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毕业设计说明书题 目 电动车驱动桥后桥设计 摘 要驱动桥是汽车中作为行驶系统中不可缺少的一部分，主要用于传递扭矩到汽车车轮、承载整车重量、改变力的传递方向、减震等作用。因此对于驱动桥的设计尤为重要，其是整车的行驶性能及整车可靠性。寿命的关键。本次课题设计是电动汽车驱动桥，驱动桥的设计采用单电机驱动系统、齿轮箱总成、差速器总成和驱动桥，主动齿轮减速器直接连接到驱动电机上，并通过两级减速器和差速器，将扭矩传递到驱动轮左右。电机轴与轮轴平行，因此减速器由两个圆柱齿轮驱动。半轴采用全浮动结构，通过螺钉与轮毂连接并传递扭矩。桥体采用组合式结构，一端由轮毂轴承支承在车轮上，另一端与减速器连接。最后根据设计计算的数据绘制二维图纸及设计说明书。关键词：电动车；驱动桥；减速器 ；设计说明书ABSTRACTDriving bridge is an indispensable part of the vehicle as a driving system. It is mainly used to transfer torque to automobile wheel, load carrying vehicle, transfer direction of change force, shock absorption and so on. Therefore, the design of the driving axle is particularly important, which is the vehicle performance and vehicle reliability. The key to life. The design of this project is the drive bridge of the electric vehicle. The design of the drive bridge adopts the single motor drive system, the gear box assembly, the differential assembly and the drive bridge. The drive gear reducer is directly connected to the drive motor, and the torque is passed to the drive wheel by the two stage reducer and differential. The motor shaft is parallel to the axle, so the reducer is driven by two cylindrical gears. The semi axle adopts a fully floating structure, which is connected to the hub through screws and transfers torque. The bridge body adopts a combined structure, one end is supported by wheels bearing on wheels, and the other end is connected with a reducer. Finally, draw 2D drawings and design instructions based on the calculated data. Key words: electric vehicle; drive axle; reducer; design specification 目 录摘要2ABSTRACT3第1章 绪 论51.1 研究的背景与意义51.2国内外研究现状51.3设计的方法61.4 设计路线6第2章 驱动桥总体方案的设计62.1 技术参数62.1.1 传动比计算72.1.2 最大爬坡度计算72.2 驱动桥形式的选择7第3章 驱动桥结构设计83.1主减速器的设计83.1.1基础参数计算83.1.2 齿轮参数计算93.2 差速器的设计183.3 轴的设计223.3.1 轴的强度校核233.4 半轴的设计283.4.1 半轴的形式283.4.2 半轴轴径的计算283.4. 3 强度校核293.5 桥壳的设计293.5.1 桥壳的结构设计293.5.2 桥壳的强度计算293.5.3 桥壳螺钉强度校核32结 论33致 谢34参考文献35第1章 绪 论1.1 研究的背景与意义随着工业的发展，科学技术的进步，汽车行业越来越向新能源的方向发展，燃油车的大量增多导致如今能源和环境对人类的压力越来越大，因此人们为了以后可持续发展，汽车业也逐渐向混合动力，纯电动等新能源方向发展。但是现在电动车在能源和行驶里程方面还未能尽如人意，尤其是续航里程和充电时间一直是人们研发额方向，同时也是研发的瓶颈。从技术发展的角度来看，在走过了漫长而艰难的发展历程之后，电动车正面临着重大的技术突破，有望成为21世纪的重要交通工具。 同时随着全球能源危机的不断加深，石油资源的日趋枯竭以及大气污染、全球气温上升的危害加剧，各国政府及汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展的主攻方向，发展电动汽车将是解决这二个技术难点的最佳途径。从汽车工业的发展来看，电动汽车的迅速发展是不可逆的趋势。因此，我国作为世界汽车生产大国应该抓住这一机遇，加快电动汽车这一块的发展。1.2国内外研究现状汽车能够实现在道路上行驶，主要使靠传递动力和能够改变力的传递方向的驱动桥去实现的，对于电动车而言如何降低动力的损失是进行汽车设计时必须要考虑的问题，同时对于购车的人来说，这也是他们选择汽车的主要性能指标。随着社会的发展，近几年以来人民大众经济都好起来，对汽车的舒适性方面和动力性方面等要求非常高。21世纪以来，微电子技术的发展及机电一体化技术的发展已经在人们生活当中随处可见，汽车行业的发展，主要是向着多元化和工业化的方向发展，其中驱动桥的设计和生产在汽车中具有非常重要的位置。尤其是电动车而言汽车对车速和电能消耗的要求方面很高，所以驱动桥的使用对性能将会有十分重要的影响。目前，我国自主汽车的行业发展已到达一定的阶段，针对主要性能零部件已完成了自主研发及批量生产。而且随着近些年汽车行业的飞速发展，国内主要汽车零部件也竞争激烈。针对驱动桥就是其中很重要的一部分，因为驱动桥关系着整车的性能及运动安全性。在国外，一方面汽车行驶的路况越来越好，平均车速逐渐提高，另一方面节约能源，减少对环境的污染意识使得发动机正向着大转矩和低转速的方向发展。为适应以上情况，汽车驱动桥速比应该减小，主减速比小的驱动桥没必要采用双级减速器。因而目前在国外货车上广泛的采用的是单级减速驱动桥，单级驱动桥具有成本低，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。因此被广泛应用，在本设计中也主要对电动车单级减速驱动桥进行结构的设计与模型的建立。1.3设计的方法在本次毕业设计中，主要通过运用机械原理、机械设计、材料力学、机械设计理论力学课程；掌握基本的步骤，并知道一些细节需要注意在电动汽车驱动桥的设计过程。主要设计方法如下：（1）通过4S店及整车厂的实习了解电动汽车驱动桥的结构原理，为后面的设计奠定基础；（2）综合运用基础理论、专业理论和知识分析，通过图书馆查阅资料了解驱动桥设计基本步骤及思路；（3）访问和使用专门设计手册，完成驱动桥的设计计算；1.4 设计路线（1）总体方案设计，根据已给数据进行整车性能计算，选择确定车桥的形式。（2）主减速器齿轮副设计，根据已知的数据计算确定主减速器齿轮的尺寸参数，并用绘制二维图纸。（3轴承的选择，根据已知数据计算，选择合适大小的轴承，确定轴承的位置和齿轮的尺寸，并设计合理的预紧装置。（4）半轴计算及设计，确定半轴形式，并由已知数据计算确定半轴直径，校核花键。（5）差速器的设计及验算，根据已有零件尺寸，直接确定差速器的尺寸，进行相应的校核。（6）根据设计计算绘制总装配图及主要零部件图，编制设计说明书。第2章 驱动桥总体方案的设计2.1 技术参数电动汽车的驱动桥处于传动系的末端，它的基本功用是增大由传动器传来的转矩，将转矩分配给左右驱动车轮，并使左右驱动车轮具有汽车行驶运动学所要求的差速功能；同时，驱动桥还要承受作用于路面和车架之间的铅垂力、纵向力和横向力。本次设计电动车的主要技术参数如下：整备质量：1680kg；最高车速：120km/h电机：额定功率90kW, 额定转速2500rpm, 额定转矩280Nm2.1.1 传动比计算=2.36 （2-2）式中：为汽车的最高车速；是最高车速时发动机的转速；为车轮的滚动半径。2.1.2 最大爬坡度计算最大牵引力F= = =168.57Kg=0.0165 =8.38%8%，故满足设计要求。2.2 驱动桥形式的选择一般的汽车结构中，驱动桥包括减速器、差速器、驱动车轮的传动装置及桥壳等部件。根据其齿轮类型、主动齿轮和从动齿轮的安置方法以及减速方式的不同，减速器的结构形式也不同。减速器的传动比、驱动桥的离地间隙和计算载荷是减速器设计的原始数据，要在总体设计时就确定。由于发动机在汽车上是纵向安置的，减速器将用来改变转矩的传递方向。为了使汽车有足够的牵引力和适当的最高车速，减速器进行增大转矩、降低转速的变化。差速器用来解决左右车轮间的转矩分配问题和差速要求。当汽车转弯或在不平路面上行驶时，左右车轮在同一时间内所滚动的行程是不一样的，因此其转速也应不同。因此，要求驱动桥在传递转矩给左右车轮的同时，能使它们以适应上述运动学要求的不同角速度旋转，这一要求是由差速器来实现的。装有差速器的汽车，当左右齿轮与地面的附着系数不同且一个驱动车轮滑转而失去牵引力时，另一个附着好的驱动车轮也将丧失牵引功能。驱动车轮的传动装置的功用在于将转矩由差速器半轴齿轮传到驱动车轮。对转向驱动桥，则必须在驱动车轮的传动装置中安装等速万向节，对于非转向驱动桥来说，驱动车轮的传动装置也要用万向节传动。如果驱动车轮不是转向轮，则车轮直接由连接差速器和轮毂的半轴来驱动，这时半轴将差速器半轴齿轮与轮毂连接起来。在装有轮边减速器的驱动桥上，轮边减速器的主动齿轮与半轴齿轮以半轴连接。桥壳起着支撑汽车荷重的作用，并将载荷传递给车轮，作用在车轮上的牵引力、制动力等力都是通过桥壳传到车架上。因此，桥壳既有承载作用，又有力的传递，同时还是减速器、差速器、半轴的外壳。在汽车行使过程中，桥壳承受繁重的载荷。因此，桥壳既要结构简单，降低成本以及方便拆装维修，又要考虑在动载荷下有足够的强度和刚度。轮胎与车轮支撑汽车质量，并承受路面的各种反力，如驱动力和制动力，在汽车转弯时，还要承受侧向力以及吸收汽车行使时产生的动载荷和振动。车轮由轮辋和轮辐组成。轮胎装在轮辋上，轮辐用轮胎螺栓固定在轮毂上。轮辋是轮胎安装的基础，既要支撑轮胎，又要保证轮胎拆卸方便。本设计驱动系统采用单电机集中驱动系统，由减速箱总成、差速器总成及驱动桥组成，驱动电机与减速器主动齿轮直接相连，通过两级减速，将扭矩传送到左右两个驱动轮。电机轴线与车轮轴线平行，因此减速器采用两极圆柱齿轮传动。半轴采用全浮式结构，与轮毂用螺钉连接传递转矩。桥壳采用组合式结构，一端由轮毂轴承支承在车轮上，另一端与减速器相连。第3章 驱动桥结构设计3.1主减速器的设计3.1.1基础参数计算高速轴： 中间轴： 低速轴 3.1.2 齿轮参数计算高速级齿轮传动设计：（1）齿轮均采用斜齿传动，6级精度，齿面渗碳淬火。材料选择：小齿轮：38SiMnMo,调质，硬度 320340HBS；大齿轮：35SiMn，调质，硬度 280300 HBS。查得，=790,=760； =640，=600。（2）按接触强度初步确定中心距，并初选主要参数。 式中 小齿轮传递的转矩=7.5载荷系数K：K=1.6。齿宽系数：取=0.4。齿数比u:暂取u=3.55。许用接触应力： 取最小安全系数=1.1，按大齿轮计算=691将以上数据代入计算中心距的公式得=56圆整为标准中心距为=60。按经验公式，=（0.0070.02）=（0.0070.02）60=0.421.2 取标准模数=1。初取，=。 取，精求螺旋角 所以 （3）校核齿面接触疲劳强度 式中分度圆上的圆周力 使用系数动载系数： 根据齿轮圆周速度，齿轮精度等级为9级。将有关值代入式（3-17）得齿向载荷系数： 齿向载荷分配系数：按，查得节点区域系数：按，查得。查得接触强度计算的重合度及螺旋角系数查得：首先计算当量齿数求当量齿轮的端面重合度。按，分别查得。所以。按，纵向重合度。按，查得。将以上各数值代入齿面接触应力计算公式得计算安全系数： 式中，寿命系数：先计算应力循环次数：对调质钢，查得。润滑油模影响系数：按照，选用220号中级压型工业齿轮油，其运动粘度，查得。工作硬化系数：因为小齿轮齿面未硬化处理，齿面未光整，故取。接触强度计算的尺寸系数。将以上数值代入安全系数的计算公式得查得，。，故安全。（4）校核齿根弯曲疲劳强度 式中弯曲强度计算的载荷分布系数：弯曲强度计算的载荷分配系数：复合齿行系数：按，查得。弯曲强度计算的重合度与螺旋角系数：按，查得将以上各数值代入齿根弯曲应力计算公式得计算安全系数： 式中，寿命系数：对调质钢，按，查得，按，查得相对齿根圆角敏感系数。相对齿根表面状况系数：齿面粗糙度，得。尺寸系数：查得。将以上数值代入安全系数的公式得查得，取。及均大于，故安全。（5）主要几何尺寸取低速级齿轮传动设计（1）齿轮均采用斜齿传动，6级精度，齿面渗碳淬火。材料选择：小齿轮：38SiMnMo,调质，硬度 320340HBS；大齿轮：35SiMn，调质，硬度 280300 HBS。查得，=790,=760； =640，=600。（2）按接触强度初步确定中心距，并初选主要参数。 式中 小齿轮传递的转矩=26.625载荷系数K：K=1.6。齿宽系数：取=0.54。齿数比u:暂取u=2.54。许用接触应力： 取最小安全系数=1.1，按大齿轮计算=691将以上数据代入计算中心距的公式得=74.9圆整为标准中心距为=100。按经验公式，=（0.0070.02）=（0.0070.02）100=0.72 取标准模数=1.5。初取，=。 取，精求螺旋角 所以 （3）校核齿面接触疲劳强度 式中分度圆上的圆周力 使用系数动载系数： 根据齿轮圆周速度，齿轮精度等级为9级。将有关值代入式（3-17）得齿向载荷系数： 齿向载荷分配系数：按，查得节点区域系数：按，查得。查得接触强度计算的重合度及螺旋角系数查得：首先计算当量齿数当量齿轮的端面重合度。按，分别查得。所以。按，纵向重合度。按，查得。将以上各数值代入齿面接触应力计算公式得计算安全系数： 式中，寿命系数：先计算应力循环次数：对调质钢，查得。润滑油模影响系数：按照，选用220号中级压型工业齿轮油，其运动粘度，查得。工作硬化系数：因为小齿轮齿面未硬化处理，齿面未光整，故取。接触强度计算的尺寸系数。将以上数值代入安全系数的计算公式得查得，。，故安全。（4）校核齿根弯曲疲劳强度 式中弯曲强度计算的载荷分布系数：弯曲强度计算的载荷分配系数：复合齿行系数：按，查得。弯曲强度计算的重合度与螺旋角系数：按，查得将以上各数值代入齿根弯曲应力计算公式得计算安全系数： 式中，寿命系数：对调质钢，按，查得，按，查得相对齿根圆角敏感系数。相对齿根表面状况系数：齿面粗糙度，得。尺寸系数：查得。将以上数值代入安全系数的公式得查得，取。及均大于，故安全。3.2 差速器的设计差速器的功用是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左右驱动车轮以不同的角速度滚动，以保证两侧驱动车轮与地面间作纯滚动运动。汽车转弯时驱动轮运动示意图汽车行驶时，左右轮在同一时间内所滚动的路程往往不等。如图1-1所示，在转弯时内、外两侧车轮转弯半径R1和R2不同，行程显然不同，即外侧车轮滚过的距离大于内测车轮；汽车在不平的路面行驶时，由于路面波形不同也会造成两侧车轮滚过的路程不等；即使在平直的路面行驶，由于轮胎气压、轮胎负荷、胎面磨损程度不同以及制造误差等因素的影响，也会引起左、右车轮因滚动半径不同而使左、右车轮行驶不等。如果驱动桥的左、右车轮钢性连接，则行驶时不可避免地会产生驱动轮在路面上滑移或是滑转。这样不仅会加剧轮胎磨损与功率和燃料的消耗。而且可能导致转向和操纵性能恶化。为了防止这些现象的发生，汽车就要安装差速器，从而保证了驱动桥两侧车轮在行程不等时具有不同的旋转角速度，满足了汽车行驶运动学的要求。而为了方便安装和调试差速器，还解决现在差速器的从动齿轮尺寸不受限制所以设计了安装在轮毂的差速器称为轮边差速器，在两轴间分配转矩，保证两输出轴有可能以不同的角速度转动。使汽车行驶时能作纯滚动运动，提高了车辆的通过性。差速器采用对称式锥齿轮结构，其原理如下图 所示。 图 差速器差速原理图差速器壳3与行星齿轮5连成一体，形成行星架。因为它又与主减速器从动齿轮6固连在一起，故为主动件，设其角速度为o;半轴齿轮1和2为从动件，其角速度为1和2.A、B两点分别为行星齿轮4与半轴齿轮1和2的啮合点。行星齿轮的中心点为C，A、B、C三点到差速器旋转轴线的距离均为r。当行星齿轮只是随同行星架绕差速器旋转轴线公转时，显然，处在同一半径r上的A、B、C三点的圆周速度都相等，其值为or.于是，1=2=o，即差速器不起差速作用，而半轴角速度等于差速器壳3的角速度。行星齿轮在公转的同时也在进行自传，如图当行星齿轮4除公转外，还绕本身的轴5以角速度4自转时，啮合点A的圆周速度为1r=or+4r4，啮合点B的圆周速度为2r=or-4r4.于是有1r+2r=（or+4r4）+(or-4r4)即 1+2=2o若角速度以每分钟转数n表示，则 n1+n2=2no （2-1）式（2-1）为两半轴齿轮直径相等的对称式齿轮差速器的运动性方程式。它表明左右两侧半轴齿轮的转速之和等于差速器壳转速的两倍，而与行星齿轮转速无关。因此，在汽车转弯行驶或其他行驶情况下，都可以借行星齿轮以相应转速自转，使两侧驱动车轮以不同转速在地面上滚动而无滑动。由式（2-1）可得知：当任何一侧半轴齿轮的转速为零时，另一侧半轴齿轮的转速为差速器壳转速的两倍；当差速器壳转速为零时，若一侧半轴齿轮受到其他外来力矩而转动，则另一侧半轴齿轮即以相同的转速反向转动。对称式锥齿轮差速器的转矩分配O：由主减速器传来的转矩，经由差速器壳、行星齿轮轴和行星齿轮传给半轴齿轮。行星齿轮相当于一个等臂杠杆，而两个半轴齿轮的半径也是相等的。因此，当行星齿轮没有自转时，总是将转矩O平均分配给左、右两半轴齿轮，即1=2=02。当两半轴齿轮以不同的转速朝相同的方向转动时，设左半轴转速n1大于右半轴转速n2，则行星齿轮将按顺时针的方向绕行星齿轮轴自转。此时行星齿轮孔与行星齿轮轴轴颈间以及齿轮背部与差速器壳之间都产生摩擦。行星齿轮所受的摩擦力矩r方向与行星齿轮的转向相反，此摩擦力矩使行星齿轮分别对左、右半轴齿轮附加作用了大小相等而方向相反的两个圆周力，因此当左、右驱动车轮存在转速差时，1=（0-r）2，2=（0+r）2.左、右车轮上的转矩之差等于差速器的内摩擦力矩r。为了衡量差速器内摩擦力矩的大小及转矩分配特性，常以锁紧系数K表示K=（2-1）0=r0差速器内摩擦力矩r和其输入转矩0（差速器壳体上的力矩）之比定义为差速器锁紧系数K。快慢半轴的转矩之比21定义为转矩比，以Kb=21=(1+K) (1-K)目前广泛使用的对称式锥齿轮差速器的内摩擦力矩很小，其锁紧系数K=0.050.15，转矩比Kb为1.11.4.可以认为，无论左、右驱动车轮转速是否相等，其转矩基本上总是平均分配的。这样的分配比例对于汽车在好的路面上直线或转弯行驶时，都是令人满意。但是当汽车在坏的路面行驶时，却严重影响了通过能力。例如，当汽车的一个驱动车轮接触到泥泞或冰雪路面的时候，在泥泞路面上的车轮原地滑转，而在好路面上的车轮静止不动。这是因为在泥泞路 车轮与路面上车轮与路面之间附着力很小，路面只能对半轴作用很小的反作用很小的反作用转矩，虽然另一车轮与好路面间的 附着力较大，但因对称式锥齿轮差速器 有转矩平均分配的特性，使这一个车轮分配到的转矩只能与传到滑转的驱动车 轮上的很小的转矩相等，致使总的驱动力不足以克服行驶阻力，汽车便不能前进。 当汽车在直线行驶时，此时行星齿轮轴将转距平均分配两半轴齿轮，两半轴齿轮转速恒等于差速器壳的转速，传递给左右车轮的转矩也是相等的。此时左右车轮的转速时相等的。而当汽车转弯行驶时，其中一个半轴转动一个角，两半轴的转矩就得不到平均分配，必然出现一个转速大，一个转速小，此时汽车就平稳地完成了转弯行驶。 差速器齿轮的尺寸受结构限制，而且承受的载荷较大，它不像主减速器齿轮那样经常处于啮合状态，只有当汽车转弯或左右轮行驶不同的路程时，或一侧车轮打滑而滑转时，差速器齿轮才能有啮合传动的相对运动。因此对于差速器齿轮主要应进行弯曲强度校核。轮齿弯曲强度为: MPa上式中： 为差速器一个行星齿轮传给一个半轴齿轮的转矩，其计算式在此将取为498.06Nm； 为差速器的行星齿轮数； b2、d2分别为半轴齿轮齿宽及其大端分度圆直径mm； 为尺寸系数，反映材料的不均匀性，与齿轮尺寸和热处理有关， 当时，在此0.629； 为载荷分配系数，当两个齿轮均用骑马式支承型式时，1.001.1；其他方式支承时取1.101.25。支承刚度大时取最小值。 为质量系数，对于汽车驱动桥齿轮，当齿轮接触良好，周节及径向跳动精度高时，可取1.0； 为计算汽车差速器齿轮弯曲应力用的综合系数，可取=0.225。 当T=minTce,Tcs时，=980 Mpa；当T= Tcf时，=210Mpa。 根据上式可得：=478.6MPa980 MPa所以，差速器齿轮满足弯曲强度要求。3.3 轴的设计材料选择45钢，调质处理，硬度217255HBS，许用疲劳应力。（1）高速轴a 最小轴径的确定取A=115由于有花键，适当增加轴径，取。b 主要分布零件有：齿轮、轴承、轴承端盖等。c 根据工况，选择轴承类型为滚动轴承 6002。 基本尺寸：15mm32mm9mm 配合轴段直径为15mmd 齿轮安装：安装轴段直径24mm，轴段长度26mm。e 齿轮定位：由于齿轮分度圆直径小于两倍轴径，故齿轮采用齿轮轴。（2）中间轴a 中间轴为实心轴，故 取A=115由于开有键槽，轴径适当增加，取。b主要分布零件有：齿轮、轴承、键、轴承端盖等。c 根据工况，选择轴承类型为滚动轴承 6004。 基本尺寸：20mm42mm12mm 配合轴段直径20mmd 齿轮安装：安装轴段直径 大齿轮25mm，小齿轮25mm。 安装轴段长度 大齿轮32mm，小齿轮40mm。e 齿轮定位：大齿轮：一端采用轴肩定位，轴段直径32mm，轴段长度8mm。 另一端采用套筒定位，套筒内径20mm,外径28mm,长度10mm。 径向定位采用平键，基本尺寸33mm10mm8mm。小齿轮：一端采用轴肩定位，轴段直径25mm，轴段长度42mm。 另一端采用套筒定位，套筒内径20mm,外径32mm,长度4mm。 径向定位采用平键，基本尺寸26mm8mm7mm。3.3.1 轴的强度校核（1）高速轴高速轴的受力分析如图3-1所示。高速轴传递的转矩 齿轮的圆周力 齿轮的径向力 齿轮的轴向力 计算作用在轴上的支反力：如图3-1（a）,垂直面内的支反力：如图3-1（c）,水平面内的支反力 ：计算齿轮中心C处的弯矩 ：画出高速轴在垂直面和水平面内的弯矩图，如图3-1（b）、（d）所示。计算C处的合成弯矩： 画出合成弯矩图如图3-1（e）所示。画出扭矩图如图3-1（f）所示。Fv1Fv2T0Ft1abcdefFh1Fh2Fr1Fa1ABC22269Nmm5538Nmm4487.5Nmm22947Nmm22716Nmm7500Nmm图3-2 高速轴受力分析图校核轴的强度：由弯矩图和扭矩图可以看出，承受最大弯矩和扭矩的截面C处是危险截面，对其进行校核。按转矩为脉动变化取修正系数，由于截面C处为实心轴，故。则 故轴的强度满足要求。（2）中间轴中间轴的受力分析如图3-2所示。中间轴传递的转矩：齿轮的圆周力：齿轮的径向力：齿轮的轴向力：计算作用在轴上的支反力：如图3-2（a）,垂直面内的支反力：如图3-2（c）,水平面内的支反力：计算齿轮中心的弯矩：画出中间轴垂直面和水平面内的弯矩图，如图3-2（b）、（d）所示。计算C处和D处的合成弯矩：画出合成弯矩图，如图3-2（e）所示。画出扭矩图，如图3-2（f）所示。Fv1Fv2Ft2Ft3aFh1Fh2Fr2Fa2Fa3Fr3bcdefACDB15318.6Nmm27791.6Nmm-3294.6Nmm844.8Nmm-495.7Nmm-4895.6Nmm15341.9Nmm16081.9Nmm27796.9Nmm27986.9Nmm26625Nmm图3-3 中间轴受力分析图校核轴的强度：由弯矩图和扭矩图可以看出，承受最大弯矩和扭矩的截面D处,即齿轮3的中心处是危险截面，对其进行校核。按转矩为脉动变化取修正系数，由于截面C处为实心轴，故。则 故轴的强度满足要求。3.4 半轴的设计3.4.1 半轴的形式半轴的形式有全浮式、半浮式和3/4浮式三种。此处采用全浮式半轴结构，驱动车轮通过两个轴承支承在驱动桥壳上，半轴插在桥壳里面，内端用花键与减速器低速轴连接，外端通过法兰盘用螺钉与轮毂相连，转矩由半轴传递到驱动车轮上。这种支承方式，路面对车辆的各种反力及由这些反力引起的弯矩都由桥壳承受，半轴只承受转矩，不承受弯矩和轴向力。3.4.2 半轴轴径的计算由于采用全浮式半轴结构，半轴只承受转矩，故按照扭转强度来设计。全浮式半轴其计算载荷可按最大附着力矩计算： （3-7）式中：为负荷转移系数，查表得；为驱动桥的最大轴载质量，；为车轮滚动半径，；为附着系数，取。代入计算得：全浮式半轴的扭转应力按下式计算；式中：许用剪应力计算得：由于加工花键，轴径适当增加，取。3.4. 3 强度校核由于半轴只承受转矩作用，因此半轴与轮毂的连接螺钉只受剪切力作用，可能损坏的形式有螺钉被剪断、螺钉或孔壁被压溃。螺钉性能等级4.8则：屈服强度 s=320MPa许用切应力 =s/2.5=320/2.5=128MPa许用挤呀压应力p= s/1.25=320/1.25=256MPa（1）螺钉抗剪强度校核单个螺钉所受的剪力：式中，T为螺钉所受扭矩，Nm； n为螺钉数目； r为螺钉中心与半轴轴线的垂直距离，m。则螺钉的抗剪强度 ，故满足要求。式中，Fs为单个螺钉所受剪力，N；d为螺钉抗剪面直径，mm； m为螺钉抗剪面数目。（2）螺钉与孔壁的挤压强度校核挤压强度 ，故满足要求。式中，Fs为单个螺钉所受剪力，N；d为螺钉抗剪面直径，mm； h为螺钉与孔壁挤压面最小高度，mm。结论：综合以上两项强度校核可知，半轴与轮毂连接的螺钉强度满足要求。3.5 桥壳的设计3.5.1 桥壳的结构设计驱动桥壳一般有可分式、整体式和组合式三种结构形式。此处采用组合式结构，使得拆装和维修更加方便。桥壳的一端通过一对轴承支承在轮毂上，另一端用螺钉与减速器箱体连接。由于驱动桥壳还需要与车架连接，根据后悬架的结构和尺寸，在桥壳的外端设计凹槽和它连接。在装有轴承的一端车有螺纹，用于圆螺母固定轴承内圈。3.5.2 桥壳的强度计算（1）桥壳的静弯曲应力计算桥壳可看成一根空心横梁，两端经轮毂轴承支承于车轮上，在桥壳与车架的铰接处承受车身载荷。其受力简图如图3-5所示。F1F2N1N2BS图3-6 驱动桥壳受力简图由图中可以看出，桥壳与车架铰接处为危险截面，对其进行强度校核。该处所受弯矩：式中，F1为地面作用于车轮上的反力，N； G为电动车满载时的重量，N； gw为车轮、轮毂、制动器的重量，N；B为前轮中心距，m；S为桥壳和车架铰接中心的距离，m。则：弯曲应力 故强度满足要求。（2）电动车以最大牵引力行驶时的桥壳强度计算取汽车加速时的质量转移系数m2=1.2，则桥壳与车架铰接处所受的垂向弯矩为：在行驶时，驱动车轮所受的最大切向反力：式中，T2为驱动轮得到的转矩，Nm； r为前轮的滚动半径，m。则桥壳与车架铰接处所受的水平弯矩为：桥壳还承受驱动桥传递转矩而产生的反作用力矩：则桥壳与车架铰接处所受的合成弯矩为：则弯曲应力： 故强度满足要求。（3）电动车紧急制动时桥壳强度计算取汽车紧急制动时的质量转移系数m=1.2，则桥壳与车架铰接处所受的垂向弯矩为：桥壳与车架铰接处所受的水平弯矩为：紧急制动时铰接点外侧还承受制动力所引起的转矩则桥壳与车架铰接处所受的合成弯矩为：则弯曲应力： 故强度满足要求。（4）电动车受最大侧向力时的桥壳强度计算假设电动车向左紧急转弯，则左轮承受的最大垂向力为车重.即则铰接处所受弯矩为：弯曲应力： 故强度满足要求。3.5.3 桥壳螺钉强度校核螺钉M8，性能等级8.8级。取安全系数S=1.2，则按紧急制动时的弯矩对螺钉进行强度校核。则单个螺钉承受的最大工作载荷为：式中，n为螺钉个数； r为螺钉中心直半轴轴线的垂直距离，m。弯曲应力为：故螺钉强度满足要求。结 论本文设计了一种电动汽车驱动桥。经这几个月的的时间，我的毕业设计完成，其中包括说明书的详细记录，还有图纸的绘制，都让我学习到了很多东西，也感触颇深。此次设计完全是依据汽车整车状态，选择其中一个零部件进行设计，不仅仅能够应用在实际生活中，也将我从书本中学习到的理论知识与现实的实际生活紧密的联系在一起，真正的做到理论与实际相结合。本次设计从汽车的主要零部件的发展史开始，详谈国内外的现状，依据整车装配中零部件的装配功能，作用，要求，来选择合适的零部件。每个零部件都需要仔细的对比，分析其材料性能，强度，使用效果，来寻找最合适的零件。从这些零部件的选择中，我学习到了很多，比如螺钉的直径，长度选择等等，需要强大的数据支撑来完成。二维图纸的绘制、三维建模的应用也让我从绘图小白成长为能够熟练使用CAD等软件。不仅能够自主的完成整个设计，也为自己的工作之路做好了铺垫，相信在不久的将来，计算机绘图软件的应用将会作为我寻找合适工作的一项有利的技能。通过本次设计，让我明白了很多，同时学习到了很多的东西，也深刻的发现了自己的不足，在以后的工作中，自己应该多多加强自己能力的应用，提高自己的专业知识，深入细致的学习一门技术，为自己的将来做好铺垫。致 谢转眼间，大学四年匆匆而过，时间是短暂的，但是其点点滴滴却一辈子留在我的记忆中。依然记得自己刚步入大学时候的迷茫；与舍友一块去探秘美丽的校园；在自己生病的时候，舍友陪我看病、给我送饭的场景；在自己遇到生活上或者学习上的困难时候，老师不断地在精神上给予引导；现在的我只想对你们说声感谢！感谢生命种有你们。我的舍友们，是你们陪伴我走过大学四年的时光，陪我走过人生中最辉煌的时刻，同时也是我最青春年华的时候。因为某些事情意见不合，我们也曾争吵过，但说过闹过之后我们还是最亲密的。但同时，你们也是教会我做事最多的人，我们一块学习，一块生活，一块玩耍，一块旅游，在这些经历中，我们逐步成为最亲密的朋友关系。也许，以后我们会生活在天南海北，但是，我们的心是在一起的。对于我来说，你们不是我人生岁月中的过客，而是亲人。我的老师们，是您教会我如何在大学这