公路运输载货汽车驱动桥的设计【汽车类】【4张CAD图纸】

公路运输载货汽车驱动桥的设计

41页 12000字数+说明书+外文翻译+4张CAD图纸【详情如下】

公路运输载货汽车驱动桥的设计论文.doc

外文翻译--驱动桥桥壳.doc

总装配图.dwg

轴承座.dwg

轴承盖.dwg

齿轮.dwg

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双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。

关键词：载重汽车；驱动桥；双级主减速器；全浮式半轴

目  录

摘要I

AbstractbⅡ

第1章 绪论1

第2章 驱动桥总成的结构型式4

2.1 驱动桥总体方案的确定4

    2.1.1 非断开式驱动桥的结构分析4

    2.1.2 断开式驱动桥的结构分析5

2.2 本设计驱动桥结构形式的确定6

第3章 主减速器8

3.1 主减速器的结构形式8

    3.1.1 主减速器的齿轮类型8

    3.1.2 主减速器主从动锥齿轮的支承形式8

3.2 主减速器的基本参数选择与设计9

    3.2.1 主减速比的确定9

    3.2.2 主减速器计算载荷的确定10

    3.2.3 主减速器基本参数的确定12

    3.2.4 主减速器传动齿轮的几何尺寸计算13

    3.2.5主减速器轴承的选择14

    3.2.6 主减速器齿轮的材料及热处理19

    3.2.7 主减速器传动齿轮的强度校核23

第4章 差速器23

4.1 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计23

    4.1.1 差速器齿轮基本参数的确定23

    4.1.2 差速器齿轮的几何尺寸的确定23

4.2 差速器齿轮的强度校核24

第5章 驱动半轴设计26

5.1 全浮式半轴的杆部直径的初选26

5.2 全浮式半轴的强度校核26

5.3 半轴花键的强度校核26

第6章 驱动桥桥壳28

6.1 桥壳的结构形式28

　　　　6.1.1 整体式桥壳结构形式分析28

　　　　6.1.2 铸造整体式桥壳结构形式分析28

　　　　6.1.3 钢板冲压焊接整体式桥壳28

　　　　6.1.4 钢管扩张成形整体式桥壳29

　　6.2 桥壳的受力分析与强度校核29

　　　　6.2.1 桥壳的静弯曲应力计算29

　　　　6.2.2 在不平路面冲击载荷作用下桥壳的强度校核30

　　　　6.2.3 汽车以最大牵引力行驶时的桥壳强度校核31

　　　6.2.4 汽车紧急制动时的桥壳强度校核33

结论35

致谢36

参考文献37

附录138

附录243

第1章 绪论

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，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。因为一般情况下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。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。

   目前我国正在大力发展汽车产业,采用后轮驱动汽车的平衡性和操纵性都将会有很大的提高。后轮驱动的汽车加速时，牵引力将不会由前轮发出，所以在加速转弯时，司机就会感到有更大的横向握持力，操作性能变好。维修费用低也是后轮驱动的一个优点，尽管由于构造和车型的不同，这种费用将会有很大的差别。如果你的变速器出了故障，对于后轮驱动的汽车就不需要对差速器进行维修，但是对于前轮驱动的汽车来说也许就有这个必要了，因为这两个部件是做在一起的。

　　　所以后轮驱动必然会使得乘车更加安全、舒适，从而带来可观的经济效益。通过对驱动桥的设计，使所选车型能达到最佳的动力性和经济性，并采用标准化设计，使其修理保养方便，进行优化设计，可靠性设计等内容，更好地学习并掌握现代汽车设计与机械设计的全面知识和技能。

本设计驱动桥车型技术参数如表1-1所示。

表1-1 技术参数

最高车速87km/h

整车重量5.02吨

额定载重2.8吨

最大总质量8.015吨

续表1-1 技术参数

最大载重9.95吨

最大输出功率88kw

最大输出扭矩835Nm

后桥允许载荷5.085吨

变速器档位数6

1档传动比6.515

2档传动比3.796

3档传动比2.284

4档传动比1.248

5档传动比1

6档传动比0.85

动桥总体方案的确定

　　　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叫复杂，但可以大大提高汽车在不平路面上的行驶平顺性。

　　2.1.1 非断开式驱动桥的结构分析

　　　非断开式驱动桥是指主减速器和半轴装在整体的桥壳内，该形式车桥和车轮只能随路面的变化而变化，使车桥整体上下跳动。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。

　　　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。