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毕业设计（论文）中期 检 查表 填表日期 2011 年 4 月 26 日 迄今已进行 8 周剩余 9 周 学生姓名 王龙君 系部 汽车工程系 专业、班级 车辆工程 导教师姓名 王悦新 职称 实验师 从事 专业 车辆工程 是否 外聘 是 否 题目名称 起亚 狮跑 驱动桥 设计 学 生 填 写 毕业设计（论文）工作进度 已完成主要内容 待完成主要内容 1 完成开题报告 2 完成参数选择与设计计算 3 说明书的编写 4 纸 的绘制 1 说明书的修改 2 完善图纸 存在问题及努力方向 在进行 纸的绘制 过程中， 有许多错误，在以后的时间里对其逐步的修改 。 学生签字： 指导教师 意 见 指导教师签字： 年 月 日 教研室 意 见 教研室主任 签字： 年 月 日 优秀毕业设计（论文）推荐表 题 目 起亚狮跑驱动桥设计 类别 毕业 设计 学生姓名 王龙君 系、专业、班级 汽车工程系 车辆工程 导教师 王悦新 职 称 实验师 设计成果明细： 答辩委员会评语： 答辩委员会主任 签字 （盖章）： 系部公章： 年 月 日 备 注： 注：“类别”栏填写毕业论文或毕业设计 毕业设计（论文）过程管理材料 题 目 起亚狮跑驱动桥设计 学生姓名 王龙君 系部名称 汽车与交通工程学院 专业班级 车辆工程 导教师 王龙君 职 称 实验师 教 研 室 车辆工程 起止时间 2011 年 3 月 2 日 - 6 月 20 日 教 务 处 制 毕业设计（论文）成绩评定表 学生 姓名 王龙君 性别 男 系部 汽车与交通工程学院 专业 车辆工程 班级 计（论文）题目 起亚狮跑驱动桥设计 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）： 系部公章： 年 月 日 注： 1、 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 =、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。 毕业设计指导教师评分表 学生姓名 王龙君 系部 汽车工程系 专业、班级 车辆工程 导教师姓名 王悦新 职称 实验师 从事 专业 车辆工程 是否 外聘 是 否 题目名称 起亚狮跑驱动桥设计 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；题目与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度 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） 指导教师 签字 ： 年 月 日 毕业 设计 答辩评分表 学生 姓名 王龙君 专业 班级 车辆工程 导 教师 王悦新 职 称 实验师 题目 起亚狮跑驱动桥设计 答辩 时间 月 日 时 答辩组 成员姓名 出席 人数 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 ： 答辩组长 签字 ： 年 月 日 毕业 设计 评阅人评分表 学生 姓名 王龙君 专业 班级 车辆工程 导教 师姓名 王悦新 职称 实验师 题目 起亚狮跑驱动桥设计 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；题目与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度 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 ） 评阅人 签字 ： 年 月 日 毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）题目 : 起亚狮跑驱动桥后桥设计 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 : 导 师 姓 名 : 开 题 时 间 : 2011 年 3 月 2 日 指导委员会 审查意见： 签字： 年 月 日 开题报告撰写要求 一、“开题报告”参考提纲 1. 课题研究目的 和意义 ； 2. 文献综述（ 课题研究 现状及分析）； 3. 基本内容 、 拟解决的主要问题 ； 4. 技术路线或研究方法； 5. 进度安排； 6. 主要参考文献。 二、“开题报告”撰写规范 请参照黑龙江工程学院本科生毕业设计说明书及毕业论文撰写规范要求 。 字数应在 4000 字以上，文字要精练通顺，条理分明，文字图表要工整清楚。 毕业设计（论文）开题报告 学生姓名 系部 汽车工程系 专业、班级 车辆工程 导教师姓名 职称 实验师 从事 专业 车辆工程 是否外聘 是 否 题目名称 汽车驱动桥设计 一、 课题研究 现状、 选题 目的 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，通过弹性元件与车架相连。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。 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 主要参数： 序号 项 目 数 据 单 位 1 车身长度 4350 车身宽度 1800 车身高度 1730 车 重 1418 轴 距 2630 前轮距 1540 后轮距 1540 前胎规格 215/65 9 排 量 10 最大功率 /转速 105/6000 11 最大转矩 /转速 184/4500 2 最高车速 171 km/h 13 最高档传动比 14 级 别 15 离地间隙 200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，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。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，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。 二、设计（论文） 的基本内容 、 拟解决的主要问题 （ 1）掌握汽车后桥结构特点及工作原理。 （ 2）确定主要零部件（差速器、主减速器等）主要设计参数，并对关键部位进行校核。 （ 3）确定零部件结构尺寸。 （ 4）使用 成装配图及主要零件图。 （ 5）编写设计说明书。 （ 1） 主减速器类型的选择 （ 2）差速器结构的选择 三、技术路 线（研究方法） 分 析 各 种 驱 动 桥 优 缺 第 1（ 3 月 2 日 3 月13 日） （ 2）后桥方案的确定 第 3（ 3 月 16 日 3月 27 日） （ 3）参数选择与设计计算 第 5（ 3 月 30 日 4月 10 日） （ 4）完成设计说明书，完 成 图 纸 绘 制 第 713 周（ 4 月 13 日 5月 29 日） （ 5 ） 交 稿 第 14 周（ 6 月 1 日 6 月 5日） （ 6）设计审核、修改 第 15、 16 周（ 6 月 8 日 6月 19 日） （ 7）毕业设计答辩准备及答辩 第 17 周（ 6 月 22 日 6 月26 日） 初步确定设计方案 主减速器齿轮的类型 选择螺旋锥齿轮 主减速器的减速形式 因主减速比小于 择单级主减速器 主减速器基本参数的计算 主减速器图的绘制 差速器的结构型式选择 差速器齿轮的基本参数选择 差速器齿轮几何参数与强度计 算 半轴的设计 驱动桥壳的设计 结构选择及强度计算 结构及受力分析与强度计算 完成设计说明书 绘制驱动桥图纸 完成毕业设计 四、进度安排 （ 1）调研、资料收集，完成开题报告 第 1（ 3 月 2 日 3 月 13 日） （ 2）后桥方案的确定 第 3（ 3 月 16 日 3 月 27 日） （ 3）参数选择与设计计算 第 5（ 3 月 30 日 4 月 10 日） （ 4）完成设计说明书，完成图纸绘制 第 713 周（ 4 月 13 日 5 月 29 日） （ 5）交稿 第 14 周（ 6 月 1 日 6 月 5 日） （ 6）设计审核、修改 第 15、 16 周（ 6 月 8 日 6 月 19 日） （ 7）毕业设计答辩准备及答辩 第 17 周（ 6 月 22 日 6 月 26 日） 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 应用 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 黑龙江工程学院本科生毕业设计 I 本科学生毕业设计 起亚狮跑驱动桥设计 系部名称 ： 汽车与交通工程学院 专业班级 ： 车辆工程 学生姓名 ： 指导教师 ： 职 称 ： 实验师 黑 龙 江 工 程 学 院 二一一年六月 黑龙江工程学院本科生毕业设计 要 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。 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。 关键词 ： 驱动桥； 单级 ； 主减速器 ； 差器 ； 齿轮 ； 材料 ； 计算机辅助设计 黑龙江工程学院本科生毕业设计 is of on s is is to or it to is on or of is in at On of of s s In we of so 龙江工程学院本科生毕业设计 目 录 摘要 . . . 第 1 章 .题的目的和意义 . . 错误 !未定义书签。 究现状 . . 2 内现状 . . 2 外现状 . . 2 动桥的结构和种类 . 4 车车桥的种类 . 4 动桥的种类 . 4 动桥结构组成 . 5 成主要内容 . 2 章 设计方案的确定 . 12 要设计参数 . 12 减速比的计算 . 12 减速器结构方案的确定 . 13 速器结构方案的确定 . 14 轴型式的确定 . 15 壳型式的确定 . 15 章小结 . 15 第 3 章 主减速器设计 . 16 减速齿轮计算载荷的确定 . 16 减速器齿轮参数的选择 . 17 减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算 . 18 减速器螺旋锥齿轮的强度计算 . 20 减速器齿轮的材料及热处理 . 22 减速器轴承的计算 . 23 黑龙江工程学院本科生毕业设计 减速器的润滑 . 25 章小结 . 26 第 4 章 差速器设计 . 27 速器齿 轮的基本参数选择 . 27 速器齿轮的几何尺寸计算与强度计算 . 30 章小结 . 33 第 5 章 半轴设计 . 34 浮式半轴的设计计算 . 34 轴的结构设计及 材料与热处理 . 37 章小结 .第 6 章 驱动桥桥壳的校核 . 38 壳的静弯曲应力计算 . 38 不平路面冲击载荷作用下桥壳的强度计算 . 39 车以最大牵引力行驶时的桥壳的强度计算 . 39 车紧急制动时的桥壳强度计算 . 41 章小结 . 7 章 的制作过程 . 43 件的制作过程 . 43 星齿轮的制作过程 . 43 轴齿轮的制作过程 . 44 动齿轮的制作过程 . 44 动齿轮的制作过程 . 45 速器壳体的制作过程 . 45 字轴的制作过程 . 46 件的装配 . 47 章小结 . 49 结论 .考文献 . 51 致谢 .龙江工程学院本科生毕业设计 1 第 1章 绪 论 题的目的和意义 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，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。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，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。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。 电子计算机 的出现和在工程设计中的推广应用，使汽车设计技术飞跃发展，设计过程完全改观。汽车结构参数及性能参数等的优化选择与匹配，零部件的强度核算与寿 命预测，产品有关方面的模拟计算或仿真分析，都在计算机上进行。这种利用计算机及其外部设备进行产品设计的方法，统称为计算机辅助设计 ( 计算机辅助设计的特点： 美国 司开发的一套机械 成软件，其技术领先，在机械、电子、航空、邮电、兵工、仿真等各行各业都有应用，在 域中处于领先地位。它集零件设计、大型组件设计、钣金设计、造型设计、模具开发、数控加工、运动分析、有限元分析、数据库管理等功能于一身，具有参数化设计，特征驱动，单一数据库等特 点，大大加快了产品开发速度。随着计算机在汽车设计中的推广应用，一黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 些近代的数学物理方法和基础理论方面的新成就，在汽车设计中也日益得到广泛应用。现代汽车设计，除传统的方法和计算机辅助设计方法外，还引进了最优化设计、可靠性设计、有限元分析、计算机模拟计算或仿真分析、模态分析等现代设计刚方法于分析手段，甚至还引进了雷达防 撞、 卫星导航 、智能化电子仪表及显示 系统等新技术。 计算机辅 助设计与以前的设计发展相比有明显优势，减少了设计、计算、制图、制表所需的时间，缩短了设计周期。有利于发挥设计人员的创造性，将他们从大量简单、繁琐的重复劳动中解放出来，由于采用了计算机辅助分析技术，可以从多方案中进行分析、比较，选出最佳方案，有利于实现设计方案的优化，有利于实现产品的标准化、通用化和系列化，减少了零件在车间的流通时间和在机床上装卸、调整、测量、等切削的时间，提高了加工效率，先进的生产设备既有较高的生产过程自动化水平，有能在较大范围内适应加工对象的变化，有利于企业提高应变能力和市场竞争力，计算机 辅助设计的利用，是产品的设计、制造过程形成一个有机的整体，提高了产品的质量和设计、生产的效率。未来计算机辅助设计会成为设计中不可缺少的一部分。 究现状 内现状 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。国内的大多数中小企业中，测绘市场销路较好的产品是它们的主要开发模式。特别是一些小型企业或民营企业由于自身的技术含量低，开发资金的不足，专门测绘、仿制市场上销售较旺的汽车的车桥售往我国不健全的 配件市场。这种开发模式是无法从根本上提高我国驱动桥产品开发水平的。 中国驱动桥产业发展 过程中存在许多问题 ，许多情况不容乐观，如产业结构不合理、产业集中于劳动力密集型产品；技术密集型产品明显落后于发达工业国家；生产要素决定性作用正在削弱；产业能源消耗大、产出率低、环境污染严重、对自然资源破坏力大；企业总体规模偏小、技术创新能力薄弱、管理水平落后等。 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、再加上自己黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 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。我国驱动桥产业正处在发展阶段，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。 外现状 国外驱动桥主要采用模块化技术和模态分析进行驱动桥的设计分析，模块化设计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 . 以 代表的意大利企业多已采用了该类设计方法 , 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。 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。国外企业位减少驱动桥的振 动特性，对驱动桥进行模态分析，调整驱动桥的强度，改善整车的舒适性和平顺性。 20 世纪 60 年代以来，由于电子计算机的迅速发展，有限元法在工程上获得了广泛应用。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。驱动桥的参数化设计，参数化设计是指设计对象模型的尺寸用变量及其关系表示，而不需要确定具体数值，是 术在实际应用中提出的课题，它不仅可使 统具有交互式绘图功能，还具有自动绘图的功能。目前它是 黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 术应用领域内的一个重要的、且待进一步研究的课题。利用参数化设计手段开发的专用产品设计系统，可使设计人员从大量繁重而琐碎的绘图工作中解脱出来，可以大大提高设计速度，并减少信息的存储量。未来的驱动桥智能化控制系统 已经在汽车业得到了快速发展，现代汽车上使用的制动防抱死控制、电子稳定控制装置、驱动力控制系统等系统。驱动力控制系统通过控制发动机转矩和汽车的制动系统等手段来控制驱动力，即在汽车起步，加速时减少驱动力 ,防止驱动力超过轮胎与路面的附着力而导致车轮空转打滑，保持最佳的驱动力 ,改善汽车的方向稳定性和操纵性。另外，汽车电子控制系统和总线驱动系统的迅速发展，如线控换挡、线控转向、线控制动等的研究开发。概念车底盘 滑板结构就是总线控制、燃料电池驱动的，加上不同形状车身的轿车，现在已经开始启动，通用公司宣传，这种车有可能在 未来 10 年上市。当线控这一目标实现时，汽车将是一种完全的高新技术产品，发动机、变速器、传动轴、驱动桥、转向机全都不见了，当然四个轮子还是要的。到那时，汽车就可以说是一台装在轮子上的计算机了。 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。 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、石驱动车轮黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 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。 本次设计 车型主减速比小于 设计多采用 单 级减速器，它 具有结构简单、体积及质量小且制造成本低等优点 。 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黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 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： 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： 黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 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黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 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 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。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 级 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 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：黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 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。另外，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。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 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 工作可靠 ， 广泛应用于轻型以上的各类汽车 、越野车汽车和客车 上，本设计采用此种半轴。 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，本设计采用铸造桥壳。 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。 成 主要内容 （ 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 、 设计计算 和校核； （ 3） 完成差速器的设计与计算 和校核； （ 4） 完成半轴的设计与计算 和校核； 黑龙江工程学院本科生毕业设计 11 （ 5） 完成驱动桥桥壳的受力分析及强度计算 和校核； （ 6） 用 件 绘制装配图及 主要 零件图 。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 12 第二章 设计方案的确定 计主要参数 本次设计的任务是 狮跑汽车后 桥的设计。 技术参数： 表 考数据 序号 项 目 数 据 单 位 1 车身长度 4350 车身宽度 1800 车身高度 1730 车 重 1418 轴 距 2630 前轮距 1540 后轮距 1540 前胎规格 215/65 9 排 量 10 最大功率 /转速 105/6000 1 最大转矩 /转速 184/4500 2 最高车速 171 km/h 13 最高档传动比 14 级 别 15 离 地间隙 200减速比的计算 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黑龙江工程学院本科生毕业设计 13 位时汽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0是汽车获得最佳的动力性和燃料经济性。 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= （ 式中： r 车轮的滚动半径 215/65 r = 1- ） b=m） 轮辋直径 d=16 英寸轮辋宽度 b=215 英寸， = 最大功率时的发动机转速 6000 汽车的最高车速 171km/h； 变速器最高 挡 传动比 分动器传动比 减速器结构方案的确定 （ 1）主减速器齿轮的类型 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。 （ 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： 主动锥齿轮：悬臂式支撑（圆锥滚子轴承） 从动锥齿轮： 跨置 式支撑（圆锥滚子轴承） （ 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 黑龙江工程学院本科生毕业设计 14 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