江淮帅铃汽车驱动桥设计【8张图/17500字】【优秀机械毕业设计论文】

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A0-驱动桥.dwg

A1-从动齿轮.dwg

A1-半轴.dwg

A2-主动锥齿轮.dwg

A2-十字轴.dwg

A2-半轴齿轮.dwg

A2-差速器左壳.dwg

A2-行星齿轮.dwg

设计说明书

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关键词：: 江淮汽车驱动设计优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份。42页。17500字左右。
任务书一份。
开题报告一份。
计划周记进度检查表一份。

图纸共8张，如下所示
A0-驱动桥.dwg
A1-从动齿轮.dwg
A1-半轴.dwg
A2-主动锥齿轮.dwg
A2-十字轴.dwg
A2-半轴齿轮.dwg
A2-差速器左壳.dwg
A2-行星齿轮.dwg

摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．I
ABSTRACT．．．．．．．．．．．．．．．．．II
第1章绪论．．．．．．．．．．．．．．．1
1.1 本课题的目的和意义．．．．．．．．．．．．1
1.2 驱动桥的分类．．．．．．．．．．．．．1
1.2.1 非断开式驱动桥．．．．．．．．．．．．2
1.2.2 断开式驱动桥．．．．．．．．．．．．2
1.2.3多桥驱动的布置．．．．．．．．．．．．3
1.3 主要内容．．．．．．．．．．．．．．．．．3
第2章驱动桥结构方案分析．．．．．．．．．．．5
2.1 主减速器的类型．．．．．．．．．．．．．5
2.2 设计驱动桥的基本要求．．．．．．．．．．．5
2.3非断开式驱动桥．．．．．．．．．．．．．6
2.4 断开式驱动桥．．．．．．．．．．．．．．．7
2.5本章小结．．．．．．．．．．．．．7
第3章主减速器设计．．．．．．．．．．．．．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 主减速器的减速形式．．．．．．．．．．8
3.1.3 主减速器主，从动锥齿轮的支撑形式．．．．．．．8
3.2 主减速比的计算．．．．．．．．9
3.2.1 主减速器计算载荷的确定．．．．．．．．．．9
3.2.2 主减速器基本参数的选择．．．．．．．．．10
3.2.3主减速器圆弧锥齿轮几何尺寸计算．．．．．．．12
3.2.4 主减速器圆弧锥齿轮的强度计算．．．．．．．．14
3.2.5 主减速器轴承的计算．．．．．．．．．．17
3.3 本章小结．．．．．．．．．．．．．．．．22
第4章差速器设计．．．．．．．．．．．．．23
4.1 对称式圆锥行星齿轮差速器的结构．．．．．．．23
4.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计．．．．．．．．23
4.2. 1差速器齿轮的基本参数选择．．．.．．．．．．24
4.2.2 差速器齿轮的几何计算．．．．．．．．．．26
4.2.3 差速器齿轮的强度计算．．．．．．．．．．28
4.3本章小结．．．．．．．．．．．．．．．．29
第5章驱动半轴的设计．．．．．．．．．．．．30
5.1 全浮式半轴计算载荷的确定．．．．．．．．．．31
5.2 全浮式半轴的杆部直径的初选．．．．．．．．．．31
5.3 全浮式半轴的强度计算．．．．．．．．．．．32
5.4半轴花键的强度计算．．．．．．．．．．．32
5.5 本章小结．．．．．．．．．．．．．．．．33
第6章驱动桥壳的设计．．．．．．．．．．．．34
6.1 铸造整体式桥壳的结构．．．．．．．．．．．34
6.2 桥壳的受力分析与强度计算．．．．．．．．．．35
6.2.1 在不平路面冲击载荷作用下桥壳强度计算．．．．．．36
6.2.2 汽车以最大牵引力行驶时的桥壳强度计算．．．．．．36
6.2.3 汽车紧急制动时的桥壳强度计算．．．．．．．．38
6.3 本章小结．．．．．．．．．．．．．．．．40
结论．．．．．．．．．．．．．．．．．41
致谢．．．．．．．．．．．．．．．．42
参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．43
附录．．．．．．．．．．．．．．．．．44
附录A．．．．．．．．．．．．．．．．．．44
附录B．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

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，而对于各种汽车显得尤为重要。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。
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，并将动力合理的分配给左、右车轮，另外还承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力。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。汽车驱动桥是汽车的重大总成，承载着汽车的满载簧荷重及地面经车轮、车架及承载式车身经悬架给予的铅垂力、纵向力、横向力及其力矩，以及冲击载荷；驱动桥还传递着传动系中的最大转矩，桥壳还承受着反作用力矩。汽车驱动桥结构型式和设计参数除对汽车的可靠性与耐久性有重要影响外，还对汽车的行驶性能如动力性、经济性、平顺性、通过性、机动性和操作稳定性等有直接影响。
本设计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。本设计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。本设计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，希望这能作为一个课题继续研究下去。

关键字：驱动桥；驱动桥；单级减速器；锥齿轮；半轴

ABSTRACT

Drive axle is the one of automobile four important assemblies. It` performance directly influence on the entire automobile，especially for the heavy truck .Because using the big power engine with the big driving torque satisfied the need of high speed，heavy-loaded， high efficiency， high benefit today`heavy truck， single reduction final drive axle is.
Driving axle in power transmission, the basic function of the end of the drive shaft or transmission increases is by the torque,and from the power of the reasonable assigned to the right and left the drive wheels, also take effect on the pavement and frame or bo dy between the vertical and lateral and longitudinal strength and power. Generally by the reducer drive,differential and wheel transmission device and driving axle shell etc.car driving axle is the major car assembly, carrying a full load and reed car wheels.frame, and the ground monocoque body the suspension of the lead to vertical force, longitudinal force, transverse force and torque,and impact load; Driving axle also passed the transmission of the maximum torque, bridge is under adverse effect moment shell.car driving axle structure and design parameters in addition to the rellability of the parameters in addition to the reliablilty of the automobile and durability has a significant effect on the outside , also for the automobile driving performance such as power, economy smooth, through the sex,mobility and exercise has a direct impact on the dynamic stability, ect
This design following the traditional designing method of the drive axle. First ，make up the main parts`structure and the key designing parameters; thus reference to the similar driving axle structure ， decide the entire designing project ; fanially check the strength of the axle drive bevel pinion ，bevel gear wheel ， the differentional planetary pinion， differential side gear ， full-floating axle shaft and the banjo axle housing ， and the life expection of carrier bearing . The designing take the spiral bevel gear for the tradional hypoid gear ，as the gear type of heavy truck`s final drive，with the expection of the question being discussed， further .
Key words: Drive Axle; Rrducer; Differential; Automotive Design; Half Shaft

题目名称江淮帅铃汽车驱动桥设计
一、设计（论文）目的、意义

汽车驱动桥是汽车的重要大总成，承载着汽车的满载簧上荷重及地面经车轮、车架或承载式车身经悬架给予的铅垂力、纵向力、横向力及其力矩，以及冲击载荷；驱动桥还传递着传动系中的最大转矩，桥壳还承受着反作用力矩。汽车驱动桥的结构型式和设计参数除对汽车的可靠性与耐久性有重要影响外，也对汽车行驶性能如动力性、经济性、平顺性、通过性、机动性和操作稳定性有直接影响。因此，驱动桥的结构型式选择、设计参数选取及设计计算对汽车的整车设计极其重要。通过驱动桥设计熟悉汽车总成和零部件的设计。
通过设计掌握汽车驱动桥结构设计原则和方法。培养正确的研究方法、理论联系实际的工作作风、严肃求实的学习态度。
课题综合运用了机械设计、工程材料、汽车设计、汽车构造、CAD绘图等知识。
二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）
1、设计的主要内容
（1）驱动桥和主减速器、差速器、半轴、驱动桥桥壳的结构形式选择
（2）主减速器的基本参数选择与设计计算
（3）差速器的设计与计算
（4）半轴的设计与计算
（5）驱动桥桥壳的受力分析及强度计算
（6）用CAD画装配图、零件图。
2、技术要求（研究方法）
（1）通过文献资料收集，熟悉汽车驱动桥设计和CAD的有关理论知识，国内外驱动桥设计方法和汽车计算机辅助设计的发展状况。
（2）实地到汽车厂等部门实习调查，了解汽车驱动桥设计方法。
（3）编写课题研究大纲和开题报告。
（4）确定各项参数，计算确定各总成参数和尺寸，完成有关CAD图纸。
（5）按进度要求独立完成毕业设计，服从指导教师安排；完成的毕业设计格式规范；方案选择合理，具有可行性、经济性、适用性，设计思路清晰，符合实际，图纸正确符合制图标准,内容完整。设计和汽车计算机辅助设计的发展状况。
三、设计（论文）完成后应提交的成果

0号图纸1张，零件图5张；总图量3A0
设计说明书1.5万字以上。
四、设计（论文）进度安排
（1）调研、资料收集，完成开题报告第4周（3月20日~3月24日）
（2）参数选择方案确定，列文稿大纲第4周（3月20日~3月24日）
（3）设计计算第5、6周（3月28日~4月11日）
（4）完成设计说明书，完成图纸绘制第7、13周（4月21日~5月29日）
（5）交稿，预答辩第14周（5月30日~6月5日）
（6）毕业设计（论文）审核、修改第15、16周（6月9日~6月22日）
（7）毕业设计（论文）答辩准备及答辩第17周（6月23日~6月29日）
五、主要参考资料
[1]臧杰，阎岩．汽车构造．北京：机械工业出版社，2005
[2]刘惟信.汽车设计.北京:清华大学出版社,2001
[3]王望予.汽车设计.第3版.北京:机械工业出版社,2000
[4]《汽车工程手册》编辑委员会.汽车工程手册.设计篇.北京:人民交通出版社,2001
[5]《汽车工程手册》编辑委员会.汽车工程手册.制造篇.北京:人民交通出版社,2001
[6]余志生.汽车理论.第3 版.北京:机械工业出版社,2000
[7]张洪欣.汽车底盘设计.北京:机械工业出版社,1998
[8]陈宏钧.实用机械加工工艺手册.北京:机械工业出版社,2003
[9]龚溎义.机械设计课程设计图册.北京:高等教育出版社,1989
[10]成大先．机械设计手册之第一篇常用设计资料、第二篇机械制图.极限与配合、第三篇常用工程材料、第四篇联接与紧固、第六篇轴承、第十篇润滑与密封．化学工业出版社，2004，1

江淮帅铃汽车驱动桥设计[汽车]

内容简介：: 黑龙江工程学院本科生毕业设计 I 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，而对于各种汽车显得尤为重要。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。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，并将动力合理的分配给左、右车轮，另外还承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力。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。汽车驱动桥是汽车的重大总成，承载着汽车的满载簧荷重及地面经车轮、车架及承载式车身经悬架给予的铅垂力、纵向力、横向力及其力矩，以及冲击载荷；驱动桥还传递着传动系中的最大转矩，桥壳还承受着反作用力矩。汽车驱动桥结构型式和设计参数除对汽车的可靠性与耐久性有重要影响外，还对汽车的行驶性能如动力性、经济性、平顺性、通过性、机动性和操作稳定性等有直接影响。本设计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。本设计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。本设计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，希望这能作为一个课题继续研究下去。关键字：驱动桥；驱动桥；单级减速器；锥齿轮；半轴黑龙江工程学院本科生毕业设计 is of on of in of of or is by of to on or dy by is a of to of is in to of in to of a on as a on of up to of of as of s of 黑龙江工程学院本科生毕业设计 1 第 1 章绪论课题的目的和意义本课题是对江淮帅铃货车驱动桥的结构设计。通过此次毕业设计，训练学生的实际工作能力。掌握汽车零部件设计与生产技术是开发我国自主品牌汽车产品的重要基础，汽车驱动桥时传动系统的重要部件。设计汽车驱动桥，需要综合考虑多方面的因素。设计时需要综合运用所学的知识，熟悉实际设计过程，提高设计能力。驱动桥的设计，由驱动桥的结构组成、功用、工作特点及设计要求讲起，详细地分析了驱动桥总成的结构形式及布置方法；全面介绍了驱动桥车轮的传动装置和桥壳的各种结构形式与设计计算方法。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，所以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。汽车驱动桥是汽车的重大总成，承载着汽车的满载簧荷重及地面经车轮、车架及承载式车身经悬架给予的铅垂力、纵向力、横向力及其力矩，以及冲击载荷；驱动桥还传递着传动系中的最大转矩，桥壳还承受着反作用力矩。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，装载质量在四吨以上的载货汽车的发动机，最大功率在 99大转矩也在 350N 百公里油耗是一般都在 30 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。驱动桥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。所黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 以设计新型的驱动桥成为新的课题。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作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。动桥的分类断开式驱动桥普通非断开式驱动桥，由于结构简单、造价低廉、工作可靠，广泛用在各种家庭乘用车、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家庭乘用车上，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。开式驱动桥断开式驱动桥区别于非断开式驱动桥的明显特点在于前者没有一个连接左右驱动车轮的刚性整体外壳或梁。断开式驱动桥的桥壳是分段的，并且彼此之间可以做相对运动，所以这种桥称为断开式的。另外，它又总是与独立悬挂相匹配，故又称为独立悬挂驱动桥。这种桥的中段，主减速器及差速器等是悬置在车架横粱或车厢底板上，或与脊梁式车架相联。主减速器、差速器与传动轴及一部分驱动车轮传动装置的质量黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 均为簧上质量。两侧的驱动车轮由于采用独立悬挂则可以彼此致立地相对于车架或车厢作上下摆动，相应地就要求驱动车轮的传动装置及其外壳或套管作相应摆动。汽车悬挂总成的类型及其弹性元件与减振装置的工作特性是决定汽车行驶平顺性的主要因素，而汽车簧下部分质量的大小，对其平顺性也有显著的影响。断开式驱动桥的簧下质量较小，又与独立悬挂相配合，致使驱动车轮与地面的接触情况及对各种地形的适应性比较好，由此可大大地减小汽车在不平路面上行驶时的振动和车厢倾斜，提高汽车的行驶平顺性和平均行驶速度，减小车轮和车桥上的动载荷及零件的损坏，提高其可靠性及使用寿命。但是，由于断开式驱动桥及与其相配的独立悬挂的结构复杂，故这种结构主要见于对行驶平顺性要求较高的一部分轿车及一些越野汽车上，且后者多属于轻型以下的越野汽车或多桥驱动的重型越野汽车。桥驱动的布置为了提高装载量和通过性，有些重型汽车及全部中型以上的越野汽车都是采用多桥驱动，常采用的有 4 4、 6 6、 8 8等驱动型式。在多桥驱动的情况下，动力经分动器传给各驱动桥的方式有两种。相应这两种动力传递方式，多桥驱动汽车各驱动桥的布置型式分为非贯通式与贯通式。前者为了把动力经分动器传给各驱动桥，需分别由分动器经各驱动桥自己专用的传动轴传递动力，这样不仅使传动轴的数量增多，且造成各驱动桥的零件特别是桥壳、半轴等主要零件不能通用。而对 8 8汽车来说，这种非贯通式驱动桥就更不适宜，也难于布置了。为了解决上述问题，现代多桥驱动汽车都是采用贯通式驱动桥的布置型式。在贯通式驱动桥的布置中，各桥的传动轴布置在同一纵向铅垂平面内，并且各驱动桥不是分别用自己的传动轴与分动器直接联接，而是位于分动器前面的或后面的各相邻两桥的传动轴，是串联布置的。汽车前后两端的驱动桥的动力，是经分动器并贯通中间桥而传递的。其优点是，不仅减少了传动轴的数量，而且提高了各驱动桥零件的相互通用性，并且简化了结构、减小了体积和质量。这对于汽车的设计 (如汽车的变型 )、制造和维修，都带来方便。要内容（ 1）驱动桥和主减速器、差速器、半轴、驱动桥桥壳的结构形式选择（ 2）主减速器的基本参数选择与设计计算（ 3）差速器的设计与计算黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 （ 4）半轴的设计与计算（ 5）驱动桥桥壳的受力分析及强度计算（ 6）用件图。第 2 章驱动桥结构方案分析减速器的类型由于要求设计的是江淮帅铃的驱动桥，要设计这样一个级别的驱动桥，一般选用非断开式结构以与非独立悬架相适应，该种形式的驱动桥的桥壳是一根支撑在左右驱动车轮的刚性空心梁，一般是铸造或钢板冲压而成，主减速器，差速器和半轴等所有传动件都装在其中，此时驱动桥，驱动车轮都属于簧下质量。驱动桥的结构形式有多种，基本形式有三种如下： (1)中央单级减速驱动桥。此是驱动桥结构中最为简单的一种，是驱动桥的基本形式，在载重汽车中占主导地位。一般在主传动比小于 6 的情况下，应尽量采用中央单级减速驱动桥。目前的中央单级减速器趋于采用双曲线螺旋伞齿轮，主动小齿轮采用骑马式支承，有差速锁装置供选用。 (2)中央双级驱动桥。由于中央双级减速桥均是在中央单级桥的速比超出一定数值或牵引总质量较大时，作为系列产品而派生出来的一种型号，它们很难变型为前驱动桥，使用受到一定限制；因此，综合来说，双级减速桥一般均不作为一种基本型驱动桥来发展，而是作为某一特殊考虑而派生出来的驱动桥存在。 (3)中央单级、轮边减速驱动桥。轮边减速驱动桥较为广泛地用于油田、建筑工地、矿山等非公路车与军用车上。当前轮边减速桥可分为 2 类：一类为圆锥行星齿轮式轮边减速桥；另一类为圆柱行星齿轮式轮边减速驱动桥。综上所述，设计的驱动桥的传动比小于 6。况且由于随着我国公路条件的改善和物流业对车辆性能要求的变化，重型汽车驱动桥技术已呈现出向单级化发展的趋势。单级桥产品的优势为单级桥的发展拓展了广阔的前景。从产品设计的角度看，重型车产品在主减速比小于 6 的情况下，应尽量选用单级减速驱动桥。计驱动桥的基本要求 (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。黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 (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。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较复杂，但可以大大提高汽车在不平路面上的行驶平顺性。断开式驱动桥普通非断开式驱动桥，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，即桥壳是一根支撑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形式。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，可该用双级别结构，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得大型公共汽车、多桥驱动汽车和超重型载货汽车上，有时采用涡轮式主减速器，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。黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 开式驱动桥断开式驱动桥区别于非断开式驱动桥的明显特点在于前者没有一个连接左右驱动车轮的刚性整体外壳或梁。断开式驱动桥的桥壳是分段的，并且彼此之间可以做相对运动，所以这种桥成为断开式的。另外，它又总是与独立悬挂相匹配，故又称为独立悬挂驱动桥。这种桥的中段，主减速器及差速器等是悬置在车架横梁或车厢地板上，或与脊梁式车架相联。主减速器、差速器与传动轴及一部分驱动车轮传动装置的质量均为簧上质量。两侧的驱动车轮由于采用独立悬挂则可以彼此致立地相对于车架或车厢作上下摆动，相应地就要求驱动车轮的传动装置及其外壳或套管作相应摆动。汽车悬挂总成的类型及其弹性元件与减振装置的工作特性是决定汽车行驶平顺性的主要因素，而汽车簧下部分质量的大小，对其平顺性也有显著的影响。断开式驱动桥的簧下质量较小，又与独立悬挂相配合，致使驱动车轮与地面的接触情况及对各种地形的适应性比较好，由此可大大地减小汽车在不平路面上行驶时的振动和车厢倾斜，提高汽车的行驶平顺性和平均行驶速度，减小车轮和车桥上的动载荷及零件的损坏，提高其可靠性及使用寿命。但是，由于断开式驱动桥及与其相配的独立悬挂的结构复杂，故这种结构主要见于对行驶平顺性要求较高的一部分轿车及一些越野车上，且后者多属于轻型一下的越野汽车或多桥驱动的重型越野汽车。由于非断开式驱动桥结构简单、造价低廉、工作可靠，查阅资料，参照国内相关货车的设计，最后本课题选用非断开式驱动桥。章小结本章主要针对给定的汽车进行分析和布置方案的确定以及主减速器的结构的确定，为下面的设计过程做铺垫。黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 第 3 章主减速器设计主减速器的结构形式主减速器的结构形式主要是根据其齿轮的类型，主动齿轮和从动齿轮的安置方法以及减速形式的不同而异。主减速器的齿轮类型主减速器的齿轮有弧齿锥齿轮，双曲面齿轮，圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式。在此选用弧齿锥齿轮传动，其特点是主、从动齿轮的轴线垂直交于一点。由于轮齿端面重叠的影响，至少有两个以上的轮齿同时啮合，因此可以承受较大的负荷，加之其轮齿不是在齿的全长上同时啮合，而是逐渐有齿的一端连续而平稳的地转向另一端，所以工作平稳，噪声和振动小。主减速器的减速形式由上段分析设定采用 i 6小传动比，采用单级主减速器，单级减速驱动桥产品的优势：单级减速驱动车桥是驱动桥中结构最简单的一种，制造工艺较简单，成本较低，是驱动桥的基本型，在重型汽车上占有重要地位；主减速器主，从动锥齿轮的支承形式作为一个 4 吨级的驱动桥，传动的转矩很大，所以主动锥齿轮采用骑马式支承。装于轮齿大端一侧轴颈上的轴承，多采用两个可以预紧以增加支承刚度的圆锥滚子轴承，其中位于驱动桥前部的通常称为主动锥齿轮前轴承，其后部紧靠齿轮背面的那个齿轮称为主动锥齿轮后轴承；当采用骑马式支承时，装于齿轮小端一侧轴颈上的轴承称为导向轴承。导向轴承都采用圆柱滚子式，并且内外圈可以分离（有时不带内圈），黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 以利于拆装。主减速比的计算主减速比对主减速器的结构形式、轮廓尺寸、质量大小以及当变速器处于最高档位时汽车的动力性和燃料经济性都有直接影响。0利用在不同的下的功率平衡图来计算对汽车动力性的影响。通过优化设计，对发动机与传动系参数作最佳匹配的方法来选择0是汽车获得最佳的动力性和燃料经济性。为了得到足够的功率而使最高车速稍有下降，一般选得比最小值大 10% 25%，即按下式选择： 0i= 式中： r 车轮的滚动半径 r =m）大功率时的发动机转速 3000r/ 车的最高车速 85km/h；速器最高挡传动比 1；分动器传动比主减速器计算载荷的确定 ce m a x （式中：传动系的最低挡传动比，在此取发动机的输出的最大转矩 350 ；黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 T 传动系上传动部分的传动效率，在此取 n 该汽车的驱动桥数目在此取 1；以上各参数可求 1 =13612.7 （ /2（式中： 2G 汽车满载时一个驱动桥给水平地面的最大负荷，取 40000N 轮胎对地面的附着系数，对于安装一般轮胎的公路用车，取 = r 车轮的滚动半径，轮胎型号为动半径为，分别为所计算的主减速器从动锥齿轮到驱动车轮之间的传动效率和传动比，取以 /2 = 2 0 0 0 =19908.9 驶平均转矩确定从动锥齿轮的计算转矩对于公路车辆来说，使用条件较非公路车辆稳定，其正常持续的转矩根据所谓的平均牵引力的值来确定： )( （式中：汽车满载时的总重量，此取 802000N；所牵引的挂车满载时总重量， 0N，但仅用于牵引车的计算；道路滚动阻力系数，对于载货汽车可取此取 f 汽车正常行驶时的平均爬坡能力系数，对于载货汽车可取汽车的性能系数，取 0；黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 ， n 见式（（的说明。所以 )( = 2 0 0 0 =41326.2 式（式（参考汽车车桥设计 1式（式（主减速器基本参数的选择动锥齿轮齿数 1z 和 2z 选择主、从动锥齿轮齿数时应考虑如下因素：（ 1）为了磨合均匀， 1z ， 2z 之间应避免有公约数。（ 2）为了得到理想的齿面重合度和高的轮齿弯曲强度，主、从动齿轮齿数和应不小于 40。（ 3）为了啮合平稳，噪声小和具有高的疲劳强度对于商用车 1z 一般不小于 6。（ 4）主传动比01z 尽量取得小一些，以便得到满意的离地间隙。（ 5）对于不同的主传动比， 1z 和 2z 应有适宜的搭配。根据以上要求参考汽车车桥设计 1中表 3 3z =9 2z =40 D 和端面模数大尺寸 2D 会影响驱动桥壳的离地间隙，减小 2D 又会影响跨置式主动齿轮的前支承座的安装空间和差速器的安装。 2D 可根据经验公式初选，即 32 2 （ 2 直径系数，一般取 c 从动锥齿轮的计算转矩，，为的较小者，所以在此取13612.7 2D =（ 3 （ 382）黑龙江工程学院本科生毕业设计 11 初选 2D =370 则2D /2z =370/40=有参考机械设计手册 2表，则 2D =360根据3 K 来校核 9选取的是否合适，其中（此处， 3 （，因此满足校核。动锥齿轮齿面宽 1b 和 2b 对于从动锥齿轮齿面宽 2b ，推荐不大于节锥 2A 的 22 b ，而且 2b 应满足02 ，对于汽车主减速器圆弧齿轮推荐采用： 22 b =428= 在此取 60一般习惯使锥齿轮的小齿轮齿面宽比大齿轮稍大，使其在大齿轮齿面两端都超出一些，通常小齿轮的齿面加大 20%较为合适，在此取 1b =80 螺旋角沿齿宽是变化的，轮齿大端的螺旋角最大，轮齿小端螺旋角最小，弧齿锥齿轮副的中点螺旋角是相等的，选时应考虑它对齿面重合度，轮齿强度和轴向力大小的影响，越大，则也越大，同时啮合的齿越多，传动越平稳，噪声越低，而且轮齿的强度越高，应不小于过大，会导致轴向力增大。汽车主减速器弧齿锥齿轮的平均螺旋角为 35 40，而商用车选用较小的值以防止轴向力过大，通常取 35。主、从动锥齿轮的螺旋方向是相反的。螺旋方向与锥齿轮的旋转方向影响其所受的轴向力的方向，当变速器挂前进挡时，应使主动锥齿轮的轴向力离开锥顶方向，这样可使主、从动齿轮有分离的趋势，防止轮齿因卡死而损坏。所以主动锥齿轮选择为左旋，从锥顶看为逆时针运动，这样从动锥齿轮为右旋，从锥顶看为顺时针，驱动汽车前进。加大压力角可以提高齿轮的强度，减少齿轮不产生根切的最小齿数，但对于尺寸小黑龙江工程学院本科生毕业设计 12 的齿轮，大压力角易使齿顶变尖及刀尖宽度过小，并使齿轮的端面重叠系数下降，一般对于“格里森”制主减速器螺旋锥齿轮来说，规定重型载货汽车可选用压力角。主减速器圆弧锥齿轮的几何尺寸计算表主减速器圆弧锥齿轮的几何尺寸计算用表序号项目计算公式计算结果 1 主动齿轮齿数 1z 9 2 从动齿轮齿数 2z 40 3 端面模数 m 9 4 齿面宽 b 1b=80 2b =62 5 工作齿高 2 6 全齿高 a *2 h = 7 法向压力角 =8 轴交角 =90 9 分度圆直径 d =m z 1 2d =380 序号项目计算公式计算结果 10 节锥角 12 =90- 1 1 =2 =11 节锥距 11d =22d 12 周节 t=m t= 13 齿顶高 14 齿根高 * 15 径向间隙 c= c= 黑龙江工程学院本科生毕业设计 13 16 齿根角 0f = 17 面锥角 211 122 1a =2a =18 根锥角 1f = 11 f 2f = 22 f 1f =2f =19 齿顶圆直径 1111 aa 2 221 1 2 20 节锥顶点止齿轮外缘距离 1121 ak 212 22 2 21 理论弧齿厚 21 k2 1s =s =2 齿侧间隙 B=3 螺旋角 =35 主减速器圆弧锥齿轮的强度计算 1 主减速器圆弧齿螺旋锥齿轮的强度计算（ 1）单位齿长上的圆周力在汽车主减速器齿轮的表面耐磨性，常常用其在轮齿上的假定单位压力即单位齿长圆周力来估算，即 2 式中： P 作用在齿轮上的圆周力，按发动机最大转矩两种载荷工况进行计算， N； 2b 从动齿轮的齿面宽，在此取 80 按发动机最大转矩计算时：黑龙江工程学院本科生毕业设计 14 213 （式中：发动机输出的最大转矩，在此取 350 ；变速器的传动比； 1d 主动齿轮节圆直径，在此取 108按上式8021 0 0 3p =730N （（ 2）轮齿的弯曲强度计算汽车主减速器锥齿轮的齿根弯曲应力为 203102 N/ 2 （中： T 该齿轮的计算转矩， N m; 0K 超载系数；在此取 1.0 尺寸系数当时，4 ，在此4 载荷分配系数，当两个齿轮均用骑马式支承型式时，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 b 计算齿轮的齿面宽， z 计算齿轮的齿数； m 端面模数， J 计算弯曲应力的综合系数，它综合考虑了齿形系数。载荷作用点的位置、载荷在齿间的分布、有效齿面宽、应力集中系数及惯性系数等对弯曲应力计算的影响。计算弯曲应力时本应采用轮齿中点圆周力与中点端面模数，今用大端模数，而在综合系数中进行修正。按图 2 大齿轮J 黑龙江工程学院本科生毕业设计 15 按上式231 3 0 5102 173 N/ 2076.9 h= 所以轴承符合使用要求。对于从动齿轮的轴承 C， D 的径向力计算公式见式（式（已知F=25450N， 9662N， 20202N， a=410b=50以，轴承 22 =承 22 6 2 0 22502 5 4 5 0410 1 =承 C，锥滚子轴承 32218，其额定动载荷 34097N （ 3）对于轴承 C，轴向力 A=9662N，径向力 R=且e，在此机械设计 6中表 =Y=以 Q= =9662 =2896 3 h 所以轴承（ 4）对于轴承 D，轴向力 A=0N，径向力 R=且4187 e 由机械设计 6中表 =Y=以 Q= =( 2134 0 =4064.8 h 所以轴承此节计算内容参考了汽车车桥设计 1和汽车设计 3关于主减速器的有关计算。黑龙江工程学院本科生毕业设计 22 章小结本章首先根据所学的汽车理论的知识计算出主减速器的传动比，确定齿轮的参数，介绍了齿轮变为系数的选择原则，并根据各项参数计算齿轮的参数，简单介绍了齿轮材料的选择原则，对齿轮进行了校核。黑龙江工程学院本科生毕业设计 23 第 4 章差速器设计差速器用来在两输出轴间分配转矩，并保证两输出轴有可能以不同的角速度转动。差速器有多种形式，在此设计普通对称式圆锥行星齿轮差速器。对称式圆锥行星齿轮差速器的结构普通的对称式圆锥齿轮差速器由差速器左右壳，两个半轴齿轮，四个行星齿轮，行星齿轮轴，半轴齿轮垫片及行星齿轮垫片等组成。如图 3示。其广泛用于各类车辆上。图 3普通的对称式圆锥行星齿轮差速器 1， 1223， 1445， 136 7891011对称式圆锥行星齿轮差速器的设计由于在差速器壳上装着主减速器从动齿轮，所以在确定主减速器从动齿轮尺寸时，应考虑差速器的安装。差速器的轮廓尺寸也受到主减速器从动齿轮轴承支承座及主动齿轮导向轴承座的限制。黑龙江工程学院本科生毕业设计 24 差速器齿轮的基本参数的选择载货汽车采用 4个行星齿轮。 R 的确定圆锥行星齿轮差速器的结构尺寸，通常取决于行星齿轮的背面的球面半径它就是行星齿轮的安装尺寸，实际上代表了差速器圆锥齿轮的节锥距，因此在一定程度上也表征了差速器的强度。球面半径按如下的经验公式确定： 3 B ( 式中：行星齿轮球面半径系数，可取于有 4个行星齿轮的载货汽车取小值； T 计算转矩，取 T =m. 根据上式 62所以预选其节锥距 62为了获得较大的模数从而使齿轮有较高的强度，应使行星齿轮的齿数尽量少。但一般不少于 10。半轴齿轮的齿数采用 14 25，大多数汽车的半轴齿轮与行星齿轮的齿数比 1z /2z 在范围内。差速器的各个行星齿轮与两个半轴齿轮是同时啮合的，因此，在确定这两种齿轮齿数时，应考虑它们之间的装配关系，在任何圆锥行星齿轮式差速器中，左右两半轴齿轮的齿数和必须能被行星齿轮的数目所整除，以便行星齿轮能均匀地分布于半轴齿轮的轴线周围，否则，差速器将无法安装，即应满足的安装条件为： In L 22（式中：左右半轴齿轮的齿数，对于对称式圆锥齿轮差速器来说， n 行星齿轮数目； I 任意整数。在此 2z =18， 1z =12 满足以上要求。黑龙江工程学院本科生毕业设计 25 首先初步求出行星齿轮与半轴齿轮的节锥角 1 ， 2 211 =1810 1 =90=再按下式初步求出圆锥齿轮的大端端面模数 m m=11 0 20 于强度的要求在此取 m=8 10811 80 22 =8 18=144 目前，汽车差速器的齿轮大都采用压力角，齿高系数为小齿数可减少到 10，并且在小齿轮（行星齿轮）齿顶不变尖的条件下，还可以由切向修正加大半轴齿轮的齿厚，从而使行星齿轮与半轴齿轮趋于等强度。由于这种齿形的最小齿数比压力角为 20的少，故可以用较大的模数以提高轮齿的强度。在此选压力角。及其深度 L 行星齿轮的安装孔的直径与行星齿轮轴的名义尺寸相同，而行星齿轮的安装孔的深度就是行星齿轮在其轴上的支承长度，通常取： c 302 c 030 （式中： 0T 差速器传递的转矩， N m；在此取 m n 行星齿轮的数目；在此为 4 l 行星齿轮支承面中点至锥顶的距离， l ， d2 为半轴齿轮齿面宽中点处的直径，而 d2 d ；黑龙江工程学院本科生毕业设计 26 c 支承面的许用挤压应力，在此取 69 据上式 d =144l =144=72 25L 28 差速器齿轮的几何计算表车差速器直齿锥齿轮的几何尺寸计算用表序号项目计算公式计算结果 1 行星齿轮齿数 1z 10，应尽量取最小值 1z =12 2 半轴齿轮齿数 2z =14 25，且需满足式（ 4 2z =18 3 模数 m m =5 齿面宽 b=(0 ;b10m 15表序号项目计算公式计算结果 5 工作齿高 16 全齿高压力角 8 轴交角 =90 9 分度圆直径 11 ； 22 801d 1442 d 10 节锥角 211 ， 12 90 1 = 11 节锥距 22110 0A =2 周节 t =t =龙江工程学院本科生毕业设计 27 13 齿顶高 21 ; a 14 齿根高 1 1 1 2115 径向间隙 c =h - c =6 齿根角 1 =01022 1 = 2 =17 面锥角 211 o ； 122 o 1o =o =18 根锥角 111 R ； 222 R 1R =R =19 外圆直径 1111 ao ；22202 co d d 0 节圆顶点至齿轮外缘距离 11201 22102 表序号项目计算公式计算结果 21 理论弧齿厚 21 ta 212 1s =s =2 齿侧间隙 B = =3 弦齿厚 26 213 1S =S =4 弦齿高 1h =h = 差速器齿轮的强度计算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，或一侧车轮打滑而黑龙江工程学院本科生毕业设计 28 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 w 为 w = ( 式中： T 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 T 为 m； n 差速器的行星齿轮数； 2z 半轴齿轮齿数； 0K 、见式（的说明； J 计算汽车差速器齿轮弯曲应力用的综合系数，由图 = 弯曲计算用综合系数根据上式 w = =以，差速器齿轮满足弯曲强度要求。此节内容图表参考了汽车车桥设计 1中差速器设计一节。章小结本章主要针对差速器进行了设计和校核，确定其结构、尺寸。对差速器中的齿轮进行了计算和校核。黑龙江工程学院本科生毕业设计 29 第 5 章驱动半轴的设计驱动车轮的传动装置位于汽车传动系的末端，其功用是将转矩由差速器的半轴齿轮传给驱动车轮。在一般的非断开式驱动桥上，驱动车轮的传动装置就是半轴，半轴将差速器的半轴齿轮与车轮的轮毂联接起来，半轴的形式主要取决半轴的支承形式：普通非断开式驱动桥的半轴，根据其外端支承的形式或受力状况不同可分为半浮式，3/4浮式和全浮式，在此由于是载重汽车，采用全浮式结构。设计半轴的主要尺寸是其直径，在设计时首先可根据对使用条件和载荷工况相同或相近的同类汽车同形式半轴的分析比较，大致选定从整个驱动桥的布局来看比较合适的半轴半径，然后对它进行强度校核。计算时首先应合理地确定作用在半轴上的载荷，应考虑到以下三种可能的载荷工况：（ 1）纵向力 2X （驱动力或制动力）最大时，其最大值为 2Z ，附着系数在计算时取有侧向力作用；（ 2）侧向力 2Y 最大时，其最大值为 2Z 1 （发生于汽车侧滑时），侧滑时轮胎与地面的侧向附着系数 1 在计算时取有纵向力作用；（ 3）垂向力最大时（发生在汽车以可能的高速通过不平路面时），其值为 dw 2 ，其中车轮对地面的垂直载荷，动载荷系数，这时不考虑纵向力和侧向力的作用。由于车轮承受的纵向力 2X ，侧向力 2Y 值的大小受车轮与地面最大附着力的限制，即有 22222 故纵向力最大时不会有侧向力作用，而侧向力最大时也不会有纵向力作用。全浮式半轴计算载荷的确定全浮式半轴只承受转矩，其计算转矩可有 22 求得，其中根据以下方法计算，并取两者中的较小者。黑龙江工程学院本科生毕业设计 30 若按最大附着力计算，即 2 222（式中：轮胎与地面的附着系数取 m 汽车加速或减速时的质量转移系数，可取根据上式 X=260000 N 若按发动机最大转矩计算，即 m a （式中：差速器的转矩分配系数，对于普通圆锥行星齿轮差速器取发动机最大转矩， N m；汽车传动效率，计算时可取 1或取 i 传动系最低挡传动比； r 轮胎的滚动半径， m。上参数见式（的说明。根据上式 X = 在此 X 22 T = m 全浮式半轴的杆部直径的初选全浮式半轴杆部直径的初选可按下式进行 333 )（根据上式 3 1 4 3 5 9 05.2d =（据强度要求在此 d 取 43 黑龙江工程学院本科生毕业设计 31 全浮式半轴的强度计算首先是验算其扭转应力： 316 （式中： T 半轴的计算转矩， N m； d 半轴杆部的直径，根据上式 =(490 588) 以满足强度要求。半轴花键的强度计算在计算半轴在承受最大转矩时还应该校核其花键的剪切应力和挤压应力。半轴花键的剪切应力s为 410 3 (半轴花键的挤压应力c为 2410 3 （式中：

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