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毕业设计（论文）任务书 学生姓名 陈昌 健 系部 汽车 与交通工程学院 专业、班级 车辆工程 07 指导教师姓名 纪峻岭 职称 副 教授 从事专业 车辆工程 是否 外聘 是 否 题目名称 大迪轻型客货车 1021桥设计 一、 设计（论文） 目的、意义 车 桥通过悬架与车架（或承载式车身）相联，两侧安装着 驱动或从动 车轮，用以在车架（或承载式车身）与车轮之间传递铅垂力、纵向力和横向力。 汽车转向 桥 是保持或者改变汽车行驶方向的机构，保证汽车在行驶中能按驾驶员的操纵要求，适时地改变行驶方向，并能在受到路面 干扰偏离行驶方向时，与行驶系配合，共同保持汽车稳定地直线行驶。转向系和前桥对汽车行驶的操纵性、稳定性和安全性都具有重要的意义。 汽车驱动桥是将发动机输出的力矩进一步增大，并经过半轴传给驱动车轮，同时为左右驱动轮提供差速效果。 通过对汽车 车 桥的设计可以使学生掌握汽车结构设计的 基本 方法 ， 培养理论联系实际的技能 以及 综合利用所学的专业知识 的能力 。 二、设计 内容、 研究方法 1、设计内容 1） 前桥的结构形式选择 2） 转向器结构形式及选择 3） 前桥主要零件工作应力的计算 4） 驱动桥 的设计及参数确定 5） 差速器的 设计与计算 2、研究方法 1）通过文献资料，熟悉汽车前桥及转向系设计和 关知识，掌握汽车前桥及转向系设计计算方法。 2）调研，确定 汽车 车桥的 设计 方案 。 3） 完成车桥的设计，绘制 纸 ，撰写设计说明书 。 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、设计完成后应提交的 成果 折合 0 号图纸 3 张 设计说明书达到 字以上。 、设计 （论文） 进度安排 （ 1） 资料收集、调研，完成开题报告 第 1 2 周 （ 2 月 28 日 3 月 11 日） （ 2） 确定设计参数和设计方案 第 3 周 （ 3 月 14 日 3 月 18 日） （ 3） 从动 桥设计 第 4 5 周 （ 3 月 21 日 4 月 2 日） （ 4） 驱动桥设计 第 6 10 周（ 4 月 5 日 5 月 6 日 ） （ 5）设计说明书定稿，完成图纸绘制 第 11 14 周（ 5 月 9 日 6 月 3 日） （ 6）设计审核、修改 第 15 16 周（ 6 月 6 日 17 日 ） （ 7）准备答辩 第 17 周（ 6 月 20 6 月 24 日 ） 五、主要参考资料 1 刘惟信 M华大学出版社， 2001. 2 王望予 M械工业出版社 ,2000. 3 陈家瑞 M民交通出版社， 2001. 4 汽车工程手册 编辑委员会 M民交通出版社， 2001. 5 余志生 M械工业出版社， 2000 6 张洪欣 M械工业出版社， 1998. 7 成大先 M学工业出版社， 2004. 六、备注 指导教师签字： 年 月 日 教研室主任签字： 年 月 日 附 录 (1)外文文献 ll of it is or of to a 90 of in to in a at be at of to is by a a is to a a of to of As is to of a is an of to to at to to is by 1). is to 2). in a in is at to 3). on 4). as a 5). to of as 6). do on of is 7). it is to a to at 8). As to as by to of at If 0 of up 10 is as an if as in or of be to of to to is or or of on to be on or is to at as So at is to in at as is to as of as if a or to a to at or to a on of be to To a a or a by to a by If is a it be or to If is in in a If is a in If is a in if it at of a is to a a a is a of of on a on on to a 7 on on By of on of on is a of is of is to up so a on in of of in of of is of on by of on (2)文献翻译 驱动桥 /微分 所有车辆有某种类型的驱动桥 /微分装配纳入动力传动系统。不管它是前、后或四轮驱动 ,差距是必要的 ,为顺利应用发动机功率的马路上。 看到图 1 图 1 传输功率的汽车车桥必须通过一个 90 角的影响。在传统的流程引擎 /力量面前后轮驱动的车辆从发动机到移动驱动桥大约在一条直线。然而 ,在汽车车桥、权力必须被转变成直角 (从线的传动轴上 )和直接跳转到驱动轮。 这是一个小齿轮驱动齿轮来完成 ,它把一个圆环形齿轮。环形齿轮系在一微分住房 ,包含一套小齿轮 ,每到轴。随着住房转动时 ,内部差动齿轮轴转动轮轴 ,也是连接到驱动轮。 图 1 三个组成部分 典型的驱动桥总成。 差动 参见图 2 图 2 差压的安排是齿轮和两个 功能 :允许后轮转向以不同速度转弯和分开时 ,二者之间的功率流后轮。 所附插图都被提供 ,帮助大家了解这发生。在驱动小齿轮 ,它是由传动轴上 ,轮流转环形齿轮 (1)。 环形齿轮 ,这是连接到微分案例 ,把格 (2)。 齿轮轴 ,位于是个令人讨厌的家伙在差分案子里 ,是角度正确的刚性车轴 ,并将这个案子 ,(3)。 差动齿轮 (驱动 )齿轮安装在齿轮轴的旋转 ,以轴 (4)。 微分侧方齿轮组 (驱动 )与齿轮插齿齿轮相啮合 ,把与微分住房和环形齿轮作为一个单位 (5)。 侧方齿轮组是到内在刚性车轴的两端且转动轴随着住房转 (6)。 当两轮有平等的牵引 力 ,插齿齿轮不旋转的齿轮轴上 ,因为输入力的插齿齿轮是平分秋色两个侧方齿轮组 (7)。 当有必要把一个角落 ,差动齿轮生效 ,并允许轴轴旋转速度不同 (8)。 当内在的车轮减速时 ,其侧齿轮轴内轮也慢了下来。作为平衡齿轮齿牙负荷杠杆通过维持两个相等的齿轮 ,同时让不平等的速度在轴旋转轴心。如果车辆速度不变 ,和内心的车轮开始减缓到 90%的车速度、外部轮将加快向 110 个百分点。然而 ,因为本系统被认为是一个开放的微分 ,如果有一个轮子卡住了 (如应成为在泥地或雪地上 ),所有的发动机功率可以转移到只有一个轮子。 图 2 的概述微分齿轮的 经营方针。 锁定差动式操作 看到如图 3 图 3 锁定差距提供驱动力方向盘 ,与在其他的最佳牵引轮开始旋转。这是完成离合器片 ,通过 或锁定。 离合器盘或者锥细胞位于即墨市侧方齿轮组和内部墙面微分案件。当他们被挤压的弹簧拉力 ,一起经历的向外的力量 从侧面齿轮、三种不良反应的发生。电阻对侧方齿轮组产生更大的扭矩是对离合器包或离合器球果。有一个轮子旋转快速不能发生 ,因为身边齿轮被迫转向以相同的速度为例。所以最重要的是 ,球队的齿轮和差压情况下转向以相同的速度 ,其他的车轮被迫以同一方向旋转 ,和以相同的速度为微分案件。因此 ,应用动力方向盘 ,与更好的抓地力。 锁差速器的工作几乎一样的离合器和锥型 ,除了当限滑胎速度微分发生时 ,该单位将身体上两根轴旋转锁在一起 ,他们 ,如果他们一个坚实的轴上。 图 3 输功率的差离合器圆锥或通过驱动轮拥有世界一 流的牵引力。 识别一个 桥 金属标签通常是连接到轴总成的插头或一道填料上封面。在生命的车辆 ,这些标签会变得失去了和其他途径必须被用来识别汽车车桥。 是否有一个 车驱动桥或传统的运动 ,提高轮胎的后轮离开地面。把传输在公园 (自动 )或低 (手动 ),并试图把一个驱动轮的手。如果驱动轴是一个 型 ,它将是十分困难的 (或者不可能 )把轮子。如果驱动轴是常规的 (打开 )类型 ,轮子就会转动容易 ,和对方轮会旋转相反的方向来的。 在中立的地方 ,再旋转传输后轮。如果 轴是一个 型 ,相反的摩天轮将在同一方向旋转。如果轴是一种传统的类型 ,相反的轮子会旋转相反的方向 ,如果它旋转。 齿轮传动比 看到如图 4 图 4 一辆汽车的驱动桥据说有一定的轴的比例。这个号码 (通常是一个完整的数和一个十进制的分数 )实际上是一个比较的数量在环形齿轮轮齿与小齿轮。例如 ,一个 方意味着从理论上讲 ,有 齿咬住了环形齿轮为每颗牙齿在小齿轮或 ,用另一种方式来说 ,传动轴上必须把 转动轮胎一次。实际上 ,率 ,或许有 37 颗牙上环形齿轮和 9 颗牙上小齿轮。所划分的齿数小齿轮的齿数成环形齿轮 ,数值轴比的表达式。这也提供了一种良好方法轴比值的确定到底是哪一个是处理。 另一种方法来确定齿轮传动比是杰克和支持 ,使双方的车辆驱动轮是离地面。做一个粉笔痕迹的驱动轮、传动轴上。把传输在中立的。把轮子转 ,数一数这些形成的一个完整的圈数 ,使传动轴上 /半轴 。转动的圈数 ,这使 得在一个完整的革命尚未开化出来的驱动轮接近轴的比例。 如图 4 数值比汽车车桥的数目的牙齿咬住了环形齿轮除以牙齿的数目小齿轮。 毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）题目 : 大迪轻型客货车 1021桥设计 院 系 名 称 : 汽车与交通工程学院 专 业 班 级 : 车辆工程 07 学 生 姓 名 : 导 师 姓 名 : 开 题 时 间 : 2011 年 3 月 11 日 指导委员会 审查意见： 签字： 年 月 日 毕业设计（论文 ）开题报告 学生姓名 院部 汽车与交通工程学院 专业、班级 车辆工程 07 指导教师姓名 职称 副教授 从事 专业 车辆工程 是否外聘 是 否 题目名称 大迪轻型客货车 1021桥设计 一、 课题研究 现状、 选题 目的 和意义 1、研究现状 目前国产车桥 在国内市场占据了绝大部分份额，但仍有一定数量的车桥依赖进口，国产车桥与国际先进水平仍有一定差距。国内车桥长的差距主要体现在设计和研发能力上，目前有研发能力的车桥厂家还不多，一些厂家仅仅停留在组装阶段。实验设备也有差距，比如工程车和牵引车在行驶过 程中，齿轮啮合接触区的形状是不同的，国外先进的设备能够模拟这种状态，而我国现在还在摸索中。 目前国内 车 桥生产厂家分为四种类型。 一是与国际知名品牌厂家合作，利用国内本土资源优势及国外先进的技术支持生产。如 1995 年柳工与德国采埃孚公司在柳州建立的合资公司，除生产采埃孚高技术水平双变外，还生产采埃孚高技术水平驱动桥，供中国高技术及出口装载机、平地机等配套，为中国高技术水平驱动桥技术的发展起到了促进作用。成工引进了卡特三节式湿式桥的样机，成功开发了成工的三节式系列湿式桥，已批量推向了市场。 2005 年，东风车 桥通过与美国德纳公司合资合作，双方斥巨资已经建成国内规模最大、效益最佳、管理最好的商用车桥公司，逐步融入全球汽车零部件大循环之中。徐州美驰车桥有限公司是由美国的阿文美驰公司和徐州工程机械集团有限公司共同投资的合资公司，美元，注册资本 美元，其中美方股比为 60%、中方为 40%，拥有员工1000 多人，其中工程技术人员 100 多人，主要产品包括各种轮式车辆用刚性桥、从动桥、转向驱动桥、转向贯通驱动桥、贯通桥。 二是通过引进国外先进的技术，依托本土的环境优势建立的民族企业，占 据着国内市场的大部份额。如引进意大利菲亚特技术、依托于中国一拖旗下的一拖（洛阳）开创装备科技有限公司就是典型的代表。其农机驱动桥产品已从 16 马力覆盖至 200 马力，所生产的 80160 马力驱动桥在市场上占据着主导地位，有 “ 中国第一桥 ” 的美誉。此外，山东的前进桥厂、烟台捷林达桥厂以及新昌齿轮箱厂也在不断借鉴国内外先进的技术，推动国产驱动桥的发展。 三是一些主机厂家根据自身需要，利用自身资源自产自用，也是国产驱动桥的一种 发展模式。比如常发集团生产的中小马力拖拉机上用的驱动桥就是典型的生产自用型。此外，龙工、徐 工等工程机械厂家也生产自己整机上所用的驱动桥，但这种模式仅为自给自足，很难满足外部市场需求。 四是国际知名品牌传动系生产商进军中国市场，成立的独资企业。如卡拉罗青岛的公司、德纳在无锡的工厂以及 陕西成立的销售公司等。由于刚刚进驻中国市场，暂时还处于竞争上的劣势，还无法对本土企业造成太大的威胁，但随着国际交流日趋密切，这些企业最终必将成为民族产业不可小视的竞争对手。 在具体工艺细节方面，我国和世界水平的差距还比较大，归根结底后桥的共用时承载和驱动。在这两方面，今年来出现了一些新的变化。另外，在结构方 面，单机驱动桥的使用比例越来越高；技术方面，轻量化、舒适性的要求将逐级提高。总体而言，现在汽车向节能、环保、舒适等方面发展的趋势，要求车桥向轻量化、大扭矩、低噪声、宽速比、寿命长和低生产成本。 为适应不断完善社会主义市场经济体制的要求以及加入世界组织后国内外汽车产业发展的新趋势，推进汽车产业结构调整和升级，全面提高汽车产业国际竞争力，满足消费者对汽车产品日益增长的要求，促进汽车产业健康发展，特制定汽车产业发展政策。通过该政策的实施，使我国汽车产业在 2010 年前发展成为国民经济的支柱产业，为实现全面建设小康社 会的目标做出更大的贡献。政府职能部门依据行政法规和技术规范的强制性要求，对汽车、农用运输车（低速载货车及三轮汽车，下同）、摩托车和零部件生产企业及其产品实施管理，规范各类经济主体在汽车领域的市场行为。四驱越野车在汽车发展趋势中，有着很好的发展前途，生产出质量好，价格便宜的汽车将适合大多数消费者的要求。在国家积极投入和支持发展汽车产业的同时，能研制出适合中国国情，包括道路条件和经济条件的车辆，将大大推动汽车产业的发展和社会经济的提高。 汽车发动机向低速大转矩发展的趋势，使得驱动桥的转动比同小速比发展。随着公路 状况的改善，特别是高速公路的迅猛发展，汽车使用条件对汽车通过性的要求降低，因此，汽车不必像过去一样，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，驱动桥机械传动效率提高，易损件减少，可靠性提高。驱动桥产品的优势为驱动桥的发展拓展了广阔的前景。 在新政策汽车产业发展政策中，我国要成为世界主要汽车制造国，汽车产品满足国内市场大部分需求并批量进入国际市场；汽车产业企业要形成若干驰名的汽车、摩托车和零部件产品品牌；通过市场竞争形成几家具有国际竞争力的大型汽车基业集团等等。同时，在这个新 的汽车产业政策描绘的蓝图中，还包含许多设计产业素质提高和市场环境改善的综合目标，着实令人鼓舞。然而，不可否认的是，国内汽车产业的现状离产业政策的目标还有相当的距离。自 1994 年汽车工业产业政策颁布并执行以来，国 内汽车产业结构有了显著变化，企业规模效益有了明显改善，产业集中度有了一定程度提高。但是，长期以来困扰中国汽车产业发展的散、乱和低水平重复建设问题，还没有从根本上得到解决。多数企业家预计，在新的汽车产业，在新的汽车产业政策的鼓励下，将会有越来越多的汽车生产企业按市场规律组成企业联盟，实现优势互补和资 源共享。由于四驱越野车的普及，因而对于转向驱动桥是非常重要的。 2、目的与意义 通过对 大迪轻型货车 1021桥设计 的设计和研究，以加深对汽车设计理论，汽车技术发展方向和汽车构造的理解，为进入社会从事汽车技术工作奠定坚实的基础。通过给定功率、扭矩参数、最高车速、制动条件、行驶条件、以及有关国家法规为设计约束条件，按照设计理论进行基本参数设计，以汽车构造、汽车理论和汽车设计为基础，完成底盘各部分的结构设计，并通过对原型机的测绘结合计算参数确定试题结构。 在进行设计时，可以了解研发流程，在进入工作岗位后很快适 应研发工作。 二、设计（论文） 的基本内容 、 拟解决的主要问题 1、设计的主要内容 （ 1）研究国内外汽车驱动桥研究现状及发展历史，理解本课题研究的意义 （ 2）分析各种汽车驱动桥的基本原理和优缺点 （ 3）驱动桥和主减速器、差速器、半轴与驱动桥桥壳和转向桥转向装置的结构形式选择 （ 4）主减速器的参数选择与设计计算 （ 5）差速器的设计与计算 （ 6）半轴的设计与计算 （ 7）转向桥的设计与计算 （ 8）驱动桥桥壳的受力分析及强度计算 （ 9）转向节装置的设计与计算 （ 10）后驱动桥与前转向桥 制装配图、零件图 2、拟 解决的主要问题 （ 1）查阅相关资料，根据所给参数，确定驱动桥主减速器的减速形式，对驱动桥进行方 案设计和结构设计 （ 2）设计差速器的结构形式 （ 3）设计桥壳的结构形式 （ 4）设计转向桥的结构形式 （ 5）根据设计参数对主要零件进行设计及强度计算 三、技术路线（研究方法） 四、进度安排 1. 调研，收集资料，撰写开题报告 第 1 2 周 (2 月 28 日 11 日 ) 2. 根据轻型货车车桥的特点，进行方案设计 第 3 5 周 (3 月 14 日 1 日 ) 3. 绘制转向桥与驱动桥草图 第 6 8 周 (4 月 4 日 22 日 ) 4. 绘制图形，撰写设计说明书 第 9 13 周 (4 月 25 日 27 日 ) 5. 完善设计，提交指导老师审核并修改 第 14 周 (5 月 30 日 3 日 ) 6. 提交系里评阅并修改，准备答辩 第 15 16 周 (6 月 6 日 17 日 ) 7. 毕业设计答辩 第 17 周 (6 月 20 日 24 日 ) 总体方案确定 车桥结构分析与类型选择 减速器的设计 差速器的设计 半轴的设计 桥壳的设计 绘制图纸 车桥设计计算 形 成研究成果 转向器的设计 五、 参考文献 1 王丰元 . 周群辉 , 杨朝会 , 王爱兵 . 汽车驱动桥虚拟设计系统研究 J. 机械设计与制造 , 2009,4 2 刘惟信 . 机械可靠性设计 清华大学出版社 ,1996 3 机械工程手册编辑委员会 第 2 版 ,第 16 分册 ,专用机械 (三 ),第一篇汽车 )机械工业出版社 ,1997 4 臧杰汽车构造 M北京：机械工业出版社， 2005. 5 刘惟信汽车车桥设计 M北京 :清华大学出版社， 2004 6 黄平辉 . 汽车驱动桥桥壳静力学建模与分析 2010,5 7 曾范量差速器的工作原理与使用 J汽车维修， 2005,5 8 王望予 . 汽车设计 机械工业出版社 ,2004,8 9 王聪兴 代设计方法在驱动桥设计中的应用 J公路与汽运， 2004,9 10余志生 北京 :机械工业出版社 ,2000 11张骄 机械设计与研究 J12 郑燕萍 轻型汽车技术 13 李红渊，李萍锋 J,农业装备与车辆工程 141986， 5 15Y. 1993， 2 六、备注 指导教师意见： 签字： 年 月 日 黑龙江工程学院本科生毕业设计 目 录 摘要 . I . 1 章 绪论 . 1 课题的来源、基本前提条件和技术要求 . 1 课题要解决的主要问题和设计总体思路 . 1 期的成果 . 2 内外发展状况及现状的介绍 . 2 计内容 . 3 第 2 章 总体方案确定 . 4 动桥方案确定 . 4 向系方案确定 . 7 述 . 7 向器结构形式及选择 . 7 环球式转向器结构及工作原理 . 9 章小结 . 10 第 3 章 驱动桥的设计计算 . 11 减速器的设计 . 11 减速器的结构型式 . 11 减速器主动锥齿轮的支承型式及安装方法 . 13 减速器从动锥齿轮的支承型式及安装方法 . 14 减速器的基本参数的选择及计算 . 14 速器的设计 . 20 速器的结构型式 . 20 速器的基本参数的选择及计算 . 22 轴的设计 . 24 轴的结构型 式 . 24 轴的设计与计算 . 24 浮式半轴的结构设计 . 28 桥壳结构选择 . 28 黑龙江工程学院本科生毕业设计 动桥壳结构方案分析 . 29 架结构分析 . 29 章小结 . 30 第 4 章 转向桥的设计计算 . 31 向桥主要零件工作应力的计算 . 31 在最大侧向力 (侧滑 )工况下的前梁应力计算 . 33 向节在制动和侧滑工况下的应力 . 34 销与转向节衬套在制动和侧滑工况下的应力计算 . 35 向节推力轴承的计算 . 37 向梯形的优化设计 . 38 向传动机构强度计算 . 41 架的结构分析 . 42 章小结 . 44 结论 . 45 参考文献 . 46 致谢 . 47 附录 . 错误 !未定义书签。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 I 摘 要 车桥通过悬架与车架（或承载式车身）相联，两侧安装着车轮，用以在车架（或承载式车身）与车轮之间传递铅垂力、纵向力和横向力。 汽车行驶过程中，经常需要改变行驶方向，即所谓的转向，这就需要有一套能够按照司机意志使汽车转向的机构，它将司机转动方向盘的动作转变为车轮的偏转动作。 汽车转向系是保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶中，保证各转向轮之间有协调的转角 关系。保证汽车在行驶中能按驾驶员的操纵要求，适时地改变行驶方向，并能在受到路面干扰偏离行驶方向时，与行驶系配合，共同保持汽车稳定地直线行驶。转向系和前桥对汽车行驶的操纵性、稳定性和安全性都具有重要的意义。 绝大多数的发动机在上的纵向安置的，为使其转矩能传给左、右驱动车轮，必须由驱动桥的主减速器来改变转矩的传递方向，同时还得由驱动桥的差速器来解决左、右驱动车轮间的转矩分配问题和差速要求。 通过对汽车前桥转向系和后桥驱动机构的设计可以使学生掌握汽车前桥转向系和后桥驱动机构的结构设计的原则和方法。培养理论联系实际 的技能。设计与专业关系紧密，可综合利用所学的专业课有汽车构造、汽车设计、机械设计、工程材料和 关键词 : 转向系 ;驱动车轮 ;前桥 ;行使方向 ;改变转矩 黑龙江工程学院本科生毕业设计 or on or to a to it be of is to or of in in to by be in is of is of in so be to be to of to to so of be a AD of 1 第 1 章 绪 论 本课题是轻型载货汽车车桥的设计。设计出轻型载货汽车车桥，包括 主减速器、差速器、驱动车轮的传动装置 ,转向机构及桥壳等部件，协调设计车辆的全局。 课题的来源、基本前提条件和技术要求 型载货汽车在汽车生产中占有一定的比重。车桥在整车中十分重要，设计出结构简单、工作可靠、造价低廉的车桥，能大大降低整车生产的总成本，推动轻型载货汽车经济的发展。 主要参数确定的情况下，设计选用车桥的各个部件，选出最佳的方案。 计出的车桥符合国家各项轻型货车的标准，运行稳定可靠，成本降低，适合本国路面的行驶状况和国 情。 课题要解决的主要问题和设计总体思路 a. 本课题解决的主要问题：设计出适合本课题的车桥。轻型载货汽车传动系的总任务是传递发动机的动力，使之适应于轻型货车行驶的需要。在一般轻型货车的机械式传动中，有了变速器还不能完全解决发动机特性与轻型货车行驶要求间的矛盾和结构布置上的问题。首先是因为绝大多数的发动机在轻型货车上的纵向安置的，为使其转矩能传给左、右驱动车轮，必须由后驱动桥的主减速器来改变转矩的传递方向，同时还得由车桥的差速器来解决左、右驱动车轮间的转矩分配问题和差速要求。其次，需将经过变速器、 传动轴传来的动力，通过后驱动桥的主减速器，进行进一步增大转矩、降低转速的变化。因此，要想使轻型货车车桥的设计合理，首先必须选好传动系的总传动比，并恰当地将它分配给变速器和车桥。 b. 本课题的设计总体思路：非断开式车桥的桥壳，相当于受力复杂的空心梁，它要求有足够的强度和刚度，同时还要尽量的减轻其重量。所选择的减速器比应能满足轻型货车在给定使用条件下具有最佳的动力性和燃料经济性。对载货轻型货车，由于它们有时会遇到坎坷不平的坏路面，要求它们的车桥有足够的离地间隙，以满足轻型货车在通过性方面的要求。车桥的噪声主要 来自齿轮及其他传动机件。提高它们的加工精度、装配精度，增强齿轮的支承刚度，是降低车桥工作噪声的有效措施。车桥各零部件在保证其强度、刚度、可靠性及寿命的前提下应力求减小簧下质量，以减小不平路面对车桥的冲击载荷，从而改善轻型货车行驶黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 的平顺性。 通过查阅相关的资料，运用专业基础理论和专业知识，确定载重量为二吨的转向桥总成设计方案，进行部件的设计计算和结构设计。使其达到以下要求 ： 1 具有足够的强度，以保证可靠地承受车轮与车架之间的作用力。 2 保证真确的车轮定位，使转向轮运动稳定，操作轻便并减轻轮胎的磨损。3 前 桥要有足够的刚度，以使车轮定位参数保持不变。 4 转向节与主销 、 转向节与前粱之间的摩擦力应尽可能的小，以保证转向操作的轻便性，并有足够的耐磨性。 5 转向轮的摆振应尽可能的小，以保证汽车的正常 、 稳定行驶。 前桥的质量应尽可能的小，以减轻非悬挂质量，提高汽车行驶平顺性。 期的成果 设计出轻型货车的车桥，包括主减速器、差速器、驱动车轮的传动装置及桥壳等部件，配合其他同组同学，协调设计车辆的全局。使设计出的产品使用方便，材料使用最少，经济性能最高 。 a. 提高轻型货车的技术水平，使其使用性能更好，更安 全，更可靠，更经济，更舒适，更机动，更方便，动力性更好，污染更少。 b. 改善轻型货车的经济效果，调整轻型货车在产品系列中的档次，以便改善其市场竞争地位并获得更大的经济效益 内外发展状况及现状的介绍 为适应不断完善社会主义市场经济体制的要求以及加入世贸组织后国内外轻型货车产业发展的新形势，推进轻型货车产业结构调整和升级，全面提高轻型货车产业国际竞争力，满足消费者对轻型货车产品日益增长的需求，促进轻型货车产业健康发展，特制定轻型货车产业发展政策。通过该政策的实施，使我国轻型货车产业在 2010 年 前发展成为国民经济的支柱产业，为实现全面建设小康社会的目标做出更大的贡献。政府职能部门依据行政法规和技术规范的强制性要求，对轻型货车、农用运输车（三轮车，下同 )、摩托车和零部件生产企业及其产品实施管理，规范各类经济主体在轻型货车产业领域的市场行为。在轻型货车发展趋势中，有着很好的发展前途。生产出质量好，操作简便，价格便宜的轻型货车将适合大多数消费者的要求。在国家积极投入和支持发展轻型货车产业的同时，能研制出适合中国国情，包括道路条件和经济条件的车辆，将大大推动轻型货车产业的发展和社会经济的提高。 在新政策 轻型货车 产业发展政策 中， 在 2010 年前，我国就要成为世界黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 主要 轻型货车 制造国， 轻型货车 产品满足国内市场大部分需求并批量进入国际市场； 2010 年， 轻型货车 生产企业要形成若干驰名的 轻型货车 、摩托车和零部件产品品牌；通过市场竞争形成几家具有国际竞争力的大型 轻型货车 企业集团，力争到 2010 年跨入世界 500 强企业之列，等等。同时，在这个新的 轻型货车 产业政策描绘的蓝图中，还包含许多涉及产业素质提高和市场环境改善的综合目标，着实令人鼓舞。然而，不可否认的是，国内 轻型货车 产业的现状离产业政策的目标还有相当的距离。自 1994 年 轻型货车 工业产业政策颁布并执行以来，国内 轻型货车 产业结构有了显著变化，企业规模效益有了明显改善，产业集中度有了一定程度提高。但是，长期以来困扰中国 轻型货车 产业发展的散、乱和低水平重复建设问题，还没有从根本上得到解决。多数企业家预计，在新的 轻型货车 产业政策的鼓励下，将会有越来越多的 轻型货车 生产企业按照市场规律组成企业联盟，实现优势互补和资源共享。 计内容 由于本次设计车型有两根车桥，所以主要围绕前转向桥与后驱动桥展开，包括前桥中转向器以及转向器中的万向节，后驱动桥中的减速器，差速器，半 轴，桥壳以及其他部分零件的设计。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 第 2 章 总体方案确定 动桥方案确定 车桥的结构型式按齐总体布置来说共有三种，即普通的非断开式车桥，带有摆动半轴的非断开式车桥和断开式车桥。 (a)普通非断开式车桥； (b)带有摆动半轴的非断开式车桥； (c)断开式车桥 图 车桥的总体布置型式简图 方案（一）：非断开式车桥 图 非断开式车桥 普通非断开式车桥，如图 于其结构简单、造价低廉、工作可靠，最广泛地用在各种载货轻型货车、客车和公共轻型货车上，在多数的的 轻型货车和黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 部分轿车上也采用这种结构。它的具体结构是桥壳是一根支承在左、右驱动车轮上的刚性空心梁，而齿轮及半轴等所有的传动机件都装在其中。这时整个车桥、驱动车轮及部分传动轴均属簧下质量，使轻型货车的簧下质量较大，这是它的一个缺点。采用单级主减速器代替双级主减速器可大大减小车桥质量。采用钢板冲压 可显著地减轻车桥的质量。 车桥的轮廓尺寸主要决定于主减速器的型式。在轻型货车的轮胎尺寸和车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。在给定主减速 器速比的条件下，如果单级主减速器不能满足离地间隙要求，则可改用双级结构。后者仅推荐用于主减速比大于 载货在 6t 以上的大型货车上。在双级主减速器中，通常是把两级减速齿轮放在一个主减速器壳内，也可以将第二级减速齿轮移向驱动车轮并靠近轮毂，作为轮边减速器。在后一种情况下又有五种布置方案可供选择。 方案（二）：断开式车桥 图 断开式车桥 断开式车桥区别于非断开式车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。断开式车桥的桥壳是分段的，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，它又总是与独立悬架相匹配，故又称为独立悬挂车桥。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黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 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独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。所以断开式车桥也称为“带有摆动半轴的车桥” 。 轻型货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轻型货车行驶平顺性的主要因素，因轻型货车簧下部分质量的大小，对 其平顺性也有显著的影响。断开式驱动的簧下质量较小，又与独立悬架相配合，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，由此可大大地减小轻型货车在不平路面上行驶时的振动和车厢倾斜；提高轻型货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，由于断开式车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及一些轻型货车上，且后者多属于轻型以下的货车或多桥驱动的重型货车。 方案（三）：多桥驱动的布置 为了提高装载量和通过性，有些重 型货车及全部中型以上的货车都是采用多桥驱动，常采用 4 4、 6 6、 8 8 等驱动型式 2。在多桥驱动的情况下，动力经分动器传给各车桥的方式有两种。相应这两种动力传递方式，多桥驱动货车各车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车桥，需分别由分动器经各车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，且造成各车桥的零件特别是桥壳、半轴等主要零件不能通用。而对 8 8轻型货车来说，这种非贯通式车桥就更不适宜，也难与布置了。 为了解决上述问题，现代多桥驱动货车都是采用贯通式车桥的布置型 式。 在贯通式车桥的布置中，各桥的传动轴布置在同一纵向铅垂平面内，并且各车桥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。前后两端的车桥（第一、第四桥）的动力，是经分动器并贯通中间桥（分别穿过第二、第三桥）而传递的。其优点是，不仅减少了传动轴的数量，而且提高了各车桥零件的相互通用性，并且简化了结构、减小了体积和质量。这对于轻型货车的设计（如轻型货车的变形）、制造和维修，都带来方便。四桥驱动的越野轻型货车也可采用侧边式及混合式的布置。 经上述分析，考虑到所设 计的轻型货车的载重和各种要求，其价格要求要尽量低，故其生产成本应尽可能降低。另由于轻型货车对车桥并无特殊要求，和路面要求并不高，故本设计采用普通非断开式车桥。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 向系方案确定 述 汽车在行驶过程中，经常需要改变方向。就轮式汽车而言，改变行驶方向的方法是，驾驶员通过一套专设的机构，使汽车的转向桥上的车轮相对于汽车纵轴线偏转一定角度。此时路面作用于转向轮上的向后的反力就有了垂直与车轮的分量并成为汽车作曲线运动的向心力。在汽车直线行驶时，往往转向轮也会受到路面侧向干扰力的作用，自动偏 转而干扰行驶方向。此时，驾驶员也可以利用这一套机构使转向轮向相反的方向偏转，从而使汽车恢复原来的行驶方向。这一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构即称作汽车的转向系。 转向系可按转向能源的不同分为机械转向系和动力转向系两大类。在现代汽车结构中，常用机械式转向系。机械式转向系依靠驾驶员的手力转动方向盘，经过转向器和转向传动机构使转向轮偏转。有些汽车装有防伤机构和转向减振装置。还有一些汽车的专门装有动力转向机构，并借助此机构来减轻驾驶员的手力，以降低驾驶员的劳累程度。 对转向系的主要要求有： 1、操 纵轻便。转向时加在方向盘上的力对轿车不超过 200N，对轻型货车不超过360N,对中型货车不超过 450N,方向盘的回转圈数要少。 2、工作安全可靠。 3、在转向后，方向盘有自动回正能力，能保持汽车有稳定的直线行驶能力。 4、在前轮受到冲击时，转向系传递反向冲击到方向盘上要小。 5、应尽量减小转向系统连接处的间隙，间隙应能自动补偿即调整，除了设计应正确的选择导向轮的定位角外，转向盘在中间式的自由行程应当保证直线行驶的稳定性和转向盘相对导向轮偏转角的灵敏度。 向器结构形式及选择 对转向系设计的要求有： 部车轮应绕顺时转向中心旋转，任何车轮不应有侧滑。不满足这项要求会加速轮胎磨损，并降低汽车行驶稳定性。 驾驶员松开转向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶。 向轮都不得产生自震，转向盘没有摆动。 于运动不协调使车轮产生的摆动应最小。 有迅速和小转弯行驶能力。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 给转向盘的反冲力要尽可能小。 向传动机构的球头处，有消除因磨损而产生间隙的调整机构。 转向轴和转向盘由于车架或车身变形而共同后移时，转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。 证转向轮与转向盘转动方向一致。 机械式转向器大体可分为齿轮齿条式转向器，循环球式转向器，蜗杆滚轮式转向器和蜗杆指销式转向器几类。 循环球式转向器由螺杆和螺母共同形成的螺旋槽内装钢球构成的传动副，以 及螺母上齿条与摇臂轴上齿扇构成的传动副组成。 循环球式转向器的优点是：如图 螺杆和螺母之间因为有可以循环流动的钢球， 将滑动摩擦转变为滚动摩擦，因而传动效率可达到 75% 85%；在结构和工艺上采取措施后，包括提高制造精度，改善工作表面的表面粗糙度和螺杆、螺母上的螺旋槽经淬火和磨削加工，使之有足够的硬度和耐磨损性能，可保证有足够的使用寿命；转向器的传动比可以变化；工作平稳可靠；齿条和齿扇之间的间隙调整工作容易进行；适合用来做整体式动力转向器。 效率高、工作可靠、平稳，蜗杆和螺母上的螺旋槽在淬火后经过磨削加工，所以耐磨且寿命较长。齿扇和齿条啮合间隙的调整工作容易进行。和其它形式转向器比较，其结构复杂，对主要零件加工精度要求较高。 图 环球式转向器 齿轮齿条式转向器的结构简单，因此制造容易，成本低；但逆效率比较高，极易发生反冲现象，会使驾驶员精神紧张，并难以准确控制汽车行驶方向，转向盘突然转动又会造成打手，同时对驾驶员造成伤害，为了防止和缓和反向冲击传黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 给方向盘，必须选择较大的传动比，或装有吸振装置的减振器 。 图 轮齿条转向器 蜗杆滚轮式转向器角传动比的变化特性和啮合间隙特性变化受限制， 不能完全满足设计者的意图。 循环球式转向器的主要缺点是：逆效率高，结构复杂，制造困难，制造精度要求高。 转向器的结构 形式，决定了其效率特性以及对角传动比变化特性的要求。 选用那种效率特性的转向器应有汽车用途来决定，并和转向系方案有关。经常行驶在好路面上的轿车和市内用客车，可以采用正效率较高的、可逆程度大的转向器。 综上，本次选用循环球式转向器。 环球式转向器结构及工作原理 循环球式转向器中一般有两级传动副。第一级是螺杆螺母传动副，第二级是齿条齿扇传动副。 转向螺杆的轴颈支撑在两个圆锥滚子轴承上。轴承紧度可用调整垫片调整。转向螺母的下平面上加工成齿条，与齿扇轴内的齿扇部分相啮合。通过转向 盘转动转向螺杆时，转向螺母不转动，只能轴向移动，并驱使齿扇轴转动。为了减小转向螺杆和转向螺母之间的摩擦，其间装有小钢球以实现滚动摩擦。二者的螺旋黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 槽能配合形成近似圆形断面轮廓的螺旋管状通道。转向螺母外有两根导管，两端分别插入螺母的一对通孔。导管内装满了钢球。两根导管和螺母内的螺旋管状通道组合成两条各自独立的封闭的钢球流道。转向器工作是两列钢球只是在各自封闭的流道内循环，而不脱出。 转向螺母上的齿条式倾斜的，因此与之啮合的齿应当是分度圆上的齿厚沿齿扇轴线按线性关系变化的变厚齿扇。因为循环球转向器的正传动效率很高 ，操作轻便，使用寿命长。经常用于各种汽车。 综上最后本次设计选定循环球式转向器 。 章小结 本章通过对车桥类型的比较和具体分析，总结出各种不同车桥的应用场合和车桥的优缺点及使用方式。通过本章内容对本次设计的车桥进行初步选取。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 11 第 3 章 驱动桥的设计计算 减速器的设计 减速器的结构型式 主减速器的结构型式，主要是根据其齿轮类型、主动齿轮和从动齿轮的安置方法以及减速型式的不同而异。在现代轻型货车车桥上，主减速器采用得最广泛的是“格里森” 或“奥利康”（ 的螺旋锥齿轮和双面锥齿轮。 (a)螺旋锥齿轮传动； (b)双曲面齿轮传动 图 螺旋锥齿轮与双曲面齿轮传动 采用双曲面齿轮。他的主、从动齿轮轴线不相交而呈空间交叉。其空间交叉角（即将一轴线平移，使之与另一轴线相交的交角）也都是采用 90。主动齿轮轴相对于从动齿轮轴有向上或向下的偏移，称为上偏置或下偏置。这个偏移量称为双曲面齿轮的偏移距。当偏移距大到一定程度，可使一个齿轮轴从另一个齿轮轴旁通过。这样就能在每个齿轮的两边布置尺寸紧凑的支承。这对于增强支承刚度、保证 齿轮正确啮合从而提高齿轮寿命大有好处。和螺旋锥齿轮由于齿轮的轴线相交而使得主、从动齿轮的螺旋角相等的情况不同，双曲面齿轮的偏移距使得主动齿轮的螺旋角大于从动齿轮的螺旋角。因此，双曲面传动齿轮副的法向模数或法向周节虽相等，但端面模数或端面周节是不等的。主动齿轮的端面模数或端面周节是大于从动齿轮的。这一情况就使得双曲面齿轮传动的主动齿轮比相应的螺旋锥齿轮传动的主动齿轮有更大的直径和更好的强度和刚度。其增大的程度与偏移距的大小有关。另外，由于双曲面传动的主动齿轮的直径及螺旋角都较大，所以相啮合齿轮的当量曲率半径较 相应的螺旋锥齿轮当量曲率半径为大，从而使齿面间的接触应力降低。随偏移距的不同，双曲面齿轮与接触应力相当的螺旋锥齿轮比较，负荷可提高至 175%。双曲面主动齿轮的螺旋角较大，则不产生根切的最少齿数可减少，所以可选用较少的齿数，这有力于大传动比传动。当要求传黑龙江工程学院本科生毕业设计 12 动比大而轮廓尺寸又有限时，采用双曲面齿轮更为合理。因为如果保持两种传动的主动齿轮直径一样，则双曲面从动齿轮的直径比螺旋锥齿轮的要小，这对于主减速比 中等传动比，两种齿轮都能很好适应。由于双曲面主动 齿轮螺旋角的增大，还导致其进入啮合的平均齿数要比螺旋锥齿轮相应的齿数多，因而双曲面齿轮传动比螺旋锥齿轮冲动工作更加平稳、无噪声，强度也高。双曲面齿轮的偏移距还给轻型货车的总布置带来方便。 2122232425262728293031323335不涂漆34图 用组合式桥壳的单级主减速器 减速型式的选择与轻型货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 0桥的数目及布置型式等。 本设计采用组合式 桥壳的单级主减速器（图）。单级主减速器具有结构简单、质量小、尺寸紧凑及制造成本低等优点。其主、从动锥齿轮轴承都直接支承在与桥壳铸成一体的主减速器壳上，结构简单、支承刚度大、质量小、造价低。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 13 减速器主动锥齿轮的支承型式及安装方法 图 主动锥齿轮齿面受力图 在壳体结构及轴承型式已定的情况下，主减速器主动齿轮的支承型式及安置方法，对其支承刚度影响很大，这是齿轮能否正确捏合并具有较高使用寿命的因素之一。 12图 骑马式支承 本设计采用骑马式支承（图 齿轮前、后两端的轴颈均以轴承支承。骑马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，约减小到悬臂式 1/30 以下。而主动锥齿轮后轴承的径向负荷比悬臂式的要减小至 1/51/7。齿轮承载能力较悬臂式可提高 10%左右。此外，由于齿轮大端一侧前轴承及后轴承之间的距离很小，可以缩短主动锥齿轮轴的长度，使布置更紧凑，这有利于减小传动轴夹角及整车布置。骑马式支承的导向轴承（即齿轮小端一侧的轴黑龙江工程学院本科生毕业设计 14 承）都采用圆柱滚子式的，并且其内外圈可以分离，以利于拆装。为了 进一步增强刚度，应尽可能地减小齿轮大端一侧两轴承间的距离，增大支承轴径，适当提高轴承的配合的配合紧度。 减速器从动锥齿轮的支承型式及安装方法 图 减速器从动锥齿轮的支承型式及安置办法 主减速器从动锥齿轮的支承刚度依轴承的型式、支承间的距离和载荷在轴承之间的分布而定。两端支承多采用圆锥锥子轴承，安装时使它们的圆锥滚子大端相向朝内，而小端相背朝外。 为了防止从动齿轮在轴向载荷作用下的偏移，圆锥滚子轴承也应预紧。由于从动锥齿轮轴承是装在差速器壳上，尺寸较大，足以保证刚度。球面圆锥 滚子轴承（图 b）具有自动调位的性能，对轴的歪斜的敏感性较小，这在主减速器从动齿轮轴承的尺寸大时极其重要。 减速器的基本参数的选择及计算 主减速比0i,车桥的离地间隙和计算载荷，是主减速器设计的原始数据。 A. 主减速比0黑龙江工程学院本科生毕业设计 15 主减速比对主减速器的结构型式、轮廓尺寸、质量大小以及当变速器处于最高档位时轻型货车的动力性和燃料经济性都有直接影响。0货车总体设计时和传动系的总传动比 起由整车动力计算来确定。可利用在不同过优化设计，对发动机与传动系参数作最价匹配的方法来选择0使轻型货车获得最佳的动力性和燃料经济性。 为了得到足够的功率储备而使最高车速稍有下降，03： a 4 (式中： r 车轮滚动半径， m； 变速器最高档传动比； 轻型货车最高车速； 发动机最大转速 a 4 根据 所选定的主减速比定主减速器的减速型式为单级。查表得轻型货车车桥的离地间隙为 200B主减速齿轮计算载荷的计算 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（较下者，作为载货轻型货车和越野轻型货车在强度计算中用以验算主减速器从动齿轮最大应力的计算载荷。既： 0m a x ( 6 黑龙江工程学院本科生毕业设计 16 i 2( 2 3 4 5式中：发动机最大转矩， 216 ； 由发动机到所计