重型货车驱动桥设计【版本2】【9张图/23800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

A1-桥壳.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

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关键词：: 重型货车驱动设计版本优秀优良机械毕业设计论文

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说明书一份。48页。23800字左右。
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图纸共9张，如下所示
A0-驱动桥.dwg
A1-从动齿轮.dwg
A1-半轴.dwg
A1-桥壳.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

本次设计的题目是重型车辆车桥设计。驱动桥一般由主减速器、差速器、半轴及桥壳四部分组成，其基本功用是增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩，将转矩分配给左、右车轮，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；此外，还要承受作用于路面和车架或车厢之间的铅垂力、纵向力和横向力。
本设计首先论述了驱动桥的组成，再分析驱动桥各部分结构型式，确定总体设计方案：采用整体式驱动桥，主减速器的减速型式采用单级减速器，主减速器齿轮采用螺旋锥齿轮，差速器采用普通对称式圆锥行星齿轮差速器，半轴采用全浮式型式，桥壳采用钢板冲压焊接式整体式桥壳。在本次设计中，主要完成了单级减速器、圆锥行星齿轮差速器、全浮式半轴的设计和桥壳的校核及CAD绘图等工作。

关键词：驱动桥；主减速器；差速器；半轴；桥壳；CAD；设计；校核

ABSTRACT

The object of the design is The Design for Driving Axle of truck of Cellon Ⅱ CA1080. Driving Axle is consisted of Final Drive, Differential Mechanism, Half Shaft and Axle Housing. The basic function of Driving Axle is to increase the torque transmitted by Drive Shaft or directly transmitted by Gearbox, then distributes it to left and right wheel, and make these two wheels have the differential function which is required in Automobile Driving Kinematics; besides, the Driving Axle must also stand the lead hangs down strength, the longitudinal force and the transverse force acted on the road surface, the frame or the compartment lead.
The configuration of the Driving Axle is introduced in the theses at first. On the basis of the analysis of the structure ,the developing process and advantages and disadvantages of the former type of Driving Axle, the design adopted the Integral Driving Axle, Single Reduction Gear for Main Decelerator’s deceleration form, Spiral Bevel Gear for Main Decelerator’s gear, Full-floating for Axle and stamp-welded steel sheet of Integral Axle Housing for Axle Housing. In the design, we accomplished the design for Single Reduction Gear, tapered Planetary Gear Differential Mechanism, Full-floating Axle, the checking of Axle Housing and CAD drawing and so on.
.

Key words: Drive axle；Main reducer；Differential；Axle；Bridge shell；CAD；Design；Check

摘要 I
Abstract II
第1章绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 驱动桥研究的目的和意义 1
1.3 驱动桥研究状况与发展趋势 2
1.3.1 发展状况 2
1.3.2 驱动桥发展趋势 2
1.4 主要研究内容 4
第2章驱动桥结构方案拟定 5
2.1 驱动桥的结构和种类 5
2.1.1 汽车车桥的种类 5
2.1.2 驱动桥的种类 5
2.1.3 驱动桥结构组成 5
2.2 设计要求 10
2.2.1 适用车型 10
2.2.2 设计基础数据 10
2.3 本章小结 10
第3章主减速器设计 11
3.1 主减速器的结构形式 11
3.1.1 主减速器的齿轮类型 12
3.1.2 主减速器主、从动锥齿轮的支承形式 12
3.2 主减速器的基本参数选择与设计计算 13
3.2.1 主减速比i0的确定 13
3.2.2 主减速器计算载荷的确定 13
3.2.3 主减速器基本参数的选择 15
3.2.4 主减速器圆弧锥齿轮的几何尺寸计算 17
3.2.5 主减速器圆弧锥齿轮的强度计算 18
3.3 主减速器轴承的载荷计算 22
3.3.1 锥齿轮齿面上的作用力 22
3.3.2 锥齿轮轴承载荷的计算 25
3.3.3 锥齿轮轴承型号的确定 27
3.4 本章小结 28
第4章差速器设计 29
4.1 对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理 29
4.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的结构 30
4.3 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计 30
4.3.1 差速器齿轮的基本参数的选择 31
4.3.2 差速器齿轮的几何计算 33
4.3.3 差速器齿轮的强度计算 34
4.4 本章小结 36
第5章驱动半轴的设计 37
5.1 全浮式半轴计算载荷的确定 38
5.2 全浮式半轴的杆部直径的初选 39
5.3 全浮式半轴的强度计算 39
5.4 半轴花键的选择及强度计算 40
5.4.1 半轴花键的选择 40
5.4.2 半轴花键的强度计算 42
5.5 半轴的结构设计及材料与热处理 43
5.6 本章小结 43
第6章驱动桥壳的设计 44
6.1 驱动桥设计概述 44
6.2 桥壳的受力分析及强度计算 44
6.2.1 汽车以最大牵引力行驶时的桥壳强度计算 44
6.2.2 汽车侧向力最大时的桥壳强度计算 45
6.2.3 汽车在不平路面冲击载荷作用下桥壳的强度计算 46
6.3 本章小结 46
结论 47
参考文献 48
致谢 49
附录A 50
附录B 54

重型货车驱动桥设计【版本2】[汽车]

内容简介：: 附录 A of he is in by or or by so on is 1). to be to 2). be 3). do is 4). of 5). to be be as as in 6). 7). is is is he 1)he is is by , is 2). he on be in in to be In to in or or no to of by 1) he is to of a). y a of in b). n is to so of To of of is of a of 2. a of in a of is 2)to in or in of in is in or to of or a by or 3). to to to of a). of to of in a a to no to of in of is b). se of a on of is is of so c). 3/4 of of of on 20 4). a). of be b). by is to 附录 B 驱动桥的构造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、右驱动轮，另外还承受作用于路面和车架或车身之间的垂直立、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。驱动桥的设计：驱动桥设计应当满足如下基本要求：选择的主减速比应能保证汽车具有最佳的动力性和燃料经济性。（ 2）外形尺寸要小，保证有必要的离地间隙。（ 3）齿轮及其他传动件工作平稳，噪声小。（ 4）在各种转速和载荷下具有高的传动效率。（ 5）在保证足够的强度、刚度条件下，应力求质量小，尤其是簧下质量应尽量小，以改善汽车平顺性。（ 6）与悬架导向机构运动协调，对于转向驱动桥，还应与转向机构运动相协调。（ 7）结构简单，加工工艺性好，制造容易，拆装、调整方便。驱动桥的分类驱动桥分非断开式与断开式两大类。 1、非断开式驱动桥非断开式驱动桥也称为整体式驱动桥，其半轴套管与主减速器壳均与轴壳刚性地相连一个整体梁，因而两侧的半轴和驱动轮相关地摆动，通过弹性元件与车架相连。它由驱动桥壳 1，主减速器，差速器和半轴组成。 2、断开式驱动桥驱动桥采用独立悬架，即主减速器壳固定在车架上，两侧的半轴和驱动轮能在横向平面相对于车体有相对运动的则称为断开式驱动桥。为了与独立悬架相配合，将主减速器壳固定在车架（或车身）上，驱动桥壳分段并通过铰链连接，或除主减速器壳外不再有驱动桥壳的其它部分。为了适应驱动轮独立上下跳动的需要，差速器与车轮之间的半轴各段之间用万向节连接。驱动桥的组成驱动桥主要由主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳等组成。 1、主减速器主减速器一般用来改变传动方向，降低转速，增大扭矩，保证汽车有足够的驱动力和适当的速皮。主减速器类型较多，有单级、双级、双速、轮边减速器等。（ 1）单级主减速器由一对减速齿轮实现减速的装置，称为单级减速器。其结构简单，重量轻，东风等轻、中型载重汽车上应用广泛。（ 2）双级主减速器对一些载重较大的载重汽车，要求较大的减速比，用单级主减速器传动，则从动齿轮的直径就必须增大，会影响驱动桥的离地间隙，所以采用两次减速。通常称为双级减速器。双级减速器有两组减速齿轮，实现两次减速增扭。为提高锥形齿轮副的啮合平稳性和强度，第一级减速齿轮副是螺旋锥齿轮。二级齿轮副是斜齿因拄齿轮。主动圆锥齿轮旋转，带动从动圆银齿轮旋转，从而完成一级减速。第二级减速的主动圆柱齿轮与从动圆锥齿轮同轴而一起旋转，并带动从动圆柱齿轮旋转，进行第二级减速。因从动圆柱齿轮安装于差速器外壳上，所以，当从动圆柱齿轮转动时，通过差速器和半轴即驱动车轮转动。 2、差速器差速器用以连接左右半轴，可使两侧车轮以不同角速度旋转同时传递扭矩。保证车轮的正常滚动。有的多桥驱动的汽车，在分动器内或在贯通式传动的轴间也装有差速器，称为桥间差速器。其作用是在汽车转弯或在不平坦的路面上行驶时，使前后驱动车轮之间产生差速作用。目前国产轿车及其它类汽车基本都采用了对称式锥齿轮普通差速器。对称式锥齿轮差速器由行星齿轮、半轴齿轮、行星齿轮轴（十字轴或一根直销轴）和差速器壳等组成。目前大多数汽车采用行星齿轮式差速器，普通锥齿轮差速器由两个或四个圆锥行星齿轮、行星齿轮轴、两个圆锥半轴齿轮和左右差速器壳等组成。 3、半轴半轴是将差速器传来的扭矩再传给车轮，驱动车轮旋转，推动汽车行驶的实心轴。由于轮毂的安装结构不同，而半轴的受力情况也不同。所以，半轴分为全浮式、半浮式、 3 4 浮式三种型式。（ 1）全浮式半轴一般大、中型汽车均采用全浮式结构。半轴的内端用花键与差速器的半轴齿轮相连接，半轴的外端锻出凸缘，用螺栓和轮毂连接。轮毂通过两个相距较远的圆锥滚子轴承文承在半轴套管上。半轴套管与后桥壳压配成一体，组成驱动桥壳。用这样的支承形式，半轴与桥壳没有直接联系，使半轴只承受驱动扭矩而不承受任何弯矩，这种半轴称为 “ 全浮式 ” 半轴。所谓 “ 浮 ” 意即半轴不受弯曲载荷。全浮式半轴，外端为凸缘盘与轴制成一体。但也有一些载重汽车把凸缘制成单独零件，并借花键套合在半轴外端。因而，半轴的两端都是花键，可以换头使用。（ 2）半浮式半轴半浮式半轴的内端与全浮式的一样，不承受弯扭。其外端通过一个轴承直接支承在半轴外壳的内侧。这种支承方式将使半轴外端承受弯矩。因此，这种半袖除传递扭矩外，还局部地承受弯矩，故称为半浮式半轴。这种结构型式主要用于小客车。图示为红旗牌高级轿车的驱动桥。其半轴内端不受弯矩，而外端却要承受全部弯矩，所以称为半浮式支承。（ 3） 3 4 浮式半轴 3 4 浮式半轴是受弯短的程度介于半浮式和全浮式之间。此式半轴目前应用不多，只在个别小卧车上应用，如华沙汽车。（ 4）桥壳 1）整体式桥壳整体式桥壳因强度和刚度性能好，便于主减速器的安装、调整和维修，而得到广泛应用。整体式桥壳因制造方法不同，可分为整体铸造式、中段铸造压入钢管式和钢板冲压焊接式等。 2）分段式驱动桥壳分段式桥壳一般分为两段，由螺栓 1 将两段连成一体。分段式桥壳比较易于铸造和加工 . 本科学生毕业设计重型货车驱动桥设计院系名称：汽车与交通工程学院专业班级：车辆工程学生姓名：辛响指导教师：姚佳岩职称：副教授黑龙江工程学院二一一年六月 s 011龙江工程学院本科生毕业设计 I 摘要本次设计的题目是重型车辆车桥设计。驱动桥一般由主减速器、差速器、半轴及桥壳四部分组成，其基本功用是增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩，将转矩分配给左、右车轮，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；此外，还要承受作用于路面和车架或车厢之间的铅垂力、纵向力和横向力。本设计首先论述了驱动桥的组成，再分析驱动桥各部分结构型式，确定总体设计方案：采用整体式驱动桥，主减速器的减速型式采用单级减速器，主减速器齿轮采用螺旋锥齿轮，差速器采用普通对称式圆锥行星齿轮差速器，半轴采用全浮式型式，桥壳采用钢板冲压焊接式整体式桥壳。在本次设计中，主要完成了单级减速器、圆锥行星齿轮差速器、全浮式半轴的设计和桥壳的校核及图等工作。关键词：驱动桥；主减速器；差速器；半轴；桥壳；设计；校核黑龙江工程学院本科生毕业设计 he of of is is to or it to is on or of is in at On of of of s s In we AD so . 龙江工程学院本科生毕业设计 I 目录摘要 I 1 章绪论 1 究背景 1 动桥研究的目的和意义 1 动桥研究状况与发展趋势 2 展状况 2 动桥发展趋势 2 要研究内容 4 第 2 章驱动桥结构方案拟定 5 动桥的结构和种类 5 车车桥的种类 5 动桥的种类 5 动桥结构组成 5 计要求 10 用车型错误 !未定义书签。计基础数据错误 !未定义书签。章小结 10 第 3 章主减速器设计 11 减速器的结构形式 11 减速器的齿轮类型 12 减速器主、从动锥齿轮的支承形式 12 减速器的基本参数选择与设计计算 13 减速比 13 减速器计算载荷的确定 13 减速器基本参数的选择 15 黑龙江工程学院本科生毕业设计主减速器圆弧锥齿轮的几何尺寸计算 17 减速器圆弧锥齿轮的强度计算 18 减速器轴承的载荷计算 22 齿轮齿面上的作用力 22 齿轮轴承载荷的计算 25 齿轮轴承型号的确定 27 章小结 28 第 4 章差速器设计 29 称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理 29 称式圆锥行星齿轮差速器的结构 30 称式圆锥行星齿轮差速器的设计 30 速器齿轮的基本参数的选择 31 速器齿轮的几何计算 33 速器齿轮的强度计算 34 章小结 36 第 5 章驱动半轴的设计 37 浮式半轴计算载荷的确定 38 浮式半轴的杆部直径的初选 39 浮式半轴的强度计算 39 轴花键的选择及强度计算 40 轴花键的选择 40 轴花键的强度计算 40 轴的结构设计及材料与热处理 42 章小结 43 第 6 章驱动桥壳的设计 44 动桥设计概述 44 壳的受力分析及强度计算 44 车以最大牵引力行驶时的桥壳强度计算 44 车侧向力最大时的桥壳强度计算 45 车在不平路面冲击载荷作用下桥壳的强度计算 46 章小结 46 黑龙江工程学院本科生毕业设计论 47 参考文献 48 致谢 49 附录 A 错误 !未定义书签。附录 B 错误 !未定义书签。黑龙江工程学院本科生毕业设计 1 第 1 章绪论究背景汽车自上个世纪末诞生以来，已经走过了风风雨雨的一百多年。作为交通运输工具之一，汽车在人们的日常生产及生活中发挥着越来越大的作用，成为了人们生活中不可或缺的一部分。重型载货汽车在汽车生产中占有很大的比重，而驱动桥作为汽车中重要的组成部分，在整车设计中十分重要。良好驱动桥设计可大大提高汽车对各种路面及地面的适应性，提高其通过性及行驶安全性。随着汽车工业的发展及汽车技术的提高，驱动桥的设计，制造工艺都在日益完善。驱动桥也和其他汽车总成一样，除了广泛采用新技术外，在机构设计中日益朝着“零件标准化、部件通用化、产品系列化”的方向发展及生产组织的专业化目标前进。面对着日趋激烈的竞争，提高驱动桥的性能，降低成本，维修方便成了现代驱动桥设计首先考虑的问题。驱动桥是汽车总成中的重要承载件之一 ,其性能直接影响整车的性能和有效使用寿命。驱动桥一般由桥壳、主减速器、差速器和半壳等元件组成 ,转向驱动桥还包括各种等速联轴节 ,结构更复杂。传统设计是以生产经验为基础 ,以运用力学、数学和回归方法形成的公式、图表、手册等为依据进行的。现代设计是传统设计的深入、丰富和发展 ,而非独立于传统设计的全新设计。以计算机技术为核心 ,以设计理论为指导 ,是现代设计的主要特征。利用这种方法指导设计可以减小经验设计的盲目性和随意性 ,提高设计的主动性、科学性和准确性。同样 ,对驱动桥的研究不应仅停留在传统设计方法上 ,而应借助于现代设计方法以精益求精。本文采用现代驱动桥设计方法 ,结合计算机促进其设计过程趋于合理化和科学化。动桥研究的目的和意义我国幅员辽阔，地理和道路条件复杂，在各种路面条件下均可获得良好行驶性能的载货汽车非常适合我国的道路条件。此外，随着我国人民物质生活水平的提高，以及对汽车安全性认识的提高，驱动桥的性能得到了人们的重视。我国的载货汽车和客车保有量很大，而且年需求量也相当大。由于工作环境、运输效率等的因素，这些车型迫切需要设计出性能更加出色的驱动桥，以提高汽车的动力性、通过性及安全性。从我国汽车工业发展情况来看，由于我国汽车工业起步较晚，技术相对落后，虽然有着良好的发展势头，但是与国外汽车相比仍然有很大差距。因此，国内汽车产品黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 的更新换代在多方面要受制于国外，这无疑对我国汽车工业的发展极为不利 2。现在，我国已成为内汽车市场竞争日趋激烈，同时国内汽车业也面临着与国外汽车业同台竞争的压力。只有在价格和性能方面占优势的产品才能在这场竞争中取胜。鉴此，开展驱动桥的设计计算方法、试验方法及其在汽车产品中的应用研究，具有重要的理论意义和实用价值。本课题研究的驱动桥适用于重型载货汽车并可供一般 8 吨以及以上的车型使用，以作为储备技术和扩大产品的配套能力。动桥研究状况与发展趋势展状况我国汽车工业与国外相比，起步较晚，技术相对落后，虽然有着良好的发展势头，但是与国外汽车相比仍然有很大差距。作为汽车的重要配套基础件，驱动桥的更新换代在多方面受制于国外，这对我国汽车工业的发展极为不利。经过数十年的发展，我国的汽车行业无论是生产规模、管理模式、技术创新、机制改革、经营理念等诸多方面，都有了很大的发展，已经连续数年保持强劲地增长势头。作为汽车驱动桥这一关键的基础配套件企业，也紧跟着汽车行业的发展，发生了很大的变化。各大驱动桥企业不断的进行管理创新、技术创新、超前进行技术储备、产品开发，生产规模不断扩大，产品质量不断进步。国外汽车企业起步早、技术成熟，由于较早的使用了计算机技术，使产品设计时间缩短，提高了产品的研发效率， 80年代开始我国逐步开始引进国外先进汽车技术，进行消化吸收，不断创新，对驱动桥作了多次重大的技术改进，完成了数个吨位驱动桥的产品系列，使得设计更加先进、结构更加合理，适应广泛满足了众汽车企业的要求，产量连年攀升。各大汽车驱动桥企业纷纷采用有限元分析，为驱动桥的设计提供了先进的技术平台，使得产品开发快捷，快速满足用户要求，为产品的更新换代提供了良好的基础；厂房的改造、设备的更新、工艺路线的调整为产品的内在质量和规模提供了保证。动桥发展趋势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，汽车驱动桥技术已呈现出向单级化发展的趋势。单级桥与双级桥的主要区别及用途单级桥有主减速器，一级减速。桥包尺寸大，离地间隙小，相对双级桥而言，其通过性较差，主要用于公路运输车辆。双级桥有主减速器减速、轮边减速器减速，形成二级减速。由于是二级减速，主减速器减速速比小，主减速器总成相对较小，桥包相对减小，因此离地间隙加大，通过性好。该系列桥总成主要用于公路运输，以及石油、工矿、林业、野外作业和部队等领域。黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 单级减速驱动桥是驱动桥中结构最简单的一种，制造工艺简单，成本较低，是驱动桥的基本类型，汽车上占有重要地位；由于重型货车汽车发动机向低速大转矩发展的趋势，使得驱动桥的传动比向小速比发展；随着公路状况的改善，特别是高速公路的迅猛发展，重型货车使用条件对汽车通过性的要求降低，重型货车不必像过去一样，采用复杂的结构提高通过性；与带轮边减速器的驱动桥相比，由于产品结构简化，单级减速驱动桥机械传动效率提高，易损件减少，可靠性提高。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，中型车产品在主减速比小于 7的情况下，应尽量选用单级减速驱动桥。近几年重型货车企业的产销数据显示，中卡市场的集中度正在进一步提高。随着缺陷汽车召回制度及欧、欧排放标准的实施，加上原材料涨价等因素，重型货车的研发、制造、销售等环节的成本将有一定幅度的上升，因此，未来几年内，重型货车市场的盈利水平将会越来越低，重型货车市场价格将会全面调整和适度下降。重型货车未来几年盈利水平的降低，在客观上为重型货车企业的重组创造了条件。随着整个中型汽车企业市场的发展变化，作为 4大总成之一的车桥也会随之发生变化，面临市场集中度的问题。与重型货车企业相似，目前国内重型货车车桥生产企业也主要集中在一汽车桥厂、东风襄樊车桥公司、中国重汽桥箱厂、陕西汉德车桥公司、重庆红岩桥厂和安凯车桥厂几家企业。这些企业几乎占到国内重卡车桥 90 以上的市场。随着重型货车产销持续上升，重型货车车桥生产企业纷纷扩大产能并实施技改项目。各重型货车桥厂产能的提升，为重型货车的发展打下了坚实的基础。重型货车热销，各厂家纷纷扩大产能的同时，将加大优势资源的竞争能力。竞争的加剧必然造成巨头的出现。衡量一个成功的桥厂，其 5万根以上的产量是最低基准线。在斯太尔平台桥厂中，中国重汽桥箱厂、陕西汉德车桥有限公司、重庆红岩桥厂、安凯桥厂产能均在 2004万根大关。可以预料在未来两三年内，主要中重型卡车桥企业的二期、三期技改将会全面完成，其中重卡车桥国内布局也将初步完成。高速的中卡呼唤新型中卡车桥，为了适应未来的发展需要，提高运输效率，有关人士呼吁我国中卡企业必须转变传统的公路运输概念，生产出适应快速、长途的高效率、高效益型中卡。我国现有的斯太尔驱动桥产品主要满足中高档中型汽车的需求，属于典型的欧洲中型汽车产品的零部件结构，这决定了存在诸多缺点：传动效率相对较低，油耗高长途运输容易导致汽车轮载发热，散热效果差，为了防止过热发生爆胎，不得不增加喷淋装置使结构相对复杂。导致产品价格高等。随着公路网络的不断完善，特别是高速公路的迅猛发展，上述缺点在公路运输中型汽车中日显突出，据统计，欧美中型汽车采用该结构的车桥产品呈下降趋势，日本采用该结构的产品更少。有关专家预测我国采用斯太尔驱动桥产品的合理比例是占整个重型汽车驱动桥的 25 ，驱动黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 桥的主流产品是单级减速驱动桥产品。未来中卡车桥将由典型的斯太尔双级减速驱动桥向单级桥方向发展。励中卡向多轴化发展。国内众多中卡企业纷纷推出多轴卡车，这使承载轴的需求量大增。承载轴的走俏，为各大桥厂提供了更大的市场空间。专家预测，在未来 10年内，客车的市场需求量仅仅是重型货车的 10左右，市场空间不大，如果考虑轿车进入家庭的影响，今后的大型客车市场将逐步下降；因此，各企业发展战略的重点都放在中重卡车桥上。客车车桥产品可以保留，用以满足客车生产的需要。 2005年及以后的几年内，中型汽车所需桥总成将会形成以下产品格局：公路运输以 10载轴为主，工程、港口等用车以10路运输车辆向大吨位、多轴化、大功率方向发展，使得驱动桥总成也向传动效率高的单级减速方向发展。有关专家预测，未来我国的中重型车桥产品中 75 的驱动桥将是单级驱动桥。要研究内容结合相关参考文献和实际设计要求，在参考以往的研究成果以及国内外发展的现状，确定主要研究内容如下：行驱动桥的结构的选择；速器、半轴、桥壳的选择、计算及校核；成驱动桥装备图及主要零件图。黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 第 2 章驱动桥结构方案拟定动桥的结构和种类车车桥的种类车桥通过悬架与车架（或承载式车身）相连，它的两端安装车轮，其功用是传递车架（或承载式车身）于车轮之间各方向的作用力及其力矩。根据悬架结构的不同，车桥分为整体式和断开式两种。当采用非独立悬架时，车桥中部是刚性的实心或空心梁，这种车桥即为整体式车桥；断开式车桥为活动关节式结构，与独立悬架配用。根据车桥上车轮的作用，车桥又可分为转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥四种类型。其中，转向桥和支持桥都属于从动桥，一般货车多以前桥为转向桥，而后桥或中后两桥为驱动桥。动桥的种类驱动桥作为汽车的重要的组成部分处于传动系的末端，其基本功用是增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩，将转矩分配给左、右驱动车轮，并使左、石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或车厢之间的铅垂力、纵向力和横向力。在一般的汽车结构中、驱动桥包括主减速器（又称主传动器）、差速器、驱动车轮的传动装置及桥壳等部件如图示。对于各种不同类型和用途的汽车，正确地确定上述机件的结构型式并成功地将它们组合成一个整体驱动桥，乃是设计者必须先解决的问题。驱动桥的结构型式与驱动车轮的悬挂型式密切相关。当驱动车轮采用非独立悬挂时，例如在绝大多数的载货汽车和部分小轿车上，都是采用非断开式驱动桥；当驱动车轮采用独立悬挂时，则配以断开式驱动桥。非独立悬架，整体式驱动桥。这种类型的车一般的设计多采用单级减速器，它可以保证足够大的离地间隙同时也可以增大主传动比。动桥结构组成 1、主减速器主减速器的结构形式，主要是根据其齿轮类型、主动齿轮和从动齿轮的安装方法。驱动桥结构如图黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1半轴 2圆锥滚子轴承 3支承螺栓 4主减速器从动锥齿轮 5油封 6主减速器主动锥齿轮 7弹簧座 8垫圈 9轮毂 10调整螺母图动桥（ 1）主减速器齿轮的类型，在现代汽车驱动桥中，主减速器采用得最广泛的是螺旋锥齿轮和双曲面齿轮。螺旋锥齿轮如图示主、从动齿轮轴线交于一点，交角都采用 90 度。螺旋锥齿轮的重合度大，啮合过程是由点到线，因此，螺旋锥齿轮能承受大的载荷，而且工作平稳，即使在高速运转时其噪声和振动也是很小的。双曲面齿轮如图示主、从动齿轮轴线不相交而呈空间交叉。和螺旋锥齿轮相比，双曲面齿轮的优点有：尺寸相同时，双曲面齿轮有更大的传动比。传动比一定时，如果主动齿轮尺寸相同，双曲面齿轮比螺旋锥齿轮有较大轴径，较高的轮齿强度以及较大的主动齿轮轴和轴承刚度。图旋锥齿轮图曲面齿轮当传动比一定，主动齿轮尺寸相同时，双曲面从动齿轮的直径较小，有较大的离地间隙。工作过程中，双曲面齿轮副既存在沿齿高方向的侧向滑动，又有沿齿长方向的黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 纵向滑动，这可以改善齿轮的磨合过程，使其具有更高的运转平稳性。双曲面齿轮传动有如下缺点：长方向的纵向滑动使摩擦损失增加，降低了传动效率。齿面间有大的压力和摩擦功，使齿轮抗啮合能力降低。双曲面主动齿轮具有较大的轴向力，使其轴承负荷增大。双曲面齿轮必须采用可改善油膜强度和防刮伤添加剂的特种润滑油。（ 2）主减速器主动锥齿轮的支承形式及安装方式的选择，现在汽车主减速器主动锥齿轮的支承形式有如下两种：悬臂式悬臂式支承结构如图示，其特点是在锥齿轮大端一侧采用较长的轴径，其上安装两个圆锥滚子轴承。为了减小悬臂长度 a 和增加两端的距离 b，以改善支承刚度，应使两轴承圆锥滚子向外。悬臂式支承结构简单，支承刚度较差，多用于传递转钜较小的轿车、轻型货车的单级主减速器及许多双级主减速器中。图齿轮悬臂式支承骑马式骑马式支承结构如图示，其特点是在锥齿轮的两端均有轴承支承，这样可大大增加支承刚度，又使轴承负荷减小，齿轮啮合条件改善，在需要传递较大转矩情况下，最好采用骑马式支承。图动锥齿轮骑马式支承（ 3）从动锥齿轮的支承方式和安装方式的选择，从动锥齿轮的两端支承多采用圆锥滚子轴承，安装时应使它们的圆锥滚子大端相向朝内，而小端相向朝外。为了防止从动锥齿轮在轴向载荷作用下的偏移，圆锥滚子轴承应用两端的调整螺母调整。主减黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 速器从动锥齿轮采用无辐式结构并用细牙螺钉以精度较高的紧配固定在差速器壳的凸缘上。（ 4）主减速器的轴承预紧及齿轮啮合调整，支承主减速器的圆锥滚子轴承需预紧以消除安装的原始间隙、磨合期间该间隙的增大及增强支承刚度。分析可知，当轴向力于弹簧变形呈线性关系时，预紧使轴向位移减小至原来的 1/2。预紧力虽然可以增大支承刚度，改善齿轮的啮合和轴承工作条件，但当预紧力超过某一理想值时，轴承寿命会急剧下降。主减速器轴承的预紧值可取为以发动机最大转矩时换算所得轴向力的30。主动锥齿轮轴承预紧度的调整采用套筒与垫片，从动锥齿轮轴承预紧度的调整采用调整螺母。（ 5）主减速器的减速形式的选择，主减速器的减速形式分为单级减速（如图双级减速、单级贯通、双级贯通、主减速及轮边减速等。按主减速比的变化可分为单速主减速器和双速主减速器两种。减速形式的选择与汽车的类型及使用条件有关，有时也与制造厂的产品系列及制造条件有关，但它主要取决于由动力性、经济性等整车性能所要求的主减速比动桥的数目及布置形式等。通常单极减速器用于主减速比各种中小型汽车上。 2、差速器根据汽车行驶运动学的要求和实际的车轮、道路以及它们之间的相互联系表明：汽车在行驶过程中左右车轮在同一时间内所滚过的行程往往是有差别的。例如，拐弯时外侧车轮行驶总要比内侧长。即使汽车作直线行驶，也会由于左右车轮在同一时间内所滚过的路面垂向波形的不同，或由于左右车轮轮胎气压、轮胎负荷、胎面磨损程度的不同以及制造误差等因素引起左右车轮外径不同或滚动半径不相等而要求车轮行程不等。在左右车轮行程不等的情况下，如果采用一根整体的驱动车轮轴将动力传给左右车轮，则会由于左右车轮的转速虽然相等而行程却又不同的这一运动学上的矛盾，引起某一驱动车轮产生滑转或滑移。这不仅会是轮胎过早磨、无益地消耗功率和燃料及使驱动车轮轴超载等，还会因为不能按所要求的瞬时中心转向而使操纵性变坏。此外，由于车轮与路面间尤其在转弯时有大的滑转或滑移，易使汽车在转向时失去抗侧滑能力而使稳定性变坏。为了消除由于左右车轮在运动学上的不协调而产生的这些弊病，汽车左右驱动轮间都有差速器，后者保证了汽车驱动桥两侧车轮在行程不等时具有以下不同速度旋转的特性，从而满足了汽车行驶运动学的要求。差速器的结构型式选择，应从所设计汽车的类型及其使用条件出发，以满足该型汽车在给定的使用条件下的使用性能要求。差速器的结构型式有多种，大多数汽车都属于公路运输车辆，对于在公路上和市黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 区行驶的汽车来说，由于路面较好，各驱动车轮与路面的附着系数变化很小，因此几乎都采用了结构简单、工作平稳、制造方便、用于公路汽车也很可靠的普通对称式圆锥行星齿轮差速器，作为安装在左、右驱动车轮间的所谓轮间差速器使用；对于经常行驶在泥泞、松软土路或无路地区的越野汽车来说，为了防止因某一侧驱动车轮滑转而陷车，则可采用防滑差速器。后者又分为强制锁止式和自然锁止式两类。自锁式差速器又有多种结构式的高摩擦式和自由轮式的以及变传动比式的。 3、半轴驱动车轮的传动装置置位于汽车传动系的末端，其功用是将转矩由差速器半轴齿轮传给驱动车轮。在断开式驱动桥和转向驱动桥中，驱动车轮的传动装置包括半轴和万向接传动装置且多采用等速万向节。在一般非断开式驱动桥上，驱动车轮的传动装置就是半轴，这时半轴将差速器半铀齿轮与轮毂连接起来。在装有轮边减速器的驱动桥上，半轴将半轴齿轮与轮边减速器的主动齿轮连接起来。半浮式半轴具有结构简单、质量小、尺寸紧凑、造价低廉等优点。主要用于质量较小，使用条件好，承载负荷也不大的轿车和轻型载货汽车。 3/4 浮式半轴，因其侧向力引起弯矩使轴承有歪斜的趋势，这将急剧降低轴承的寿命，故未得到推广。全浮式半轴广泛应用于各类重型汽车上。 4、桥壳驱动桥桥壳是汽车上的主要零件之一，非断开式驱动桥的桥壳起着支承汽车荷重的作用，并将载荷传给车轮。作用在驱动车轮上的牵引力、制动力、侧向力和垂向力也是经过桥壳传到悬挂及车架或车厢上。因此桥完既是承载件又是传力件，同时它又是主减速器、差速器及驱动车轮传动装置（如半轴）的外壳。在汽车行驶过程中，桥壳承受繁重的载荷，设计时必须考虑在动载荷下桥壳有足够的强度和刚度。为了减小汽车的簧下质量以利于降低动载荷、提高汽车的行驶平顺性，在保证强度和刚度的前提下应力求减小桥壳的质量。桥壳还应结构简单、制造方便以利于降低成本。其结构还应保证主减速器的拆装、调整、维修和保养方便。在选择桥壳的结构型式时，还应考虑汽车的类型、使用要求、制造条件、材料供应等。结构形式分类：可分式、整体式、组合式。按制造工艺不同分类：铸造式强度、刚度较大，但质量大，加工面多，制造工艺复杂，用于中重型货车。钢板焊接冲压式质量小，材料利用率高，制造成本低，适于大量生产，轿车和中小型货车，部分重型货车。黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 计要求表计基础数据章小结本章简要的介绍了驱动桥的种类、组成并由所选车型选择了非断开式驱动桥、单级主减速器、普通对称式圆锥行星齿轮差速器、全浮式半轴、铸造整体式桥壳。另外，本章列出了所选车型基本数据。车型载货汽车整备质量 4330载质量 8015高车速 93km/h 最大爬坡度大于 29% 变速器 1 挡传动比定功率 104高车速时 3000r/）最大转矩 3301200 1400r/）轮胎规格小离地间隙 212龙江工程学院本科生毕业设计 11 第 3 章主减速器设计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。驱动桥中主减速器、差速器设计应满足如下基本要求：所选择的主减速比应能保证汽车既有最佳的动力性和燃料经济性。外型尺寸要小，保证有必要的离地间隙；齿轮其它传动件工作平稳，噪音小。在各种转速和载荷下具有高的传动效率；与悬架导向机构与动协调。在保证足够的强度、刚度条件下，应力求质量小，以改善汽车平顺性。结构简单，加工工艺性好，制造容易，拆装、调整方便。按主减速器的类型分，驱动桥的结构形式有多种，基本形式有三种如下： 1、中央单级减速器此是驱动桥结构中最为简单的一种 (如图 )，是驱动桥的基本形式，在载重汽车中占主导地位。一般在主传动比较小的情况下，应尽量采用中央单级减速驱动桥。图级主减速器图级主减速器 2、中央双级主减速器中央双级减速桥（如图在中央单级桥的速比超出一定数值或牵引总质量较大时使用的。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。黑龙江工程学院本科生毕业设计 12 3、中央单级轮边减速器中央单级主减速器。有以下几点优点： (1)结构最简单，制造工艺简单，成本较低，是驱动桥的基本类型，在重型汽车上占有重要地位； (2) 载重汽车发动机向低速大转矩发展的趋势，使得驱动桥的传动比向小速比发展； (3) 随着公路状况的改善，特别是高速公路的迅猛发展，汽车使用条件对汽车通过性的要求降低； (4) 与带轮边减速器的驱动桥相比，由于产品结构简化，单级减速驱动桥机械传动效率提高，易损件减少，可靠性提高。单级驱动桥产品的优势为单级驱动桥的发展拓展了广阔的前景。从产品设计的角度看，载重车产品在主减速比小于 7 的情况下，应尽量选用单级减速驱动桥。所以此设计采用中央单级减速驱动桥，再配以整体式桥壳。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。由于轮齿端面重迭的影响，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。另外，弧齿锥齿轮与双曲面锥齿轮相比，具有较高的传动效率。减速器主、从动锥齿轮的支承形式主动锥齿轮的支承形式可分为悬臂式支承（如图和跨置式支承（如图两种。查阅资料、文献，经方案论证，采用跨置式支承结构。跨置式支承使支承刚度大为增加，使齿轮在载荷作用下的变形大为减小。图动锥齿轮悬臂式支承图动锥齿轮跨置式从动锥齿轮采用圆锥滚子轴承支承（如图）。为了增加支承刚度，两轴承的圆锥滚子大端应向内，以减小尺寸 c+d。为了使从动锥齿轮背面的差速器壳体处有足够的位置设置加强肋以增强支承稳定性， c+d 应不小于从动锥齿轮大端分度圆直径的黑龙江工程学院本科生毕业设计 13 70%。为了使载荷能均匀分配在两轴承上，应尽量使 c 等于或大于。图动锥齿轮支撑形式减速器的基本参数选择与设计计算减速比确定对于载货汽车来说，为了得到足够的功率储备而使最高车速稍有下降， m a x g h F h L ( 0 . 3 7 7 0 . 4 7 2 )v i i i（式中：r 车轮的滚动半径， r= 变速器最高档传动比。 1； i 分动器或加力器的高档传动比；轮边减速器的传动比。将 000r/93km/h，代入（，最终取减速器计算载荷的确定 1、按发动机最大转矩和最低挡传动比确定从动锥齿轮的计算转矩动锥齿轮计算转矩（式中：计算转矩， N m；发动机最大转矩； 330 N m n 计算驱动桥数， 1；由发动机到所计算的主减速器从动齿轮之间的传动系最低挡传动比；为变速器 1 挡传动比与主减速器传动比的乘积，此处为 T 变速器传动效率，取 T = 黑龙江工程学院本科生毕业设计 14 超载系数，对于一般载货汽车、矿用汽车和越野车以及液力传动的各类汽车取；代入式（有： N m 主动锥齿轮计算转矩 T=N m 2、按驱动轮打滑转矩确定从动锥齿轮的计算转矩 2 （式中：汽车满载时一个驱动桥给水平地面的最大负荷，对于 4 2 的货车满载时后桥承载全车重量的 60% 68%，此处取 64%，则取 0270N; 轮胎对地面的附着系数，对于安装一般轮胎的公路用车，取 =于越野汽车取于安装有专门的防滑宽轮胎的高级轿车，计算时可取车轮的滚动半径，在此选用轮胎型号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，于没有轮边减速器入式（毕业设计（论文）过程管理材料题目重型货车驱动桥设计学生姓名辛响院系名称汽车与交通工程学院专业班级车辆 07 指导教师姚佳岩职称副教授教研室车辆工程起止时间务处制毕业论文指导教师评分表学生姓名辛响院系汽车与交通工程专业、班级车辆 07导教师姓名姚佳岩职称副教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称重型货车驱动桥设计序号评价项目满分得分 1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度 10 2 题目工作量；选题的理论意义或实际价值 10 3 查阅文献资料能力；综合运用知识能力 15 4 研究方案的设计能力；研究方法和手段的运用能力；外文应用能力 25 5 文题相符程度；写作水平 15 6 写作规范性；篇幅；成果的理论或实际价值；创新性 15 7 科学素养、学习态度、纪律表现；毕业论文进度 10 得分 X= 评语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）工作态度：好较好一般较差很差研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少规范性：好较好一般较差很差成果质量（研究方案、研究方法、正确性）：好较好一般较差很差其他：指导教师签字：年月日毕业设计指导教师评分表学生姓名辛响院系汽车与交通工程专业、班级车辆 07导教师姓名姚佳岩职称副教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称重型货车驱动桥设计序号评价项目满分得分 1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度 10 2 题目工作量；题目与工程实践、社会实际、科研与实验室建设等的结合程度 10 3 综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力 15 4 设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力 20 5 计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力） 10 6 插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性 20 7 设计规范化程度（设计栏目齐全合理、的使用等） 5 8 科学素养、学习态度、纪律表现；毕业论文进度 10 得分 X= 评语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）工作态度：好较好一般较差很差研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少说明书规范性：好较好一般较差很差图纸规范性：好较好一般较差很差成果质量（设计方案、设计方法、正确性）好较好一般较差很差其他：指导教师签字：年月日毕业论文评阅人评分表学生姓名辛响专业班级车辆 07导教师姓名姚佳岩职称副教授题目重型货车驱动桥设计评阅组或预答辩组成员姓名出席人数序号评价项目满分得分 1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度 15 2 题目工作量；选题的理论意义或实际价值 10 3 查阅文献资料能力；综合运用知识能力 20 4 研究方案的设计能力；研究方法和手段的运用能力；外文应用能力 25 5 文题相符程度；写作水平 15 6 写作规范性；篇幅；成果的理论或实际价值；创新性 15 得分 Y= 评语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）回答问题：正确基本正确基本不正确不能回答所提问题研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少规范性：好较好一般较差很差成果质量（研究方案、研究方法、正确性）：好

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