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五菱之光微型客车后驱动桥设计
摘 要
驱动桥是汽车行驶系统的重要组成部分。其基本功用是增大有传动轴或直接有变速器传来的转矩。并将动力分配给左、右两个驱动轮，使左、右驱动轮具有汽车形式运动学所要求的差速功能。所以其设计质量直接关系到整车性能的好坏。在设计过程中，需要严谨和认真的态度进行设计。
在绪论部分，对本课题的背景研究意义及国内外情况简明扼要的说明。在方案论证部分，对驱动桥及其总成结构形式的选择作了具体的说明。本设计选用了单级减速器，采用的是双曲面齿轮啮合传动，尽量的简化结构，缩减尺寸，有效的利用空间，充分减少材料浪费，减轻整体质量。由于是微型客车，主要行驶在路面较好的条件下，决定使用对称式圆锥行星齿轮差速器。半桥则选用全浮式半桥。在设计计算与强度校核部分，对主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳等重要部件的参数作了选择。同时也对以上的几个部件进行了必要的校核计算。
结束语是对本次毕业设计的一些看法和心得体会，并对悉心帮助和指导过我的指导老师和同学表示衷心的感谢和深深的敬意。
关键词： 微型客车；驱动桥；主减速器；差速器
Design of Drive Axle Minibus Wuling Sunshine
Abstract
Drive axle is an important part of the car system. Its basic function is to increase the shaft or directly with the transmission of torque. And distributes power to the left and right two driving wheels, make the left and right driving wheels car form required by the kinematic differential function. So its design quality directly related to vehicle performance is good or bad. In the process of design, need strict and serious attitude to carry on the design.
In the introduction part, the background of this topic research significance and the situation at home and abroad and brief description.Part of the project demonstration, the choice of drive axle and assembly structure forms the specific instructions. This design chooses a single stage reducer, USES a hyperboloid gear meshing transmission, try to simplify the structure, reduced size, effective use of space, sufficient to reduce material waste, reduce the overall quality. Being minivans, main drive under the condition of the pavement better, decided to use the symmetric cone planetary gear differential. A half bridge is semi floating half bridge.In design calculation and intensity, the Lord reducer, differential and half shaft and drive axle housing, and other important components of the parameters has made the choice. And at the same time for more than a few parts for the necessary checking calculation.
Is the conclusion of this graduation design of some of the views and comments, and carefully to help and guidance of my instructor and classmates express my heartfelt thanks and deep respect.
Key Words: Minivans;Dive axle;The main reducer;Differentia
主 要 符 号 表
大齿轮节锥距
从动锥齿轮中点锥距
轴承的额定动载荷
、 分别为主、从动双曲面齿轮的外圆直径
、 分别为主、从动双曲面齿轮的节圆直径
双曲面齿轮偏移距
双曲面齿轮的从动齿轮齿面宽
汽车正常使用时的平均爬坡能力系数
汽车或汽车系列的性能系数
道路滚动阻力系数
后轴对水平地面的荷重
汽车满载总重量
、 分别为主、从动齿轮的齿顶高
、 分别为主、从动齿轮的齿根高
齿工作高
齿工作高系数
齿全高系数
驱动桥主减速比
分动器高档传动比
变速器1档传动比
轮边减速器传动比
传动系低档传动比
双曲面齿轮轮齿弯曲计算用综合系数
双曲面齿轮的从动齿轮齿顶高系数
双曲面齿轮强度计算用表面质量系数
双曲面齿轮强度计算用载荷分配系数
双曲面齿轮强度计算用超载系数
双曲面齿轮强度计算用尺寸系数
双曲面齿轮强度计算用质量系数
轴承的额定寿命
齿轮模数、端面模数
发动机最大功率下的转速
发动机最大功率
单位齿长上的圆周力
刀盘的名义半径
车轮的滚动半径
发动机转矩
发动机最大转矩
计算转矩
发动机最大转矩配以传动系最低挡传动比时作用在主减速器从动齿轮上的计算转矩
驱动车轮滑转时作用在主减速器从动齿轮上的计算转矩
主减速器从动齿轮的平均计算转矩
齿轮齿数
齿轮压力角
中点螺旋角或名义螺旋角
、 分别为双曲面齿轮主、从动齿轮的节锥角
、 分别为主、从动齿轮的面锥角
、 分别为主、从动齿轮的根锥角
轮胎与路面的附着系数
汽车传动系效率
轮边减速器的传递效率
接触应力
弯曲应力
扭转应力
剪切应力
目 录
1 绪论 1
1.1题目背景 1
1.2研究意义 1
1.3国内外相关研究情况 1
1.4本设计研究的主要内容 3
2 驱动桥总成结构形式及布置 4
2.1 总体方案论证 4
2.2驱动桥的分类 4
2.2.1非断开式驱动桥 5
2.2.2断开式驱动桥 5
3 主减速器设计 7
3.1主减速器结构方案的分析 7
3.2主减速器主、从动锥齿轮的支承方案 9
3.3主减速器锥齿轮设计 10
3.3.1主减速比i0的确定 10
3.3.2主减速器齿轮计算载荷的确定 11
3.4主减速器齿轮基本参数的选择 12
3.4.1齿数的选择 12
3.4.2从动锥齿轮节圆直径的选择 12
3.4.3从动锥齿轮端面模数的选择 13
3.4.4螺旋锥齿轮齿宽F的选择 13
3.4.5螺旋锥齿轮的螺旋方向 13
3.4.6螺旋角的选择 13
3.4.7齿轮法向压力角的选择 14
3.5主减速器圆弧齿螺旋锥齿轮的几何尺寸计算 14
3.6主减速器螺旋锥齿轮的强度计算 16
3.6.1单位齿长上的圆周力 16
3.6.2轮齿的弯曲强度计算 17
3.6.3轮齿的接触疲劳强度计算 18
3.7主减速器齿轮的材料及热处理 19
3.8主减速器轴承的计算 20
3.8.1作用在主减速器主动齿轮上的力 20
3.8.2主减速器轴承载荷的计算 21
3.8.3主减速器轴承额定寿命的计算 22
3.9主减速器的润滑 24
4 差速器设计 25
4.1差速器结构形式的选择 25
4.2对称式圆锥行星齿轮差速器的设计 26
4.2.1差速器齿轮的基本参数选择 26
4.2.2差速器齿轮的几何尺寸计算 28
4.3差速器齿轮的材料选择 29
4.4差速器齿轮的强度计算 29
5 半轴设计 31
5.1半轴的型式 31
5.2半轴的设计与计算 32
5.2.1全浮式半轴计算载荷的确定 32
5.2.2全浮式半轴杆部直径的初选 32
5.2.3半轴的结构设计、材料与热处理 32
5.2.4半轴的强度计算 33
6 驱动桥壳体设计 35
6.1驱动桥壳的分类 35
6.1.1可分式桥壳 35
6.1.2整体式桥壳 36
6.1.3组合式桥壳 37
6.2驱动桥壳的选择 37
致 谢 39
毕业设计（论文）知识产权声明 40
毕业设计（论文）独创性声明 41
1 绪论
1.1题目背景
驱动桥处于动力传动系的末端，其基本功能是增大由传动轴或变速器传来的转矩，并将动力合理地分配给左、右驱动轮，另外还承受作用于路面和车架或车身之间的垂直使得发动机又正向着大转矩和低转速的方向发展。为适应以上情况，汽车驱动桥的减速比应该减小，此时不必在桥中采用双级减速。因而目前在国外的公路型车上已广泛地采用单级减速桥，单级桥具有成本低，质量轻，维修保养简单，传动效率高，噪音小，温升低和整车油耗低等优点。目前，国外单级驱动桥与双级驱动桥应用比例约为8:2[1]。力和横向力[2]。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。随着高等级公路的发展,汽车的车速正在日益提高，同时节约能源，减少污染的环境意识。
1.2研究意义
随着中国公路建设水平的不断提高，公路运输车辆正向大吨位，多轴化，大马力方向发展，使得重型车桥总成也向传动效率高的单级减速方向发展单级驱动桥结构简单，机械传动效率高，易损件少，可靠性高。由于单级桥传动链减少，摩擦阻力小，比双级桥省油，噪声也小过去，单级桥因为桥包尺寸大，离地间隙小，导致通过性较差，应用范围相对较小，但是现在公路状况已经得到了显著改善，重型汽车使用条件对通过性的要求降低这种情况下，单级桥的劣势得以忽略,而其优势不断突出。陕汽总厂现有驱动桥结构中除了引进的斯太尔轮边行星式双级减速桥技术性比较先进外，其它类品种均不能令人满意，虽然斯太尔轮边桥有一定的优势，但显然其结构复杂，成本较高，而且它不适用于客车，所以对驱动桥的研究有重要意义。
1.3国内外相关研究情况
虽然驱动桥现状有所改观，但由于我国汽车行业起步晚，而且多数技术依赖于进口，所以，想达到全盘优化还存在着很多困难。例如：缺乏设计和研
发能力；基础材料水平比较落后，主要体现在材料分类和使用方面比较粗放
技工技术的欠缺也是一大障碍，驱动桥内重要部分是减速器，主要是主动锥齿轮和起差速作用的行星齿轮，因此齿轮的加工技术和热处理能力从很大程度上决定了车桥的稳定性和可靠性，齿轮的材料和加工精度决定着车桥的承载能力
和使用寿命。新一代驱动桥设计开发的突出特点是:不仅在产品性能参数上进一步进设计上完全遵从模块化设计原则，产品配套实现车型的平台化，造型和结构更加合理，更宜于组织批量生产，更适应现代工业不断发展，更能应对频繁的车型换代和产品系列化的特点，这些都对基础件产品提出愈来愈高的配套要求，需要在产品设计上不断地进行二次开发和持续改进，以满足快速多变的市场需求。
与国外相比，我国的驱动桥开发设计不论在技术上、制造工艺上，还是在成本控制上都存在不小的差距，尤其是齿轮制造技术缺乏独立开发与创新能力，技术手段落后(国外己实现计算机编程化、电算化)。目前比较突出的问题是，行业整体新产品开发能力弱、工艺创新及管理水平低，企业管理方式较为粗放，相当比例的产品仍为中低档次，缺乏有国际影响力的产品品牌，行业整体散乱情况依然严重。这需要我们加快技术创新、技术进步的步伐，提高管理水平，加快与国际先进水平接轨，开发设计适应中国国情的高档车用驱动桥总成，由仿制到创新，早日缩小并消除与世界先进水平的差距。
发展方向：
a.驱动桥向重载方向发展
随着我国基础设施建设投资的不断加大以及水电、矿业、油田、公路、城市交通运输和环保工程建设等项目的增加，加大了重型车的需要，为重型车的发展创造了广阔的市场空间。重型汽车近年来生产总量直线上升，2001年全国重型汽车比上年同期增长91.67%，2002年为60.97%，2003年为3.22%，重型汽车的用车环境及其它各项指标发生了很多的变化,标载吨位不断向大的方向发展，多轴车上升明显。
b.驱动桥向多联驱动桥发展
为了规范道路车辆的制造，为治理超限超载提供技术上的准则，由国家发改委、交通部、公安部共同提出的强制性标准GB1589-2004《道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值》于2004年4月28日发布，该标准对汽车车桥的载荷进行了明确规定：单轴挂车轴荷的最大限值每侧单胎为6000kg，每侧双胎为10000kg，并装双轴挂车轴荷的最大限值为20000kg,并装三轴挂车轴荷的最大限值为24000kg。这样,为了实现车辆多拉快跑又不违反国家法规，各汽车生产厂家在6X4、8X4等多轴车的基础上推出了10X6以上的多轴重型车。但这些多轴车都是在双联驱动桥的基础上增加浮动桥而成，虽然其称10X6，但实际起驱动作用的只有两个驱动桥，这样，由于驱动桥不能对车轮进行合理的扭矩分配，使得增加浮动桥后的整车行驶系没有很好地发挥车桥驱动的作用。为了能合理地分配扭矩，以满足某些独立悬挂多轴驱动车型的使用，一些车桥生产厂家自主研发了三联驱动桥，三联驱动桥的扭矩分配原理是：每一个驱动桥都可以得到从发动机传出的扭矩的1/3。这样就可以在很大限度上满足多轴车的需要,合理分配从发动机传到车轮上的扭矩，提高这类车型的可靠性和安全性，并为以后的四联、五联驱动桥打下科学基础。
c. 增加驱动桥附件的技术含量据分析，不管重型车的技术含量提升得多快，在未来15年内大多数重型车的车桥和悬架结构不会有明显的改变，传统的结构和型式仍处于主导地位。那怎样在相同结构的基础上推出各自车桥的亮点呢？这是每一个专业厂必须不断研究的问题。以前，各厂家主要是在载重吨位上进行竞争，但在国家法规的限定下，车桥的载重能力不可能有太多的增加,现在各专业厂采用最多的方法是：不断增加车桥及其附件的技术含量，从桥壳的制造工艺、车桥的减速形式、车轮的制动方式等方面入手，通过吸收国外一些先进的技术，推出具有本企业特色、结构先进、承载能力强的车桥，不断提升产品的制造质量及服务质量。
1.4本设计研究的主要内容
a. 了解汽车驱动桥系统的现状，熟悉其发展状况，掌握汽车驱动桥的详细构造和工作原理。
b. 根据微型客车性能要求，对驱动桥系统的主减速器、差速器机构和半轴等进行结构设计，运用Auto CAD软件绘制驱动桥总装配图，实现汽车的行驶功能并满足动力性要求。
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