6. 3. 3　传动轴支承刚度对传动轴-主减
速器动力传动影响的分析 173
6. 3. 4　主动齿轮轴承支承刚度对驱动桥
总成的影响 175
6. 3. 5　传动轴对驱动桥主减速器齿轮
动态弯曲振动的影响 177
参考文献 179
第7 章　跨界后驱车驱动桥轻量化设计与实例 181
7. 1　轻量化设计方法 181
7. 1. 1　汽车的轻量化概念 181
7. 1. 2　轻量化设计的关键技术 182
7. 1. 3　跨界后驱车驱动桥轻量化设计种类 188
7. 2　跨界后驱车驱动桥壳结构轻量化设计实例 190
7. 2. 1　现有跨界后驱车驱动桥壳轻量化优化论证 190
7. 2. 2　跨界后驱车驱动桥壳结构轻量化设计 193
7. 3　主减速器壳体轻量化设计实例 197
7. 3. 1　原主减速器壳体有限元分析 198
7. 3. 2　主减速器壳体拓扑优化设计 202
7. 3. 3　主减速器壳体精细化设计 204