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qc200 jx1021ts3 轻型 货车 驱动 设计

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【QC200】JX1021TS3轻型货车驱动桥设计,qc200,jx1021ts3,轻型,货车,驱动,设计

内容简介：

毕业设计（论文）任务书 学生姓名 黄静 系部 汽车 与交通工程学院 专业、班级 车辆工程 导教师姓名 朱荣福 职称 讲师 从事 专业 车辆工程 是否外聘 是否 题目名称 型货车驱动桥 设计 一、设计（论文）目的、意义 近年来，轻卡的产销量总体保持稳步增长态势，从市场需求空间看，轻卡销售量远大于重卡、中卡和微卡，在卡车市场占有绝对量的优势。 轻型汽车在汽车生产中占有大的比重。驱动桥在整车中十分重要，设计出结构简单、工作可靠、造价低廉的驱动桥，能大大降低整车生 产的总成本，推动汽车经济的发展。 所以本题设计一款结构优良的 轻型货车驱动桥 具有一定的 实际 意义。 二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法） （一） 设计内容 驱动桥结构方案确定；主减速器的结构设计、基本参数选择及设计计算；差速器齿轮的基本参数的选择、几何及强度计算；驱动半轴的结构设计及强度计算；驱动桥壳的结构设计及受力分析与强度计算。 （二）研究方法 1、 参考相关资料，对比各种 驱动桥 优缺点，初步确定设计方案。 2、 实地考察相关类型的车，为最终设计方案提供依据。 3、 利用 件建立 轻型货车 驱动桥 二 维 图纸 。 三 、设计（论文）完成后应提交的成果 （一）计算说明部分 完成设计说明书 字。其中包括 主减速器的结构设计、基本参数选择及设计计算；差速器齿轮的基本参数的选择、几何及强度计算；驱动半轴的结构设计及强度计算；驱动桥壳的结构设计及受力分析与强度计算。 （二）图纸部分 驱动桥 装配图零件图若干张，共计折合 3 张 纸。 、设计 （论文） 进度安排 1、第一周 选题 ，领取任务书 2、第二周第三周 撰写开题报告 ，开题答辩 3、第四周 确定总体方案 5、第五周第七周 计算、校核，绘制草图准备中期答辩 8、第八周第十周 精确计算、绘制 总装配图 11、第十一周第十三周 绘制汽车 零件图 14、第十四周 撰写设计说明书 15、第十五周 修改图纸及设计说明书 16、第十六周 准备答辩 17、第十七周 毕业答辩 五、 参考文献 1 陈家瑞 . 汽车构造 M. 北京：机械工业出版社， 2003. 2 余志生 . 汽车理论 M. 北京：机械工业出版社 , 2008. 3 成大先机械设计手册（ 14 册） M学工业出版社， 1993. 4 刘惟信 M华大学出版社， 2001. 5 机械设计手册编委会 行本） M. 北京：机械工业出版社， 2007. 6 尹国臣 J2007，（ 10） . 7 汽车工程手册编辑委员会 册 M：设计篇 民交通出版社， 2001. 8 of . 000， (4). 六、备注 指导教师签字： 年 月 日 教研室主任签字： 年 月 日 毕业设计（论文）过程管理材料 题 目 型货车 驱动桥设计 学生姓名 黄静 系部名称 汽车与交通工程学院 专业班级 车辆工程 导教师 朱荣福 职 称 讲师 教 研 室 起止时间 务 处 制 毕业设计 开题报告 学生姓名 黄静 系部 汽车 与交通工程学院 专业、班级 车辆工程 导教师姓名 朱荣福 职称 讲师 从事专业 车辆工程 是否外聘 是 否 题目名称 型货车驱动桥 设计 一、 课题研究 现状， 选题 的目的、依据 和意义 1、研究现状 国外发达国家 如美国、德国等，载货汽车中 轻型 货 车占有较大比重，一般在 70%80%，轻型汽车大多为私人用车，用于短途小件物品的运营 。 国外 轻型货车 驱动桥开发技术已经非常的成熟，建立新的驱动桥开发模式成为国内外驱动桥开发团体的新目标 。驱动桥设计新方法的应用使得其开发周期缩短，成本降低，可靠性增加。国外的最新开发模式和驱动桥新技术包括：并行工程开发模式、模态分析、驱动桥壳的有限元分析方法、高性能制动器技术、电子智能控制技术进入驱动桥产品 ； 相应的这些先进的开发模式和新技术在国内也逐渐的受到重视并发展起来 。 在我国轻型货车同样占有较大市场， 据中国汽车工业协会统计，截至 2007年底，国内轻型货车（ 总质量 6吨）共销售 比增长了 2008年，国家对“三农”的投入不断加大，同时随着铁路不断提速也为“门到门” 的短途运输提供了机会，受此影响，轻型货车在 以后几年 也 会呈现明显增长。 回眸近几年中国载货车市场，经过 2007年的蛰伏， 2008年的调整，终于在 2009年引发出新一轮的高速增长，这对于需求结构已经发生根本性变化的载货车企业而言，是难得的商机再现，同时又是更加激烈的市场博弈。而在这种博弈中，中国载货车市场竞争格局也在发生显著的变化。 市场调研 显示， 2010年一季度国内轻卡累计销售 50万辆，同比增长 环比 09年 2009年轻卡旺销主要是养路费取消和汽车下乡政策共同作用的效果， 2010年 1季度轻卡市场的持续火爆则主要源于经济刺激政策带动下的各行各业的景气程度的全面复苏。 中国载货车市场，曾经以 “中卡 ”为主导， “缺重少轻 ”，在这种背景下，一度出现东风与一汽两强对弈的竞争格局。伴随着载货车市场需求结构变化和产品结构的调整，载货车市场竞争，由 “中卡 ”演化成重卡、中卡、轻卡、微卡等领域的多元竞争态势。中国载货车市场竞争，也因此由粗放走向细分，各细分市场的竞争格局异彩纷呈。近年来，轻卡的 产销量总体保持稳步增长态势，从市场需求空间看，轻卡销售量远大于重卡、中卡和微卡，在卡车市场占有绝对量的优势。因此， “轻卡 ”市场绝对不可轻。从一定意义上讲，轻型车的发展对于拉动商用车市场总量的增长具有举足轻重的影响。目前，纳入行业统计的轻卡生产企业达 40多家，就竞争实力而言，销售排名前五位的依次是北汽福田、东风公司、安徽江淮、山东凯马、江西江铃。 我国汽车驱动桥的研究设计与世界先进驱动桥设计技术还有一定的差距，我国车桥制造业虽然有一些成果，但都是在引进国外技术、 仿 制、再加上自己改进的基础上了取得的。个别比较 有实力的企业，虽有自己独立的研发机构但都处于发展的初期。在科技迅速发展的推动下，高新技术在汽车领域的应用和推广，各种国外汽车新技术的引进，研究团队自身研发能力的提高，我国的驱动桥设计和制造会逐渐发展起来，并跟上世界先进的汽车零部件设计制造技术水平 。 2、 依据、 目的和意义 我国 2010 年 上半年 货车 (含非完整车辆、半挂牵引车 )累计生产 2037074 辆，累计销售 2084608辆，销售同比累计增长 其中 轻型货车 累计产销量 1036264 辆，同比累计增长 可见轻型汽车在 商用 汽车生产中占有 很 大的比 重。 而且 驱动桥在整车中十分重要， 汽车驱动桥是汽车的 重要 总成，承载着汽车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 。 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， 设计出结构简单、工作可靠、造价低廉的驱动 桥，能大大降低整车生产的总成本，推动汽车经济的发展 ，并且 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 ， 所以本题设计一款结构优良的 轻型货车驱动桥 具有一定的实际意义 。 二 、 设计 的基本内容 、 拟解决的主要问题 1、 研究的 基本 内容 （ 1）研究 驱动桥组成、结构、原理； (2) 主减速器的结构设计 ,基本参数选择及设计计算； (3) 差速器齿轮的基本参数的选择、 尺寸 及强度计算； (4) 驱动半轴的结构设计及强度计算； (5) 驱动桥壳的结构设计及受力分析与强度计算。 2、 拟解决 的 主要问题 (1)驱动桥结构形式及布置方案的确定。 (2)驱动桥 零部件尺寸参数 确定 及校核 。 (3)完成驱动桥 驱动桥装配图和 主要部分零件图。 三、技术路线（研究方法） 设计 驱动桥 零部件 尺寸参数 初步确定设计方案 强度是否满足要求 Y 利用 成驱动桥 装配 图 参考相关资料，对比各种 驱动桥 优缺点 检查修改错误 完成毕业设计 完成设计说明书 利用 成驱动桥 主要部分零件图 N 调研、收集资料 四、 设计 进度安排 （ 1）调研、资料收集、完成开题报告 第 1、 2 周（ 3 月 1 日 3 月 13 日） （ 2）确定总体方案 第 3、 4 周（ 3 月 14 日 3 月 27 日） （ 3） 对驱动桥结构进行设计 、计算 第 5、 6 周（ 3 月 28 日 4 月 10 日） （ 4） 对驱动桥 主要零部件 进行设计 并画出草图 第 7、 8 周（ 4 月 11 日 4 月 24 日） （ 5） 做进一步计算校核 绘制 驱动桥 的 装配 图 第 9、 10 周（ 4 月 25 日 5 月 8 日） （ 6） 绘制 驱动桥 零件图 第 11、 12 周（ 5 月 9 日 5 月 22 日） （ 7）书写设计说明书 第 13、 14 周（ 5 月 23 日 6 月 5 日） （ 8）设计审核、修改 第 15、 16 周（ 6 月 6 日 6 月 19 日） （ 9）毕业设计答辩准备及答辩 第 17 周（ 6 月 20 日 6 月 26 日） 五、 参考文献 1 刘惟信 M清华大学出版社， 2004. 2 余志生 . 汽车理论 M. 北京：机械工业出版社 , 2008. 3 陈家瑞 . 汽车构造 M. 北京：机械工业出版社， 2003. 4 刘惟信 M华大学出版社， 2001. 5 机械设计手册编委会 行本） M. 北京：机械工业出版社， 2007. 6 成大先机械设计手册（ 14 册） M学工业出版社， 1993. 7 汽车工程手册编辑委员会 M：设计篇 民交通出版社， 2001. 8 尹国臣 J2007，（ 10） . 9 肖文颖，王书翰 J2007，（ 11） . 10 安晓娟，彭彦宏，郝春光 J2007， （ 8） . 11 彭彦宏，吕晓霞，陆有 . 差速器圆锥齿轮的失效分析 J. 金属热处理， 2006， （ 4） . 12 陈珂 ,殷国富 ,汪永超 J. 机械传动 ,2008， (4). 13 付建红 J. 新余高专学报， 2006， （ 2） . 14 周小平 J. 新余高专学报 ,2005， (10). 15 杨朝会，王丰元，马浩 J. 农业装备与车辆工程， 2006， （ 10） 16 of . 000， (4). 17 of a . 007， (1). 六、备注 指导教师意见： 签字： 年 月 日 毕业论文指导教师评分表 学生姓名 黄静 院 系 汽车与交通工程学院 专业、班级 车辆工程 导教师姓名 朱荣福 职称 讲师 从事 专业 车辆工程 是否 外聘 是 否 题目名称 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 黄静 院 系 汽车与交通工程学院 专业、班级 车辆工程 导教师姓名 朱荣福 职称 讲师 从事 专业 车辆工程 是否 外聘 是 否 题 目名称 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 黄静 专业 班级 车辆工程 导教 师姓名 朱荣福 职称 讲师 题目 型货车驱动桥设计 评阅组或预 答辩组成员姓名 臧杰 朱荣福 纪峻岭 鲍宇 孙远涛 出席 人数 4 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 较好 一般 较差 很差 其他： 评阅人 或预 答辩组长 签字 ： 年 月 日 注： 毕业设计（论文）评阅可以采用 2 名评阅教师评阅或集体评阅或预答辩等形式。 注： 毕业设计（论文）评阅可以采用 2 名评阅教师评阅或集体评阅或预答辩等形式。 毕业 设计 评阅人评分表 学生 姓名 黄静 专业 班级 车辆工程 导教 师姓名 朱荣福 职称 讲师 题目 型货车驱动桥设计 评阅组或预 答辩组成员姓名 臧杰 朱荣福 纪峻岭 鲍宇 孙远涛 出席 人数 4 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 25 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） 15 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 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 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： 评阅人 或预 答辩组长 签字 ： 年 月 日 毕业论文答辩评分表 学生 姓名 黄静 专业 班级 车辆工程 导 教师 朱荣福 职 称 讲师 题目 型货车驱动桥设计 答辩 时间 月 日 时 答辩组 成员姓名 臧杰 朱荣福 纪峻岭 鲍宇 孙远涛 出席 人数 4 序号 评 审 指 标 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、工作量、理论意义或价值 10 2 研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力、综合运用知识的能力、应用文献资料和外文的能力 20 3 论文撰写水平、文题相符程度、写作规范化程度、篇幅、成果的理论或实际价值、创新性 15 4 毕业论文答辩准备情况 5 5 毕业论文自述情况 20 6 毕业论文答辩回答问题情况 30 总 分 Z= 答辩过程记录 、评语 ： 自述思路与表达能力： 好 较好 一般 较差 很差 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 较好 一般 较差 很差 其他： 答辩组长 签字 ： 年 月 日 毕业 设计 答辩评分表 学生 姓名 黄静 专业 班级 车辆工程 导 教师 朱荣福 职 称 讲师 题目 型货车驱动桥设计 答辩 时间 月 日 时 答辩组 成员姓名 臧杰 朱荣福 纪峻岭 鲍宇 孙远涛 出席 人数 4 序号 评 审 指 标 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、工作量、与实际的结合程度 10 2 设计（实验）能力、对实验结果的分析能力、计算能力、综合运用知识能力 10 3 应用文献资料、计算机、外文的能力 10 4 设计说明书撰写水平、图纸质量， 设计 的规范化程度 （设计栏目齐全合理、 、实用性、科学性和创 新 性 15 5 毕业 设计 答辩准备情况 5 6 毕业 设计 自述情况 20 7 毕业 设计 答辩回答问题情况 30 总 分 Z= 答辩过程记录 、评语 ： 自述思路与表达能力：好 较好 一般 较差 很差 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 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： 答辩组长 签字 ： 年 月 日 毕业设计（论文）成绩评定表 学生 姓名 黄静 性别 女 院系 汽车与交通工程学院 专业 车辆工程 班级 计（论文）题目 型货车驱动桥设计 平时成绩评分（ 开题、中检、出勤 ） 指导教师姓名 职称 指导教师 评分（ X） 评阅教师姓名 职称 评阅教师 评分（ Y） 答辩组组长 职称 答辩组 评分（ Z） 毕业设计（论文）成绩 百分制 五级分制 答辩委员会评语： 答辩委员会主任 签字 （盖章）： 院系 公章： 年 月 日 注： 1、 平时成绩（开题、中检、出勤） 评分按 十 分制填写 ， 指导教师、评阅教师、答辩组评分按百分制填写，毕业设计（论文）成绩 百分制 =W+、评语中应当 包括学生毕业设计（论文）选题质量、能力水平、设计（论文）水平、设计（论文）撰写质量、学生在毕业设计（论文）实施或写作过程中的学习态度及学生答辩情况等内容的评价。 优秀毕业设计（论文）推荐表 题 目 型货车驱动桥设计 类别 设计 学生姓名 黄静 院（ 系 ） 、专业、班级 汽车与交通工程学院 车辆工程 导教师 朱荣福 职 称 讲师 设计成果明细： 答辩委员会评语： 答辩委员会主任 签字 （盖章）： 院 、 系 公章： 年 月 日 备 注： 注：“类别”栏填写毕业论文、 毕业设计 、其它 本科学生毕业设计 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 ： 黄 静 指导教师 ： 朱荣福 职 称 ： 讲 师 黑 龙 江 工 程 学 院 二 一一 年六月 s 07011龙江工程学院本科生毕业设计 I 摘 要 轻型汽车在商用 汽车生产中占有很大的比重，而且驱动桥在整车中十分重要 。 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，而对于载货汽车显得尤为重要。 为 满足目前 当前 载货汽车的快速、高效率、高效益 需要 的同时 时，必须要搭配一个高效、可靠的驱动桥 。 设计出结构简单、工作可靠、造价低廉的驱动桥，能大大降低整车生产的总成本 的 轻型货车驱动桥 具有一定的实际意义。 本 设计 首先论述了驱动桥的总体结构，在分析驱动桥各部分结构型式、发展过程及其以往形式的优缺点的基础上，确定了总体设计方案： 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，差速器采用圆锥行星齿轮差速器，半轴采用全浮式型式， 桥壳采用 铸造整体式桥壳。 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 的校核及材料选取等 工作。 最后运用 成装配图和主要零件图的绘制。 关键词 ： 轻型货车 ； 驱动桥 ； 单级 主减速器 ； 差速器 ； 半轴 ； 桥壳黑龙江工程学院本科生毕业设计 a of is of is of on of is a of of so of of of a a of is in at On of of s s In we of so by of of of of of of of on of of of to by 龙江工程学院本科生毕业设计 i 目 录 摘要 . I . 错误 !未定义书签。 第 1 章 绪论 . 1 题的背景 目的及意义 . 1 内外驱动桥研究状况 . 1 计主要内容 . 3 第 2 章 驱动桥的总体方案确定 . 4 动桥的种类结构和设计要求 . 4 车车桥的种 类 . 4 动桥的种类 . 4 动桥结构组成 . 4 动桥设计要求 . 5 计车型主要参数 . 5 减速器结构方案 的确定 . 6 减速比的计算 . 6 减速器的齿轮类型 . 7 减速器的减速形式 . 8 减速器主从动锥齿轮的支承形式 及安装方法 . 9 速器结构方案的确定 . 11 轴的形式确定 . 11 壳形式的确定 . 12 章小结 . 13 第 3 章 主减速器设计 . 14 述 . 14 减速器齿轮参数的选择与强度计算 . 14 减速器计算载荷的确定 . 14 减速器齿轮参数的选择 . 15 减速器齿轮强度计算 . 18 黑龙江工程学院本科生毕业设计 主减速器轴承计算 . 24 减速器齿轮材料及热处理 . 30 减速器的润滑 . 31 章小结 . 31 第 4 章 差速器设计 . 32 述 . 32 称式圆锥行星齿轮差速器原理 . 32 称式圆锥行星齿轮差速器的结构 . 33 称圆锥行星锥齿轮差速器的设计 . 34 速器齿轮的基本参数选择 . 34 速器齿轮的几何尺寸计算 . 36 速器齿轮的 强度 计算 . 37 速器齿轮的材料 . 39 章小结 . 39 第 5 章 半轴 及驱动桥桥壳的 设计 . 40 述 . 40 轴的设计与计算 . 40 浮式半轴的计算载荷的确定 . 40 轴杆部直径的初选 . 42 浮式半轴强度计算 . 42 浮式半轴花键强度计算 . 43 轴材料与热处理 . 44 壳的受力分析及强度计算 . 44 壳的静弯曲应力计算 . 45 不平路面冲击载荷作用下桥壳的强度 . 46 车以最大牵引力行驶时的桥壳的强度计 算 . 46 车紧急制动时的桥壳强度计算 . 48 车受最大侧向力时桥壳强度计算 . 48 章小结 . 51 结论 . 52 参考文献 . 53 致谢 . 54 黑龙江工程学院本科生毕业设计 录 A . 55 附录 B . 58 黑龙江工程学院本科生毕业设计 1 第 1 章 绪 论 题背景目的及意义 根据 中国轻型货车行业市场深度调研及中期发展预测报告 表明： 2008 年中国轻型货车行业发展迅速，产品产出持续扩张，国家产业政策鼓励轻型货车产业向高技术产品方向发展，国内企业新增投资项目投资逐渐增多。投资者对轻型货车行业的关注越来越密切，这使得轻型货车行业的发展研究需求增大。 2009是中国轻型货车行业发展的关键时期，也是我国从 “十一五 ”迈向 “十二五 ”的过渡期，在全球金融危机风暴大环 境及国内严峻经济形势下，一系列新的政策将会陆续出台，对轻型货车行业的发展必将产生重大影响；一批国家重大工程项目陆续开工建设，对轻型货车行业需求市场必将产生极大的拉动作用。 作为汽车关键零部件之一的汽车驱动桥也得到相应的发展，各生产厂家在研发和生产过程中基本上形成了专业化、系列化、批 量化的局面 ，汽车驱动桥是汽车的重要总成，承载着汽车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。因此， 设计出结构简单、工作可靠、造价低廉的驱动桥， 具有一定的实际意义 1。 内外驱动桥研究状况 1、国内研究现状 我国驱动桥制造企业的开发模式主要由测绘、引进、自主开发三种组成。主要存在技术含量低，开发模式落后，技术创新力不够，计算机辅助设计应用少等问题。一些企业技术力量相对要好些的企业，测绘的是从国外引进的原装桥，并且这些企业一般具有较为完善的开发体系和流程，也具有较完善的试验手段，但是开发过 程属于对国外的仿制，对其逆向研究后结合自我情况生产。 总之，我国汽车驱动桥的研究设计与世界先进驱动桥设计技术还有一定的差距，我国车桥制造业虽然有一些成果，但都是在引进国外技术、纺制、再加上自己改进的基础上了取得的。个别比较有实力的企业，虽有自己独立的研发机构但都处于发展的初期。在科技迅速发展的推动下，高新技术在汽车领域的应用和推广，各种国外汽车黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 新技术的引进，研究团队自身研发能力的提高，我国的驱动桥设计和制造会逐渐发展起来，并跟上世界先进的汽车零部件设计制造技术水平。 2、国外研究现状 国外轻型货车驱动桥开发 技术已经非常的成熟，建立新的驱动桥开发模式成为国内外驱动桥开发团体的新目标。驱动桥设计新方法的应用使得其开发周期缩短，成本降低，可靠性增加。国外的最新开发模式和驱动桥新技术包括： (1)并行工程开发模式 并行工程开发模式 是对在一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的机械产品进行功能分析的基础上 ,划分并设计出一系列功能模块 ,然后通过模块的选择和组合构成不同产品的一种设计方法，能够 缩短新产品的设计时间、降低成本、提升质量、提高市场竞争力 ,以 代表的意大利企业多已采用了该类设计方法 , 优点是 : 减少设计及工装制造的投入 , 减少了零件种类 , 提高规模生产程度 , 降低制造费用 , 提高市场响应速度等。 (2)模态分析 模态分析是对工程结构进行振动分析研究的最先进的现代方法与手段之一。它可以定义为对结构动态特性的解析分析 (有限元分析 )和实验分析 (实验模态分析 )，其结构动态特性用模态参数来表征。模态分析技术的特点与优点是在对系统做动力学分析时，用模态坐标代替物理学坐标，从而可大大压缩系统分析的自由度数目，分析精度较高。驱动桥的振动特性不但直接影响其本身的强度，而且对整车的舒适性和平顺性有着至关重要的 影响。因此，对驱动桥进行模态分析，掌握和改善其振动特性，是设计中的重要方面。 (3)驱动桥壳的有限元分析方法 有限元法不需要对所分析的结构进行严格的简化，既可以考虑各种计算要求和条件，也可以计算各种工况，而且计算精度高。有限元法将具有无限个自由度的连续体离散为有限个自由度的单元集合体，使问题简化为适合于数值解法的问题。只要确定了单元的力学特性，就可以按照结构分析的方法求解，使分析过程大为简化，配以计算机就可以解决许多解析法无法解决的复杂工程问题。目前，有限元法己经成为求解数学、物理、力学以及工程问题的一种 有效的数值方法，也为驱动桥壳设计提供了强有力的工具。 (4)高性能制动器技术 在发达国家驱动桥产品中 , 已出现了自循环冷却功能的湿式制动器桥、带散热风送的盘式制动器桥、适于 式和盘式制动器桥、带自动补偿间隙的盘式制黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 动器等配置高性能制动器桥 , 同时制动器的布置位置也出现了从桥臂处分别向桥包总成和轮边端部转移的趋势。前种处理方式易于散热 , 后种处理方式为了降低成本 , 甚至有厂商把制动器的壳体与桥壳铸为一体 , 既易于散热，又利于降低材料成本 , 但这对铸造技术、铸造精度和加工精度都提出了极高的要求。 (5)电子智能控制技术进入驱动桥产品 电子智能控制技术已经在汽车业得到了快速发展，如，现代汽车上使用的 动防抱死控制 )、 动力控制系统）等系统。 计主要内容 1、 驱动桥结构形式及布置方案的确定。 2、 驱动桥 零部件 尺寸参数确定及校核： （ 1） 完成主减速器的基本参数选择与设计计算； （ 2） 完成差速器的设计与计算； （ 3） 完成半轴的设计与计算； （ 4） 完成驱动桥桥壳的受力分析及强度计算 。 3、 完 成驱动桥驱动桥装配图和主要部分零件 。黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 第 2 章 驱动桥的总体方案确定 动桥的 种类 、 结构 、 设计要求 及主要参数 车车桥的种类 汽车的驱动桥与从动桥统称为车桥，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。在绝大多数的载货汽车和少数轿车上，采用的是整体式 非断开式 。断开式驱动桥两侧车轮 可独立相对于车厢上下摆动。 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 2。 动桥的种类 驱动桥 位于传动系末端，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和车架或车厢之间的垂 直力、纵向力和横向力，以及制动力矩和反作用力矩。 驱动桥分为断开式和非断开式两种。 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 ，其桥壳是一根支撑在左右驱动车轮上的刚性空心梁，主减速器、差速器和半轴等所有的传动件都装在其中 ；当驱动车轮采用独立悬挂时，则配以断开式驱动桥。 动桥结构组成 在多数汽车中， 驱动桥包括主减速器、差速器、驱动车轮的传动装置 （半轴） 及桥壳等部件如图 示。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 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 动桥设计要求 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。 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。 计车型主要参数 设计车型主要参数 表 考数据 黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 表 考数据 序号 项 目 数 据 单 位 1 车身长度 5185 车身宽度 1720 车身高度 1710 车 重 1720 轴 距 3025 前轮距 1435 后轮距 1440 轮胎规格 215/75 9 排 量 10 最大功率 /转速 68/4000 1 最大转矩 /转速 200/2000 2 最高车速 120 km/h 13 离地间隙 220 减速器结构方案的确定 减速比的计算 主减速比 廓尺寸、 质量大小 影响很大。 当变速器处于最高档位时 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 是汽车获得最佳的动力性和燃料经济性。 对于具有很大功率储备的轿车、长途公共汽车尤其是竞赛车来说，在给 定发动机最大功率选择的 时03： 0i=iv 中 ： r 车轮的滚动半径 ， r =变速器最高档传动比 最大功率转速 4000 r/最大车速 120km/h 黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 对于与其他汽车来说，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=（ iv 经计算初步确定0i= 按上式求得的 与同类汽车的主减速比相比较，并考虑到主、从动主减速齿轮可能的齿数对 以校正并最后确定。 减速器的齿轮类型 按齿轮副结构型式分，主减速器的齿轮传动主要有螺旋锥齿轮式传动、双曲面齿轮式传动、圆柱齿轮式 传动（又可分为轴线固定式齿轮传动和轴线旋转式齿轮传动即行星齿轮式传动）和蜗杆蜗轮式传动等形式。 在发动机横置的汽车驱动桥上，主减速器往往采用简单的斜齿圆柱齿轮；在发动机纵置的汽车驱动桥上，主减速器往往采用圆锥齿轮式传动或准双曲面齿轮式传动。 在现代货车车驱动桥中，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 a）所示主、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 b）所示主、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： 1、 尺寸相同时，双曲面齿轮有更大的传动比。 2、 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 旋锥齿轮与双曲面齿轮 3、 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。 4、 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(a) 螺旋锥齿轮 (b) 双曲面齿轮 黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 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： 1、 长方向的纵向滑动使摩擦损失增加，降低了传动效率。 2、 齿面间有大的压力和摩擦功，使齿轮抗啮合能力降低。 3、 双曲面主动齿轮具有较大的轴向力，使其轴承负荷增大。 4、 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。 螺旋锥齿轮传动的主、从动齿轮轴线垂直相交于一点，齿轮并不同时在全长上啮合，而是逐渐从一端连续平稳地转向另一端。另外，由于轮齿端面重叠的影响，至少有两对以上的轮齿同时捏合， 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。本次设计 采用 螺旋锥齿轮 。 减速器的减速形式 主减速器的减速形式分为单级减速、双级减速、单级贯通、双级贯通、主减速及轮边减速等。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 大小及驱动桥下的离地间隙、驱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 。 （ a） 单级主减速器 （ b） 双级主减速器 图 减速器 如图 a）所示， 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 货车 上占有重要地位。 目前 货 车发动机向黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 低速大扭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，许多 货 车使用条件对汽车通过性的要求降低，因此，产品不必像过去一样，采用复杂的结构提高其的通过性；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，可靠性增加。 如图 b）所示，与单级主减速器相比，由于双级主减速器由两级齿轮减速组成，使其结构复杂、质量加大；主减速器的齿轮及轴承数量的增多和材料消耗及加工的工时增加， 制造成本也显著增加，只有在主减速比 大（ ，取 0。 )()(= )3 51 = 主减速器齿轮参数的选择 1、 主、从动 齿数的选择 选择主、从动锥齿轮齿数时应考虑如 下因素：为了磨合均匀， 1z ， 2z 之间应避免有公约数 ； 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黑龙江工程学院本科生毕业设计 16 小于 40； 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； 主传动比01z 尽量取得小一些，以便得到满意的离地间隙。对于不同的主传动比， 1z 和 2z 应有适宜的搭配 。 主减速器的传动比为 定主动齿轮齿数 ，从动齿轮齿数 0。 2、 从动锥齿轮节圆直径 2d 及端面模数 根据从动锥齿轮的计算转矩 （ 见式 式 取两 式计算结果 中较小的一个 作为 计算依据 ， 按经验公式选出： 32 2 （ 式中 ：2直径系数，取23 16； 计算转矩， ，取jT， 取计算得， 2d =取 2d =240 2d 选定后，可按式 22 / 算出从动齿轮大端模数，并用下式校核 3t T （ 式中：模数系数，取 计算转矩， ，取 3 T= 3 9 7) = 12368足校核。 所以有： 1d =422d =240 3、 螺旋锥齿轮 齿面宽的选择 通常推荐圆锥齿轮从动齿轮 的齿宽 F 为其节锥距0 。对于 汽车 工业， 主减速器螺旋锥 齿轮 面宽度推荐 采用 ： F=d =可初取 40 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 10%较为合适，在此取 1F =44 4、 螺旋锥齿轮螺旋方向 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。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 17 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。 5、 旋角 的选择 螺旋角 是在节锥表面的展开图上定义的，齿面宽中点处