汽车后桥驱动桥设计【轻型货车】
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后桥半轴总成A1.dwg
后桥壳盖A1.dwg
差速器部件图.dwg
汽车驱动桥装配图.dwg
汽车驱动桥设计说明书.doc
摘要
驱动桥位于传动系末端，其基本功用是增矩、降速，承受作用于路面和车架或车身之间的作用力。它的性能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，必须搭配一个高效、可靠的驱动桥，所以采用传动效率高的单级减速驱动桥已经成为未来载重汽车的发展方向。驱动桥设计应主要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。本设计根据给定的参数，按照传统设计方法并参考同类型车确定汽车总体参数，再确定主减速器、差速器、半轴和桥壳的结构类型，最后进行参数设计并对主减速器主、从动齿轮、半轴齿轮和行星齿轮进行强度以及寿命的校核。驱动桥设计过程中基本保证结构合理，符合实际应用，总成及零部件的设计能尽量满足零件的标准化、部件的通用化和产品的系列化及汽车变型的要求，修理、保养方便，机件工艺性好，制造容易。
关键字：轻型货车；驱动桥；主减速器；差速器
Abstract
Drive axle is at the end of the powertrain, and its basic function is increasing the torque and reducing the speed,bearing the force between the road and the frame or body. Its performance will have a direct impact on automobile performance .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，must exploiting the high driven efficiency single reduction final drive axle is becoming the heavy truck’ developing tendency. Drive axle should be designed to ensure the best dynamic and fuel economy on given condition. According to the design parameters given ,firstly determine the overall vehicle parametres in accordance with the traditional design methods and reference the same vehicle parameters, then identify the main reducer, differential, axle and axle housing structure type, finally design the parameters of the main gear,the driven gear of the final drive, axle gears and spiral bevel gear and check the strength and life of them. In design process of the drive axle,we should ensure a reasonable structure, practical applications, the design of assembly and parts as much as possible meeting requirements of the standardization of parts, components and products’ univertiality and the serialization and change , convenience of repair and maintenance, good mechanical technology, being easy to manufacture.
Key words: light truck; drive axle; single reduction final drive
目录
第一章 绪论 1
1.1论文研究的意义和目的 1
1.2国内外研究现状及发展趋势 1
1.3本论文的主要研究内容 2
第二章 汽车总体参数的确定 3
2.1 给定设计参数 3
2.2 汽车形式的确定 3
2.2.1 汽车轴数和驱动形式的选择 3
2.3 汽车主要参数的选择 4
2.3.1 汽车主要尺寸的确定 4
2.3.2 汽车质量参数的确定 7
2.3.3 汽车性能参数的确定 9
2.4 发动机的选择 12
2.4.1 发动机形式的选择 12
2.4.2 发动机主要性能指标的选择 12
2.5 轮胎的选择 14
第三章 驱动桥的结构形式及选择 17
3.1 概述 17
3.2 驱动桥的结构形式 17
3.3 驱动桥构件的结构形式 19
3.3.1 主减速器的结构形式 20
3.3.2 差速器的结构形式 23
3.3.3 驱动车轮传动装置的结构形式 24
3.3.4 驱动桥桥壳的结构形式 25
第四章 驱动桥的设计计算 27
4.1 主减速器的设计与计算 27
4.1.1主减速比的确定 27
4.1.2 主减速器齿轮计算载荷的确定 28
4.1.3 锥齿轮主要参数的选择 30
4.1.4 主减速器锥齿轮的材料 32
4.1.5主减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算 33
4.1.6 主减速器圆弧齿轮螺旋齿轮的强度计算 37
4.2 差速器的设计与计算 41
4.2.1 差速器齿轮主要参数选择 42
4.2.2 差速器齿轮的材料 44
4.2.3 差速器齿轮几何尺寸计算 44
4.2.4 差速器齿轮强度计算 47
4.3 全浮式半轴的设计 49
4.3.1 半轴基本参数计算及校核 49
4.3.2半轴的结构设计及材料与热处理 50
4.4 驱动桥壳设计 51
4.4.1 桥壳的结构型式 51
4.4.2桥壳的受力分析及强度计算 52
结论 54
致 谢 55
参 考 文 献 56
第一章 绪论
1.1论文研究的意义和目的
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型式及布置方法；全面介绍了驱动桥车轮的传动装置和桥壳的各种结构型式与设计计算方法。
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，也对汽车的行驶性能如动力性、经济性、平顺性、通过性、机动性和操动稳定性等有直接影响。另外，汽车驱动桥在汽车的各种总成中也是涵盖机械零件、部件、分总成等的品种最多的大总成。例如，驱动桥包含主减速器、差速器、驱动车轮的传动装置（半轴及轮边减速器）、桥壳和各种齿轮。由上述可见，汽车驱动桥设计涉及的机械零部件及元件的品种极为广泛，对这些零部件、元件及总成的制造也几乎要设计到所有的现代机械制造工艺。因此，通过对汽车驱动桥的学习和设计实践，可以更好的学习并掌握现代汽车设计与机械设计的全面知识和技能。
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，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。与非断开式驱动桥相比较，断开式驱动桥能显著减少汽车簧下质量，从而改善汽车行驶平顺性，提高了平均行驶速度；减小了其策划行驶时作用于车轮和车桥上的动载荷，提高了零部件的使用寿命；增加了汽车的离地间隙；由于驱动车轮与路面的接触情况及对各种地形的适应性较好，增强了车轮的抗侧滑能力；若与之配合的独立悬架导向机构设计合理，可增加汽车的不足转向效应，提高汽车的操纵稳定性。但其结构复杂，成本较高。断开式驱动桥在乘用车和部分越野汽车上应用广泛。非断开式驱动桥结构简单，成本低，工作可靠，但由于其簧下质量较大，对汽车的行驶平顺性和降低动载荷有不利的影响。
本论文的的研究目的在于通过对汽车整体的匹配性设计完成驱动桥的主减速器、差速器等部件型号的设计与计算，并完成校核的设计过程。
第二章 汽车总体参数的确定
2.1 给定设计参数
汽车最高时速 115km/h
装载质量 2.5t
最小转弯半径 12.5m
最大爬坡度 0.3
同步附着系数 0.4
2.2 汽车形式的确定
2.2.1 汽车轴数和驱动形式的选择
汽车可以有二轴、三轴、四轴甚至更多的轴数。影响轴数的因素主要有汽车的总质量、道路法规对于轴载的限制和轮胎的负荷能力以及汽车的结构等。包括乘用车以及汽车总质量小于19t的公路运输车辆和轴荷不受道路、桥梁限制的不在公路上行驶的车辆，如矿用自卸车等，均采用结构简单、制造成本低廉的两轴方案。总质量在19~26t的公路运输车采用三轴形式，总质量更大的汽车宜采用四轴和四轴以上的形式。
所以根据给定的汽车转载质量选择汽车的轴数为2轴。
汽车的用途、总质量和对车辆通过性能的要求等，是影响选取驱动形式的主要因素。乘用车和总质量小些的商用车，多采用结构简单、制造成本低的4×2驱动形式。
所以选择汽车的驱动形式为4×2式。
2.2.2 汽车布置形式的选择
汽车的布置形式是指发动机、驱动桥和车身的相互关系和布置特点而言。汽车的使用性能除取决于整车和各总成的有关参数外，其布置形式对使用性能也有重要影响。
货车可以根据驾驶室与发动机的相对位置不同，分为平头式、短头式、长头式和偏置式四种。货车又可以根据发动机的位置不同分为发动机前置、中置、和后置三种布置形式。
平头式货车总长和轴距尺寸短，最小转弯半径小，机动性能良好；不需要发动机罩和翼子板，加上总长缩短等因素的影响，汽车整备质量减小；驾驶员视野得到明显改善；采用翻转式驾驶室时能改善发动机及其附件的接近性；汽车货箱与整车的俯视面积之比称为面积利用率，平头货车的该项指标较高。故本设计采用的布置形式为平头式货车。
发动机前置后桥驱动货车的主要优点是：可以采用直列、V型或卧式发动机；发现发动机故障容易；发动机的接近性良好，维修方便；离合器、变速器等操纵机构的结构简单，容易布置；货箱地板高度较低。并且大多货车均采用该形式的布置方式。
2.3 汽车主要参数的选择
汽车的主要参数包括尺寸参数，质量参数和汽车性能参数。
结论
本文在国内外轻型货车驱动桥结构形式的总体发展趋势下，根据给定的结构参数，计算出汽车总体设计基本参数，而后选择驱动桥各构件的形式，并完成驱动桥主减速器和差速器以及半轴部分的设计计算和校核。本论文主要涉及到以下几个方面：
(1)根据给定的设计参数，参照传统设计方法和现有车型，确定汽车总体设计参数，具体包括主要结构尺寸参数、质量参数和性能参数，并选择发动机和轮胎的结构形式；
(2)根据总体参数选择主减速器、差速器、半轴和桥壳的选型；
(3)设计主减速器、差速器和半轴的主要结构尺寸，并对其进行强度校核。
(4)根据设计结果绘制两张零号图纸。
本驱动桥设计结构合理，符合实际应用，具有很好的动力性和经济性，驱动桥总成及零部件的设计能尽量满足零件的标准化、部件的通用化和产品的系列化及汽车变型的要求，修理、保养方便，机件工艺性好，制造容易。
但此设计过程仍有许多不足，在设计结构尺寸时，有些设计参数是按照以往经验值得出，这样就带来了一定的误差；在强度和寿命计算方面基本满足要求，仍需进一步完善；另外，在一些小的方面，由于时间问题，做得还不够仔细，恳请各位老师同学给予批评指正。
参 考 文 献
[1] 王望予.汽车设计.北京:机械工业出版社,2004.
[2] 陈家瑞. 汽车构造. 北京：机械工业出版社，2003.
[3] 汽车工程手册编辑委员会.汽车工程手册：基础篇.北京：人民交通出版社，2001.
[4] 陈天星.机械工程制图.成都：西南交通大学.2005.
[5] 李庆华.材料力学.成都：西南交通大学.2005.
[6] 邱宣怀，郭可谦.北京：高等教育出版社.1997.
[7] 谢进，万朝燕，杜立杰.机械原理.北京：高等教育出版社.2004.
[8] 余志生. 汽车理论. 北京：机械工业出版社, 1990.
[9] 杨朝会，王丰元，马浩.基于有限元方法的载货汽车驱动桥壳分析.农业装备与车辆工程.2006，（10）：19-21
[10] 胡迪青，易建军，胡于进，李成刚.基于模块化的越野汽车驱动桥设计及性能综合评价.机械设计与制造工程，2000，（3）：8-11.
[11] 唐善政.汽车驱动桥噪声的试验研究与控制.汽车科技，2000，（3）：14-24
[12] 石琴，陈朝阳，钱锋，温千红．汽车驱动桥壳模态分析.上海汽车，1999，(4):1-3，8.
[13] 林军，周晓军，陈子辰，陈庆春.汽车驱动桥总成在线自动检测系统.机械与电子，2000，（4）：20-21.
[14] 王聪兴,冯茂林. 现代设计方法在驱动桥设计中的应用.公路与汽运，2004，(4):6-8.
[15] 杨锁望，韩愈琪，杨钰.矿用自卸驱动桥壳结构分析与改进设计.专用汽车，2005，（1）：21-23.
[16] 王铁，张国忠，周淑文.路面不平度影响下的汽车驱动桥动载荷.东北大学学报,2003,(1):50-53.
[17] 常曙光.重载汽车驱动桥齿轮用钢的成分设计.现代零部件，2006，（1）：90-95.
[18] 徐灦. 机械设计手册. 北京：机械工业出版社，1991.
附录
毕业实习总结
为了更好的理解课本上的知识和让我们对今后自己从事的行业有具体的认识，了解现代汽车企业的生产，管理情况，了解企业要求毕业生掌握哪些理论知识，同时做好学校，企业之间的过渡衔接，以及为毕业设计做准备，学院安排了本次毕业实习。本次实习的地点是雨城雅安，一个美丽的城市。实习单位是雅安建安车桥厂和南骏汽车厂，企业的水平比较高，生产技术及管理方法比较现代化。实习主要是参观建安和南骏车桥和南骏车间生产流水线。
实习时间上的安排是:下午参观实习，晚上写当天的实习总结。参观实习的第一天，我们来到的是建安车桥厂的汽车后桥装配车间。在这里看到的是汽车后桥的装配，我们看到了装配的整个工艺流程，看到了拆散开来的一个个部件按照顺序被装配在一起，减速齿轮，差速齿轮，半轴等的空间布置；每个啮合套，的位置，以及它们的工作原理；减速器的各部件和控制方式和工作原理；甚至一些微小的零部件如记录里程数的塑胶圈都做了了解。平时对车桥的了解都是停留在书本上，在实验室拆装也只是从外面大致看了一下。这次能够详细和直观的看到各部件及组装过程，对课本上的知识是很好的巩固。再者该车间生产的车桥是应用到现在市场上的微车的主流车桥，并且和很多国内外汽车厂商都有合作，技术比较先进。
接下来，我们参观了主减速器的加工车间。主减速器的各个齿轮分开加工，铸造好的减速器齿轮在这里被精加工，主要是对一些接触面加工提高其表面精度，在这一过程中我们见到了车，铣，刨，镗，研磨，等表面加工工艺。在表面精度加工完毕之后，最后一道工序是检查齿轮的强度和硬度。工人们通过强度和硬度测试仪器对已加工好的齿轮进行测试，不符合标准的回收修改。在这里我们还看到了一些国内先进的机床以及对它们的操作过程，由于被加工表面的精度等级是一步一步提高的，我们仔细观察了整个工艺流程及每个工序的注意事项。对每道工序的作用我们有不明白的地方，我们都马上请教师傅，如配对齿轮上的标识是什么意思等等，师傅都尽它们所知，详细地给我们作答。比如，有的工件加工时需要对其倾斜定位，师傅解释说，机床设计时就是采用这种定位，同时也便于加工。对一些仍不明白的问题，在箱体箱盖的成品堆放处，同学们相互讨论，必要时带队的万老师也会给我们作答。通过这一环节，我们基本上弄明白了主减速器的各种型号和其标识以及其应用于何种汽车上。。
我们又来到了他们的制图工作室和研发中心，工厂的带队人员都很热情带领我们参观他们的制图工作室。从他们那里我们了解到车桥厂与其他汽车厂的一些合作。一般是汽车厂给他们参照图或者样本然后他们对其进行测试和分析，最后制图。他们还热情的邀请我们毕业后去那边工作，同学们兴致也很高。我们在会议室听取了工作人员关于制图过程和之一事项的介绍和讲解，对于以后自己的工作也有了大概的了解，为踏入社会做好了心理准备。紧跟着我们参观了旁边样品室的各个汽车厂签单的各式各样车桥样品，他们供货的厂商包括奇瑞，海马，江陵，东风等国内知名汽车企业。工作人员向我们介绍了各个厂商需要的车桥的结构，和承受能力以及应用于何种车型。之后我们就结束了这次去建安车桥厂的实习。
在雅安实习两天之后我们又来到了有西部汽车城的资阳的南骏汽车厂，此厂主要是生产农用小卡车和中型运货卡车。刚去的时候就看见一辆辆卡车从车厂开出来送到停车厂。由于这次去资阳实习时间很短暂，由于南骏汽车厂有生产任务，大家都比较忙，时间也很紧，所以只有一个上午的时间。在这段时间里我们在厂里工作人员的带领下参观了农用卡车的车厢焊接，车架焊接等的过程。工作人员还告诫我们出来工作后要脚踏实地，不要好高骛远，把自己能做的做到最好。然后我们就搭上了回成都的汽车结束了本次毕业实习。
通过本次毕业实习，在大三暑假实习的基础上进一步巩固了我们对本专业的知识理解，认识到知识的活用。并对在实践过程中产生的智慧钦佩不已。所谓干一行爱一行在紧接着的工作中我也要尽自己最大努力最好自己现阶段能做的事情，在工作中不断学习不断进步。
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