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毕业设计（论文）开题报告 学生姓名 系部 汽车与交通工程 专业、班级 车辆工程 导教师姓名 职称 副教授 从事 专业 车辆工程 是否外聘 是 否 题目名称 体式驱动桥设计 一、 课题研究 现状 ,选题的 目的、 依据和意义 1、研究现状 汽车驱动桥是汽车传动系统的重要组成，承载着汽车的满载荷重及地面经车轮、车架给予的垂直力、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。汽车驱动桥的结构型式和设计参数对汽车动力性 、经济性、平顺性、通过性有直接影响。驱动桥结构型式的选择与设计参数选取及设计计算对汽车的整车设计和性能极其重要。 传统的驱动桥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、手册为依据进行的。目前国外的驱动桥设计与研发的技术已经非常的成熟，其驱动桥的研发与设计融入：驱动桥壳有限元分析，高性能制动器技术、电子智能控制技术使驱动桥的设计，不但可以缩短设计周期，还可以提高设计精度和可靠性，从而实现设计过程的最佳化和自动化。国内生产微型汽车驱动桥的厂家较多，品种和规格也较全，其性能和质量基本上能 够满足国产车辆的使用要求，但是与国外先进产品相比，国内驱动桥齿轮传动装置技术水平仍相对较低。随着国外先进技术的引进，科技迅速发展的推动，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，逐步的缩短与外国制造技术水平上的差距，并最终跟上世界先进的汽车零部件设计制造技术水平。 汽车驱动桥已经经过好多年的发展了，现有的产品比较笨重没有什么技术含量，大多用在卡 车 大客车上，这种产品从诞生到现在基本没有多大的更新。所以，如果还是生产老式产品的话，会 陷入同 质化 竟争难以取得好的效益，如果要在这外行业有所发展的话一定要有自己创新。开发出轻巧坚固的桥，另外老式的车桥一能更好地与地面保持平行，所以在路面不平时轮胎的抓地能力很差，现在的轿车大都淘汰了这种桥，而采用性能更优越的多连杆整车桥。近年来，驱动桥垫片市场发展迅速。经过近几年的快速发展，世界驱动桥垫片行业已经形成一定的产业规模，相关驱动桥垫片产业也日渐完善，但是国内驱动桥垫片市场还远未成熟，同发达的欧美国家相比，无论市场规模、产品档次、品种规格、消费水平等方面都还有相当大的差距。随着市场经济的发展，驱动桥垫 片技术水平、产品质量的提高，应用领域的不断扩展，我国的驱动桥垫片将会有巨大的市场需求和发展空间。功能： 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。驱动桥的分类 :驱动桥分非断开式与断开式两大类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，通过弹性元件与架相连。它由驱动桥壳 1，主减速器，差速器 ,和半轴组成 2、目的、 依据 和意义 对于汽车来说而驱动桥在传动系统中起着举足轻重的作用。随着目前国际上石油价格的上涨，汽车的经济性日益成为人们关心的话题 ,提高其燃油经济性也是各汽车生产商来提高其产品市场竞争力的一个方法。为了降低油耗，不仅要在发动机的环节上节油，而且也需要在传动的系统中来减少能量的损失。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。在这一环节中，发动机是动力的输出者，而驱动桥则是将动力 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。所以驱动桥的设计也是提高其燃油经济性一个重要的环节，汽车驱动桥涉及的机械零部件的品种十分的广泛，对这些零部件、元件及总成的制造也几乎涉及到所有的现代机械制造工艺所以对驱动桥的设计不应仅停留在传统的设计方法上，而应借助于现代设计方法以精益求精。 现代的驱动桥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。以理论为指导、以计算机为辅助 ,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。以便为广大消费者生产出质量好 ,操作简便，价格便宜适合中国国情，包括道路条件和经济条件的车辆，满足大多数消费者的要求， 所以 设计出结构简单、工作可靠、造价低廉的驱动桥 将大大推动汽车产业的发展和社会经济的提高。 驱动桥设计是在整车设计中一个重要的环节，也是评价汽车整体性能的一个标准，所以 通过对汽车 驱 动 桥 的 学 习 和 设 计 ， 可 以 更 好 的 掌 握 现 代 汽 车 驱 动 桥 设 计 与 机 械 设 计 的 方 法 。 3、哈飞民意 基本参数 车 型： 生产厂商： 哈飞汽车 所属： 哈飞民意 上市时间： 2003 最近更新： 外形尺寸（长 /宽 /高）： 3930/1505/1875耗： 点： 造型突破传统微面，继承微面优点实用性强 缺 点： 技术改进不大，并未摆脱“微面一族” 哈飞民意 本参数 哈飞民意 准型 车型名称 哈飞民意 准型 车体结构 中小型客车 豪华级别 标准型 哈飞民意 准型 标准引擎 冷、直列四缸四冲程、单顶置凸轮轴、多点燃油喷射式 标准变速器 手动 5 档 标准排量 1050 气 门 数 16 最大功率 200 KW/ 最大扭矩 83/3000 3500 N m/油系统 电子燃油喷射式 理论油耗 升 /百公里 最高时速 110.0 km/h 加速时间 秒（ 0h） 排 放标准 国标准 哈飞民意 准型 悬挂 /轮胎 驱动方式 前置前驱 制动方式 碟 /鼓（前 /后） 转向助力 非助力转向式 悬挂方式 滑柱摆臂式独立悬架 / 轮毂尺寸 轮 165/70板弹簧式非独立悬架（前 /后） 胎 尺寸和重量 车身重量 1030 轴 距 2470 轮 距 1300/1310 /后） 全车长度 3930 车身宽度 1505 车身高度 1875 通过性 最小转弯半径 5.0 m 最小离地间隙 155 最大爬坡度 % 接近角 离去角 货舱容积 行李舱容积 L 油箱容积 36 L 标准座位数 8 二、设计（论文） 的基本内容 、 拟解决的主要问题 1、研究的 基本 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） 制装配图、零件图，完成毕业设计说明书； 2、 拟解决的主要问题 （ 1） 通过 文献，掌握汽车驱动桥设计方法； （ 2）调研，掌握汽车驱动桥设计过程； （ 3） 确定汽车 驱动桥 各项参数， 计算确定各元件的参数和尺寸，完成 纸； （ 4）完成毕业设计说明书； (1)通过理论学习与实验室实物研究相结合的办法，对驱动桥的各部 件加深认识与理解，绘制设计草图。 (2)在设计中对一些设计参数与尺寸将通过参考同类车型的尺寸进行选取设计。如：桥壳的厚度、加强肋的位置、润滑方式等。 (3)确定汽车驱动桥各项参数，计算确定各元件的参数和尺寸，完成 图。 (4)毕业设计说明书格式规范，设计思路清晰，方案选择合理，具有可行性，图纸绘制符合制图标准，结构合理，满足设计要求。 三、技术路线（研究方法） 四、进度安排 （ 1）资料收集、调研，完成开题报告； 第 12 周（ 3 月 2 日 3 月 15 日） （ 2）获得驱动桥总成各参数，掌握设计过程； 第 3 周（ 3 月 16 日 3 月 22 日） （ 3）主减速器，差速器，半轴，桥壳方案确定； 第 45 周（ 3 月 23 日 4 月 5 日） （ 4）主减速器，差速器，半轴，桥壳参数选择与设计计算； 第 610 周（ 4 月 6 日 5 月 10 日） （ 5）完成设计说明书，完成图纸绘制； 第 1114 周（ 5 月 11 日 6 月 7 日） （ 6）设计审核、修改； 第 1516 周（ 6 月 8 日 6 月 21 日） （ 7）毕业设计答辩准备及答辩； 第 17 周（ 6 月 22 日 6 月 28 日） 掌握驱动桥设计过程 确定驱动桥的设计思路 根据整车要求确定汽车驱动桥的各项参数 设计计算主减速器、差速器、半轴以及驱动桥壳的强度校核 完成 配图、零件图与设计说明书 形成研究成果 收集信息、资料 五、参考文献 1 刘惟信 M北京 :清华大学出版社 ,2001. 2 王望予 M第 3 版 机械工业出版社 ,2000. 3 余志生 M第 3 版 机械工业出版社 ,2000. 4 张洪欣 M北京 :机械工业 出版社 ,1998. 5 臧杰 M北京 2005 6汽车工程手册编辑委员会 制造篇 人民交通出版社 ,2001. 7 陈效华 J2003,32(4). 8 陈效华 J2003,25(1). 9 李光熠 J2001(5). 10 王铁 J2003(2). 11 王铁 J2003(4). 12 褚志刚 J2001(6). 13 毕春长 J2000(2). 14 丁予展 J2000,19(6). 15 C. 2006: 12416 M. 2000. 17 C, in R. 005. 六、备注 指导教师意见： 签字： 年 月 日 本科学生毕业设计 系部名称 ： 专业班级 ： 学生姓名 ： 指导教师 ： 职 称 ： 黑 龙 江 工 程 学 院 二 *年 *月 黑龙江工程学院 本科生毕业设计 I 摘 要 本次设计的题目 是哈飞民意汽车驱动桥设计。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，差速器采用普通对称式圆锥行星齿轮差速器 ，半轴采用半浮式型式， 桥壳采用 钢板冲压焊接式整体式桥壳。 关键词： 驱动桥；主减速器；设计；计算； 龙江工程学院 本科生毕业设计 he of is of is of of is to by or by it to is in on or of is in at On of of of of s s of In we of AD so . 龙江工程学院本科生毕业设计 目 录 摘 要 . I . 1章 绪 论 . 1 动桥的结构和种类 . 1 车车桥的种类 . 1 动桥的种类 . 1 动桥结构组成 . 2 . 6 第 2章 设计方案的确定 . 7 计主要参数 . 7 . 7 （ 1）主减速器齿轮的类型的选择 . 7 . 8 轴型式的确定 . 8 壳型式的确定 . 9 章小结 . 9 第 3章 主减速器设计 . 10 减速比的确定 . 10 减速器齿轮计算载荷的确定 . 10 减速器齿轮参数的选择 . 11 减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算与强度计算 . 12 减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算 . 12 减速器螺旋锥齿轮的强度计算 . 14 减速器齿轮的材料及热处理 . 17 减速器轴承的计算 . 18 减速器的润滑 . 21 章小结 . 22 第 4章 差速器设计 . 22 述 . 22 称式圆锥行星齿轮差速器 . 23 速器齿轮的基本参数选择 . 24 速器齿轮的几何尺寸计算与强度计算 . 25 章小结 . 28 第 5章 半轴设计 . 29 述 . 29 轴的设计与计算 . 29 . 29 轴的结构设计 . 32 章小结 . 33 第 6章 驱动桥桥壳的校核 . 34 述 . 34 壳的受力分析及强度计算 . 34 车以最大牵引力行驶时的桥壳强度计算 . 34 车侧向力最大时的桥壳强度计算 . 34 车在不平路面冲击载荷作用下桥壳的强度计算 . 35 黑龙江工程学院本科生毕业设计 章小结 . 35 参考文献 . 38 致 谢 . 39 黑龙江工程学院本科生毕业设计 1 第 1章 绪 论 动桥的结构和种类 车车桥的种类 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，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、差速器、驱动车轮的传动装置及桥壳等部件如图 示。 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 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黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 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 （ 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 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： 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 旋锥齿轮与双曲面齿轮 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： 黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 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 1。 （ 2）主减速器主动锥齿轮的支承形式及安装方式的选择： 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朝内，而小端朝外。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 2。 （ 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，当轴向黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 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 3。减速形式的选择与汽车的类型及使用条件有关，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。 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 4。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 （ a） 单级主减速器 （ b） 双级主减速器 图 减速器 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黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 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。 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。 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黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 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。 （ 1） 完成驱动桥的主减速器、差速器、半轴、驱动桥桥壳的结构形式选择； （ 2） 完成主减速器的基本参数选择与设计计算； （ 3） 完成差速器的设计与计算； （ 4） 完成半轴的设计与计算； （ 5） 完成驱动桥桥壳的受力分析及强度计算； （ 6） 绘制装配图及零件图。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 第 2章 设计方案的确定 计主要参数 本次设计的任务是哈飞民意车驱动桥的设计。 技术参数： 发动机最大功率 kW/ r/ 000 发动机最大转矩 m/ r/ 74/3500 整车整备质量 870 汽车总质量 1460 最大车速 km/h 120 最小离地间隙 180 轮胎（轮辋直径） 英寸 12 （ 1）主减速器齿轮的类型的选择 本次设计选用：螺旋锥齿轮因为它能承受大的载荷，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。所以采用螺旋锥齿轮。 （ 2）主减速器主动锥齿轮的支承形式及安装方式的选择 本次设计选用：悬臂式支撑（圆锥滚子轴承），由于结构简单拆装、维修方便一般用于主传动比较小的主减速器上，为了减小悬臂长度和增加两支撑之间的距离以便为了改善支撑刚度，应使两轴承圆锥滚子 大端朝外，使作用在齿轮上离开锥顶的轴向力由靠近齿轮的轴承承受，而反向轴向力则由另一轴承承受。 （ 3）从动锥齿轮的支承方式和安装方式的选择 本次设计选用：从动锥齿轮：跨置式支撑（圆锥滚子轴承），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朝内，而小端朝外。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 5。 （ 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，预紧使轴向位黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 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调整螺母（利用轴承座实现），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 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的大小及驱动桥下的离地间隙、驱动桥的数目及布置形式等。 本次设计采用单级减速，主要从主传动比 70 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。但对于本设计的车型来说只选用普通的对称式圆锥行星齿轮差速器 即可。 本次设计选用：普通锥齿轮式差速器，因为它结构简单，工作平稳可靠，适用于本次设计的汽车驱动桥。 轴型式的确定 半轴根据其车轮端的支方承方式不同，可分为半浮式、 3/4 浮式和全浮式三种形式。由于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，故被质量较小、使用条件较好、承载负荷也不大的轿车和微型客、货车所采用 6，所以本次设计选择半浮式半轴。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 壳型式的确定 整体式桥壳的特点是将整个桥壳制成一个整体，桥壳犹如一个整体的空心梁，其强度及刚度都比较好。且桥壳与主减速器壳分作两体， 主减速器齿轮及差速器均装在独立的主减速壳里，构成单独的总成，调整好后再由桥壳中部前面装入桥壳内，并与桥壳用螺栓固定在一起。使主减速器和差速器的拆装、调整、维修、保养等都十分方便等优点。按制造工艺不同，整体式桥壳可分为铸造式、钢板冲压焊接式和扩张成型三种。钢板冲压焊接式和扩张成型式桥壳质量小，材料利用率高，制造成本低，适用大量生产，广泛应用于乘用车和总质量较小的商用车。 本次设计驱动桥壳就选用钢板冲压焊接式整体式桥壳。 章小结 本章首先给出主要的设计参数，确定主减速器的类型，主要从主减速器齿轮的类型 、主减速器主动锥齿轮的支承形式及安装方式的选择、从动锥齿轮的支承方式和安装方式的选择、主减速器的轴承预紧及齿轮啮合调整及主减速器的减速形式上得以确定，从而逐步确定驱动桥各个总成的基本结构，分析了驱动桥各总成结构组成及其作用。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 第 3章 主减速器设计 减速比的确定 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 。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。即 0i=iv （ 式中： 发动机最高转速 5000r/n ； 汽车最高 行驶车速 120km/h ； 汽车滚动半径 变速器最高档传动比 减速器齿轮计算载荷的确定 通常是将发动机最大转矩配以传动系最低档传动比时和驱动车轮打滑时这两种情况下作用于主减速器从动齿轮上的转矩（T ,）的较小者，作为载货汽车计算中用以验算主减速器从动齿轮最大应力的计算载荷。即 0m a x/n=964 （ ） （ i 2=1935（ ） （ 式中： qu! 发动机最大转矩 74 ； 由发动机到所计算的为加速器从动齿轮之间的传动系最低档传动比； 6 时，取 0。 减速器齿轮参数的选择 （ 1）齿数的选择 对于普通单级主减速器，为了磨合均匀， 间应该避公数 为了得到理想的重合度和高的齿轮弯曲 强度，主，从动齿轮和不应小于 40。为了啮合平稳、噪声小和具有高的疲劳强度，对于乘用车， 般不少于 9；对于商用车， 。主传动比 大时， 量取得少些，以便得到满意的离地间隙。对于不同的主传动比， 具有适宜的搭配。 （ 2）节圆直径地选择 根据从动锥齿轮的计算转矩（见式 式 取两者中较小的一个为计算依据）按经验公式选出： 32 2 = （ 式中：2 直径系数，取23 黑龙江工程学院本科生毕业设计 12 计算转矩， ，取jT， 计算得， 2d =取 2d = （ 3）齿轮端面模数的选择 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 = （ 4）齿面宽的选择 汽车主减速器螺旋锥齿轮面宽度推荐为： F=d =初取 （ 5）螺旋锥齿轮螺旋方向 一般情况下主动齿轮为左旋，从 动齿轮为右旋，以使二齿轮的轴向力有互相斥离的趋势。 （ 6）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 效果最好，但 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。 减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算与强度计算 减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算 表 减速器螺旋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 8 2 今动齿轮齿数 2z 41 3 模数 m 齿面宽 b 2b = 工作齿高 全齿高 h = 法向压力角 =22 黑龙江工程学院本科生毕业设计 13 续表 序号 项 目 计 算 公 式 计 算 结 果 8 轴交角 =90 9 节圆直径 d =m z 1d 28d =0 节锥角 1 12 =90- 1 1 =2 =11 节锥距 11d =22d 2 周节 t=m t=3 齿顶高 21 2 14 齿根高 15 径向间隙 c= c= 16 齿根角 01f=2f =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 c aa 2 221 1 2 20 节锥顶点止齿轮外缘距离 1121 s ak 212 22 2 21 理论弧齿厚 21 k2 1s =s =2 齿侧间隙 B=龙江工程学院本科生毕业设计 14 序号 项 目 计 算 公 式 计 算 结 果 23 螺旋角 =35 减速器螺旋锥齿轮的强度计算 在完成主减速器齿轮的几何尺寸计算之后，应对其强度进行计算，以保证其有足够的强度和寿命以及安全可靠性地工作。 在进行强度计算之前应首先了解齿轮的破坏形式及其影响因素。 螺旋锥齿轮的强度计算： （ 1）主减速器螺旋锥齿轮的强度计算 单位齿长上的圆周力 式中： p 单位齿长上的圆周力， N/ P 作用在齿轮上的圆周力， N，按发动机最大转矩； 2b 从动齿轮的齿面宽，在此取 23 按发动机最大转矩计算时： 21013m a x =805N/ （ 式中： 发动机输出的最大转矩，在此取 74 ； 变速器的传动比， 1d 主动齿轮节圆直径，在此取 28 按最大附着力矩计算时： r210232 =1103 /N （ 式中： 2G 汽车满载时一个驱动桥给水平地面的最大负荷，对于后驱动桥还应考虑汽车最大加速时的负荷增加量，在此取 7791N； 轮胎与地面的附着系数，在此取 黑龙江工程学院本科生毕业设计 15 r 轮胎的滚动半径，在此取 在现代汽车的设计中，由于材质及加工工艺等制造质量的提高，单位齿长上的圆周力有时提高许用资料的 20% 25%。经验算以上两数据都在许用范围内。其中上述两种方法计算用的许用单位齿长上的圆周力 P 都为 1865N/故满足条件。 轮齿的弯曲强度计算。汽车主减速器螺旋锥齿轮轮齿的计算弯曲应力)/( 2为 30 102 mk 412 （ 式中： 锥