4座微型客货两用车设计（后驱动桥、后悬架设计）【说明书+CAD】【优秀毕业设计资料】【已通过答辩】
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车辆与动力工程学院毕业设计说明书 I 4 座微型客货两用车设计 （ 后 驱动 桥、后悬设计 ） 摘 要 本设计为 4 座微型客货两用车的后驱动桥、后悬架设计。参照现有的生产技术水平，综合考虑生产成本，以及使用条件等多种因素 , 经过收集各类型的后驱动桥、悬架的资料、实车观测和老师的指导，完成了本次设计。 本次设计确定采用整体式驱动桥。其主减速器为单级，采用准双曲面齿轮传动，差速器采用普通对称式圆锥齿轮对称式圆差速器，全浮式半轴，整体 铸造 式驱动桥壳。 主减速器齿轮主要设计的是双曲面齿轮的尺寸、校核及材料选择；差速器主要计算的是对称式圆锥齿轮的主要参数计算及校核 ；半轴设计主要是根据强度来确定半轴的半径和半轴的结构设计及材料与热处理；驱动桥桥壳既是承载件又是传动件，因此桥壳需要有足够的强度和刚度。 后悬架采用钢板弹簧式 非独立悬架 ，其需要计算的内容比较广泛，但也主要是集中在对弹性元件的计算上。 计算 包含了从满载弧高，各钢板弹簧片长度、厚度、宽度，到整个悬架系统的动、静挠度值的确定 。 这是因为在悬架系统中，钢板弹簧既是它的弹性元件又是它的导向机构，是其最为重要的部件。 综合各部分的设计与校核的结果，本次设计基本能满足其设计要求。 关键词 ： 后 驱动桥 , 整体式，非独立悬架，钢 板弹簧 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 O F is of to to In of my on in is to as a to to to to to is a of of of to is of is to of of is to is to to so to of It of of of in of a of of 辆与动力工程学院毕业设计说明书 it 辆与动力工程学院毕业设计说明书 录 第一章 前言 . . . 二 章 驱动桥结构设计 . 动桥的组成与结构方案分析 . 减速器的结构形式的分析和确定 . 减速器传动齿轮的类型 . 减速器的减速形式 . 速器的方案分析及确定 . 轴 . 2. 5 驱动桥壳结构方案分析 . 三 章 驱动桥尺寸计算 . 减速器的基本参数选择与设计计算 . 减速比 0i 的确定 . 减速器齿轮计算载荷的确定 . 5 减速器齿轮基本参数的选择 . 6 速器的基本参数选择与设计计算 . 速器齿轮的基本参数的选择 . 17 速器齿轮的几何尺寸设计计算 . 18 浮式半轴的设计计算 . 动桥桥壳的设计计算 . 动桥壳结构方案分析 . 21 动桥壳强度计算 . 22 第 四 章 驱动桥 强度计算 . 减速器准双曲面齿轮的强度校核 . 位齿长圆周力 . 28 齿的弯曲强度计算 . 齿的弯曲强度计算 . 30 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 V 速器齿轮的强度计算 . 轴强度计算 . 轴扭转应力 . 31 轴的最大扭转角 . 31 第 五 章 轴承 的寿命 计 算 . 减速器主动锥齿轮支承轴承的计算 . . 33 齿轮齿面宽中点处的圆周力 p 的计算 . 曲面齿轮的轴向力与径向力的计算 . 33 臂式支承主动锥齿轮的轴承径向载荷的确 定 . 34 承寿命的计算 . 35 动齿轮支承轴承校核 . 级主减速器从动齿轮支承轴承径向载荷的确定 . 36 承寿命 计算 . 36 第 六 章 后悬架结构分析 . 架概述 . 架结构形式 和布置的分析 . 七 章 后悬架参数确定和尺寸计算 . 体布置及其基本参数 . 性元件的设计计算 . 板弹簧的布置方案 . 40 板弹簧结构尺寸参数计算 . 40 悬架 减振器的设计与计算 . 47 取相对阻尼系数 . F 的确定 . 的确定 . 八 章 结 论 .考文献 .谢 .毕 业 设 计（论文）任 务 书 （指导老师填表 ） 填表时间： 08 年 3 月 29 日 学生姓名 李超锋 专业 班级 车辆 04 级041 班 指导 老师 李水良 /马心坦 课题 类型 工程设计 设计（论文）题目 4 座微型客货两用车设计（后驱动桥、后悬架设计） 主要研 究内容 4 座客货两用车的基本参数为：发动机拟选为 相近系列，最高车速为 95Km/h，最小转弯半径 ，乘员人数 4 人， 载重量 ，档位数4+1。 参照上述基本参数，查阅汽车设计相关标准，参照现有车型的整体布局参数（网上可以查到，如昌河 货、长安火车系列等）、亚洲牌客货两用车底盘实物、长剑牌轿车实物（车辆实验室整车陈列室内），进行必要的调研和资料查阅，设计出合适现代社会需要的客货两用车。 主要技 术指标 （或研究目标） 完成客货两用车的后驱动桥、后悬架设计。绘制总和不少于 3 张的零号图纸的结构设计图、装配图和零件图，其中应包含用计算机绘制（或手工绘制）的具有中等难度的 1 号图纸一张以上 。 按要求格式独立撰写不少于 12000 字的设计说明书，应有中英文摘要（摘要不少于 400 字），全部用计算机打印（编排要求到河南科技大学教务处网站查：河南科技大学毕业设计（论文）指导手册），查阅与课题相关的文献资料 15篇以上，独立完成总量 10000 以上印刷符号与本人相关的外文资料译文。 速度计划 （ 67 周）全组集体讨论，确定总体方案。每个学生确定自己的设计内容与绘图数量。在进行调研、搜集、分析资料的基础上，完成开题报告（ 4 月 14 日 交）。 （ 89 周）整理本设计内容的相关数据资料，进行必要的理论计算，拟出说明书草稿，搜集相关外文资料并翻译。 （ 1011 周）完成主要总图设计。（ 5 月 5 日下午至少完成一张零号 草 图）。 （ 1213 周）完成零、部件图设计，并完成机绘图。（ 5 月 23 下午之前完成）。 （ 1415 周）要求整理、编写设计说明书。 （ 16 周）整理图纸及全部设计文件，准备上交。（ 6 月 13 日下午四点交全部设计资料）。 （ 17 周 ）审阅、评阅设计资料，答辩，评定成绩。 主要参 考文献 汽车构造； 汽车理论； 汽车设计； 汽车车身设计结构与设计； 车身造型； 汽车车型手册； 有关汽车行业杂志； 机械零件设计手册； 汽车相关行业标准（院资料室） 研究所（教研室）主任签字： 年 月 日 he to of a a in of it as a of to of a s it To be a of a It Its a As up a a up in if t at is a In of it is to in an of of a a a by in to of In it is of a in 977. Of is no of to it is in a of on is of 971 of of of at up on an by 00 mm of on or a a ). by of a to by of a in of is is or ). A by of at a by of a of is is ). A: is a in be B: of by be At is in C: of of by of as as by As is no is to it is in of is be as a of of be in is to as or if be Of it by In of in by be of a in or so in to be of of as to be be to a as of of as an it a of as a of g to or to be of so a if do is to it be to a a as a or as a to a is of be is to of or to by a be a of in to As is to So of be to to of on to of a on is a of it is in of a in a at of a on of in of of in so of is In of a to s on is a of by to is on as as s A of of of it to be to it in be to a at to it as a of a at a r of A of in of a of in as as . At a a to by a of a s to be of on a by A ) is by of a 5 Hz , by a a is at a in *100% s on of an no of is by by of or in a is or a of is in to as be is of by is a it a be to is a to a to a of is in is to of a of s to of a - in so as to is in of an it a at in of a to in a is of of is by in As a EM at a in s be so of of s at EM of a of t be 009, it be on or to on 外文资料译文 1 悬 架性能测试 悬架系统虽不是汽车运行不可或缺的部件，但有了它人们可以获得更佳的驾驶感受。简单的说，它是车身与路面之见的桥梁。 悬架的行程涉及到悬浮于车轮之上的车架，传动系的相对位置。就像横跨于旧金山海湾之上的金门大桥，它连接了海湾两侧。去掉汽车上的悬架就像是你做一次冷水潜泳通过海湾一样，你可以平安的渡过整个秋天，但会疼痛会持续几周之久。 想想滑板吧！它直接接触路面你可以感受到每一块砖，裂隙及其撞击。这简直就是一种令人全身都为之震颤的体验。当轮子滑过路面时，就会在此产生震动，冲击，这种震动的旅程时对你的身体 和勇气的检验。如果你没感到随时都有被掀翻之势，那么你或许会乐在其中吧！这就是你会在没有悬架的汽车上将会体验到的。 为了道路交通安全，包括定期检查车辆暂停行驶性能测试是顺理成章的事。原型试验结果与机载和规格提出有效悬架系统的测试。 示威活动是由欧洲减震器制造商协会 (正确运作减震器已经引起了许多国家重视 .。估计英国早在 1977 年 1 月起，环境部就进行了检查减震器的 试。 现在减震器机车里的测试仪器，就其实质效力及安全的客观评价就没有达到共识 .。但人们认为，欧洲可能用更严厉的法律手段定期检验将 来的一 种客观需求测试设备无法解释的错误。 自 1971 年成立， 认识到了该问题的重要性，并组成了最初的技术小组，负责研究和分析测试仪器。 有两个基本类型的机器提供了当时减震器故障诊断。包括： 1. 吊机，在轴的车轮约 100 毫米处，然后让它们落下。接着记下他们各自的位置，然后和预定的前方或后方车辆暂停位置比较。这种模拟机向前迈了一大步，并记录了实体运动情况 (参看图 1). 这些措施调动机轮，引发暂停，从上述共振频率为零位置扫描。采用了支持平台下的轮胎 .。成绩记录结果与车轮时间不符。 同时，把车轮弹跳沉最高频率和前方或后方的特殊车辆预定暂停位置进行比较。 外文资料译文 2 下面要介绍的第三种机器，通过应用组件的平台下轮胎，引发了暂停或不断的频率阶段措施。时刻激励部队记录结果，并和特殊车辆预定的暂停位置比较。 这些系统有三个基本的缺点： 际的阻尼出现了一定的退化。 原来的表现，已经是在边缘了。 应该由谁来定限额的标准应该是什么呢 ? 目前在实践中设定的范围和可接受表现之间几乎没有任何关系 们的界限会有所差别。这就需 要全面参考手册并不断更新。 尽管该系统有这些根本的弊端，但是他们的根特大学实验室工程师，以及几位 员已经开始使用测试仪器。正如所料，第一个结论是，没有检验方法是可以不包括拆除汽车减震器就能够提供有关资料和减震器单的，但实际上整个汽车停止系统是通过了测试 .。这可以说是一个积极的方面测试，全部停止安全状况应当是良好的； 尽管减震器最有可能进一步部分使用恶化，其他缺点如夸大轮胎，或处理破城球，如果可能的话，应给予诊断。 其他影响测试结果的因素中，气温减震器影响所有机器给出的结果。对于下降型试验机减震器 缺陷造成的高频激励是不能察觉的。 频率扫描型机器的出现，持续的投入意味着在用软或硬中断的车辆之间差别很大。因此从太空正常到重型任务的改变 (操作可能无法识别 )可以认为直接影响结果。 每一种机器的制造都有它自己的特征，但由于基本原则，被认为是不可接受的测试不会在这里出现。 充分考虑技术小组委员会建议 加入，虽然现有机器正确操作，可以诊断许多错误减震器、负责协会不能批准这种设备作为技术上代表某一方面性能的衡量参数。 以刹车测试为例，指出：测试仪器直接显示制动效率的百分比，无需辨别 车型或使用参考手册 .。 同样，制动性能的最低水平也一定能为所有模式汽车使用，让顾客立即知道刹车注意事项，有些机器显示制动失衡，但并不表明它的某组成部分失常。 运用车辆停止同样的原则，应当可以提供测试，给出直接显示或最好的百分比，说明从安全角度暂停是不是可取。进一步说，必须客观的执行，也外文资料译文 3 就是说，测试者不需要任何辨别、说明、和参考手册。 因此技术小组寻找了一个合适的参数，可以视为车辆安全暂停标准。 如前所述，只有一个正常的组成部分那就是使用减震器。首先必须确定减震器的作用。它们可以实现两种功能：降低车身移动和控制车轮乱跳。 允许车身移动是一个很值得尝试的问题，主要是控制这些移动，在优化舒适方面，减震器的阻尼特性是不同的。车身的移动当然影响到交通堵塞 ，但实际上很少有普通司机能达到范围内，所以对安全措施而言，车身的阻尼特性变得不那么重要。在任何情况下，汽车阻尼性能差的司机可以很快控制速度，保证车辆的反应能力。 从另一方面来说，车轮弹跳是衡量危险的一个现象，车轮固定不牢固的危险是众所周知的。两站和制动性能也是一样。两站的轮胎和制动性能要收到道路情况的限制； 这是依靠纵向的联系 ,以及车轮轮胎资自身的性能。 道路交通堵塞的一个客观衡量标 准，即车辆暂停安全性被独立出，但是仍需能够体现它可以随时解释。 有人提议，轮胎和公路间的纵向联系，车轮跳动次数，表示这是一个静态的车轮负荷百分比 .。这种可能性曾在会晤技术小组委员会和根特大学的士讨论过，并达成了一些一致意见，但是一些成员仍表示怀疑这个测量参数实用性，以及怀疑相关结果。 在以后的小组中获悉，德国机械原型大概用上述原则提出了对根特大学的评价。 某些建议进行了修改后，根特大学和 司成员证明了这种测试的可能性，充分证明了技术小组委员会要衡量参数的的决定。 下面是有关 原型机器测试的过程和测试结果，由西德的 展，比利时布鲁塞尔的门罗提出。 车轮转动是由暂停引发的，扫描频率范围为 0 25 赫兹，在轮胎下方使用，伴随有固定 6 毫米的中风转动。一次测试一个轮胎。计算公式：100%最 小 轮 胎 载 重静 止 时 在 重 测试者所分析的结果会通过最小轮胎受力预示展现出来明显特征。 注重测试时的仪器读数和以往的实验经验相匹配，因为还没有一种科学的测试方法能够很精确的用在道路行驶测试系统上最终决定车辆的 行驶平顺性和乘座舒适性取决于车辆制造商所做的或多或少的行驶试验 外文资料译文 4 测试方法是否能行将在于悬架系统是否正常工作，因此，推荐仔细的检查悬架系统的每一个单元以次来改进悬架测试的精确性，初始的错误可以经常被找到在测试恶化之前第二，这悬架系统的测试，车轮与车轮之间，只有当有毛病时才表现出来；它并不规定这些错误，通过一个熟练的操作者可能从测试读本上诊断出一些毛病 很明显在设计一个机器时我们应考虑到存在一定机率过度静摩擦，仍然需要在这一领域的改进工作 当加强和改进弹簧和减振器时，汽车悬架的基本设计并没有同步进行，也没有什么重大革命性的发展。但是这一切都随着 司的悬架品牌的引入而发生改变 些专家已经在说 悬架是自汽车技术引入全独立悬架以来在汽车悬架的最重大的进步。 它是怎么工作的呢？ 系统是在每一个车轮上装一个线控电磁马达（ 控制一组减振器和弹性元件的状态。功率放大器提供电力对马达在这种情况下他们的力量再生以系统的各压缩。 马达的主要好处是 , 他们因具有惯性，不限制于固有的在常规基于流体的阻尼特性。 所以，一个 以在任何的速度伸张和压 缩，自然它可衰减乘员舱体的所有振动。轮子的运动可以被很好的控制，因而，在轮子的任何运动状态车体都可以保持可以接受的状态。 样可以在汽车加、减速，转弯时产生的倾角较小，让驾驶员以更好的状态驾驶汽车。 河南科技大学毕业设计（论文）开题报告 （学生填表） 院系：车辆与动力工程学院 2008年 4月 8日 课题名称 4座微型客货两用车设计（ 后驱动桥 、 后悬 设计） 学生姓名 李超锋 专业班级 车辆 041 课题类型 工程设计 指导教师 李水良 马心坦 职称 课题来源 生产 1. 设计（或研究）的依据与意义 汽车是 20世纪最具代表性的人文景观，也是 21世纪最具影响力的社会事物。 而作为汽车组成部分的后驱动桥、后悬架的设计对 汽车的性能影响是相当大的，对汽 车工业的发展也具有深远的意义。 本次设计的车型为 4座客货两用车，属于轻型车系列。由于该车型是大批量生产，使用条件较好，且后悬架的结构形式 定 为非独立悬架，故本次设计中将后驱动桥设计为与后悬架结构形式和特性相适应的 非断开式驱动桥。 非断开式驱动桥结构简单、造价低廉、工作可靠，大大降低了设计和制造成本。随着汽车工业的发展及汽车技术的提高，在驱动桥结构设计中还应朝着能以几种典型的零部件、以不同方案组合的设计方法和生产方式达到驱动桥产品的系列化和变型的方向发展。 悬架，在英语里悬架系统对应的是单词 名思义，它是将车轮通过弹簧连接在车体上，并与其它部件构成可动的机构。在本次设计中， 4座客货两用车的载重量为 车质量也不大，故考虑采用钢板弹簧式非独立悬架。 在这种悬架中，钢板弹簧被用做非独立悬架的弹性元件。这种形式的悬架技术成熟，结构简单，成本低廉。 这样既降低了生产成本，又保证了汽车的行驶平顺性和衰减振动的能力。 在本次设计中，后驱动桥和后悬架的设计都在满足汽车性能要求的前提下采用了经济合理的设计理念，这对汽车的批量生产提供了可靠的保证，也 使 此类汽车在市场竞争中处于有利地位 。物美价廉的汽车产品 对消费者也具有相当的吸引力。 2. 国内外同类设计（或同类研究）的概况综述 近年来，准双曲面齿轮广泛应用在轿车、轻型车主减速器上，也越来越多地应用在中型、重型货车上。这样主动锥齿轮的轴线可相对从动锥齿轮轴线偏移。当主动锥齿轮轴线向下偏移时，在保证一定离地间隙的情况下，可降低主动锥齿轮和传动轴的位置，因而使车身和整车质心降低，有利于提高汽车行驶稳定性。目前，汽车上广泛采用的是对称式锥齿轮差速器。瑞典斯堪尼亚 众高尔夫（ 车用的是摩擦片式自锁差速器；托森（ 速器是一种新型差速机构，奥迪 80和奥迪 90（ 采用了这种新型的托森差速器； 高尔夫 辛克罗（ 轿车的前后驱动轴之间采用了粘性联轴器作为轴间差速器。现代汽车基本采用全浮式半轴支撑和半浮式半轴支撑两种形式。解放 汽车的驱动桥壳为整体式。整体式桥壳具有较大的强度和刚度，且便于主减速器的装配、调整和维修，因此它也普遍应用于各类汽车上。 目前国外 广泛采用 空气悬架，空气悬架系统是以空气弹簧为弹性元件，利用气体的可压缩性实现其弹性作用的 压缩气体的气压能够随载荷和道路条件变化而进行自动调节，不论满载还是空载，整车高度不会变化，可以大大提高乘坐的舒适性 。 我国在汽车悬架系统方面，除了钢板弹簧悬架的设计及应用比较成熟以外，其它的悬架技术的应用绝大部分还处于车型引进、仿制或直接购买产品阶段。悬架产品的设计开发滞后，一方面表现在设计手段落后，计算机应力分析、动态仿真在企业中应用还较少；另一方面没有建立起一套完善的设计评价体系。 3. 课题设计（或研究）的内容 （ 1）参考同类车型，完成 4座客货两用车后驱动桥和后悬架 的设计。 （ 2）根据整车参数，完成 后驱动桥和后悬架 的设计计算。 （ 3）绘制 后驱动桥和后悬架 的 结构设计图、装配图和零件图 ， 绘制总和 不少于3张零号图纸，其中包含一张以上计算机绘制 （或手工绘制） 的具有 中等难度的一号图纸。 （ 4）设计计算说明书用计算机打印，不少于 12000字， 应有中英文摘要（摘要不少于 400字），完成总量 10000以上印刷符号 的外文资料翻译 。 4. 设计（或研究）方法 根据所给技术条件和要求，按照 后驱动桥、后悬架 设计的方法，将 后驱动 桥设计为 非断开式驱动桥 、单级主减速器、对称式锥齿轮差速器、半轴的支承形式采用 全 浮式 。 后悬架采用钢板弹簧式非独立悬架，钢板弹簧总片数为 4片，减振器采用 双向作用筒式减振器。 5. 实施计划 确定总体方案、调研、收集资料、完成开题报告 。 6 7周 整理数据资料、进行理论计算 。 8 9周 完成主要总图设计 。 10 11 周 完成零、部件图设计、完成机绘图 。 12 13周 整理、编写设计说明书 。 14 15周 整理图纸及设计文件，准备上交。 16周 审阅、评审设计资料，答辩，评定成绩。 17周 指导教师意见 指导教师签字： 年 月 日 研究所（教研室）意见 研究所所长（教研室主任）签字： 年 月 日 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 1 第一章 前 言 汽车是 20 世纪最具代表性的人文景观，也是 21 世纪最具影响力的社会事物。而作为汽车组成部分的后驱动桥、后悬架的设计对汽车的性能影响是相当大的，对汽车工业的发展也具有深远的意义。 本次设计的车型为 4 座微型客货两用车，属于轻型车系列。由于该车型是大批量生产，使用条件较好，且后悬架的结构形式定为非独立悬架，故本次设计中将后驱动桥设计为与后悬架结构形式和特性相适应的非断开式驱动桥。非断开式驱动桥结构简单、造价低廉、工作可靠，大大降低了设计和制造成本。随着汽车工业的发展及汽车技术的提高，在驱动桥结构设计中还应朝 着能以几种典型的零部件、以不同方案组合的设计方法和生产方式达到驱动桥产品的系列化和变型的方向发展。 悬架，在英语里悬架系统对应的是单词 名思义，它是将车轮通过弹簧连接在车体上，并与其它部件构成可动的机构。在本次设计中， 4 座客货两用车的载重量为 ，整车质量也不大，故考虑采用钢板弹簧式非独立悬架。在这种悬架中，钢板弹簧被用做非独立悬架的弹性元件。这种形式的悬架技术成熟，结构简单，成本低廉。 这样既降低了生产成本，又保证了汽车的行驶平顺性和衰减振动的能力。 在本次设计中，后驱动桥和后 悬架的设计都在满足汽车性能要求的前 提下采用了经济合理的设计理念，这对汽车的批量生产提供了可靠的保证，也使此类汽车在市场竞争中处于有利地位。物美价廉的汽车产品对消费者也具有相当的吸引力。 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 2 第二章 驱动桥结构设计 动桥的组成与结构方案分析 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。 驱动桥的结构形式与驱动车轮的悬架形式密切相关。当车轮采用非独立悬架时，驱动桥应为非断开式。当采用独立悬架时，为保证运动协调，驱动桥应为断开式。 具有桥壳的非断开式驱动桥结构简单 ，制造工艺性好、成本低、工作可靠、维修调整容易，广泛应用于各种载货汽车、客车及多数的越野汽车和部分小轿车上。但整个驱动桥属于簧下质量，对汽车的平顺性和降低动载荷不利。断开式驱动桥结构较复杂，成本较高，但它大大地增加了离地间隙；减小了簧下质量，从而改善了行驶时作用在车轮和车桥上的动载荷，提高了零部件的使用寿命；由于驱动车轮与地面的接触情况及对各种地形的适应性较好，大大增强了车轮的抗侧滑能力；与之相配合的独立悬架导向机构设计的合理，可增加汽车的不足转向效应，提高汽车的操纵稳定性。 本设计根据所定车型及其动力布置 形式（前置后驱）采用了非断开式驱动桥。 减速器的结构形式的分析和确定 主减速器的结构形式，主要是依据其齿轮类型和主动齿轮的安装方法及减速形式的不同而异。 减速器传动齿轮的类型 主减速器传动齿轮的类型有：“格里森”或“奥利康”制螺旋锥齿轮和双曲面齿轮传动；圆柱齿轮传动；涡轮涡杆。 由于双曲面主动齿轮的螺旋角较大，则不产生根切的最小齿数可减小，所以可选用较小的齿数，这样可以增大传动比，并可使进入啮合的齿数增多，因而双曲面齿轮传动要比螺旋锥齿轮传动更加平稳，无噪声，强度也高；双车辆与动力工程学院毕业设计说明书 3 曲面齿 轮的偏移距还给汽车的总布置带来了方便。综上所述，本设计采用双曲面齿轮传动。 减速器的减速形式 主减速器的减速形式主要有：单级主减速器； 双速主减速器；单级贯通式主减速器；双级贯通式主减速器；单级（或双级）主减速器附轮边减速器。 由于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，因此，它广泛地用在主减速比小于 各种中、小型汽车上。根据本车总布置对传动比的要求，本设计采用单级主减速器。 速器的方案分析及确定 差速器的结构型式有多种，其主要的结构型式有： 对称式圆锥行 星齿轮差速器；强制锁止式防滑差速器；自锁式差速器；带有摩擦元件的圆锥齿轮防滑差速器；滑块 凸轮式高摩擦差速器；涡轮式高摩擦差速器；带有常作用式摩擦元件的圆锥齿轮差速器；自由轮式差速器；变传动比式差速器。 多数汽车都属于公路运输车，对于在公路上行驶的汽车来说，由于路面较好，各驱动车轮与路面的附着系数几乎没有差别，且附着较好，因此，几乎都采用了结构简单、工作平稳、制造方便、用与公路汽车也很可靠的普通对称式圆锥行星齿轮差速器。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。由于本设计为 4 座微型客货两用车在良好路面上行驶，故采用对称式 圆锥行星齿轮差速器即可满足使用要求。 轴 驱动车轮的传动装置位于汽车传动系统的末端，其功用是将转矩有差速器半轴齿轮传给驱动车轮。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轴齿轮与轮毂连接起来。普通非断开式驱动桥的半轴，根据其外端的支撑形式或受力状况的不同而分为半浮式、 3/4 浮式和全浮式三种。 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 4 全浮式半轴理论上只承受转矩而不承受弯矩，工作可靠，故广泛的应用于轻型以上的各类汽车上。本设计采 用全浮式半轴的支撑型式。 动桥壳结构方案分析 驱动桥壳大致可分为可分式、整体式和组合式三种形式。 组合式桥壳是将主减速器壳和部分桥壳铸为一体，而后用无缝钢管分别压入壳体两端，两者间用塞焊或销钉固定。优点是从动齿轮轴承的支承刚度较好，主减速器的装配、调整比可分式桥壳方便，然而要求有较高的加工精度，常用于轿车、轻型货车中。由于本设计是 4 座微型客货两用车，整备质量小，故采用整体式桥壳。 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 5 第三章 驱动桥尺寸计算 减速器的基本参数选择与设计计算 减速比 0i 的确定 对于有很大功率储备的轿车， 所以 nr 3 = 0 0 02 6 =中 ，r 车轮的滚动半径； 变速器最高档传动比； 发动机最大功率时对应的转速； 车轮滚动半径。 考虑到主、从动主减速齿轮可能有的齿数，对 i。 减速器齿轮计算载荷的确定 按发动机最大转矩和最低档传动比确定从动锥齿轮的计算转矩 n 03 =1 = m 式中，N m）。 按驱动桥打滑转矩确定从动锥齿轮的计算转矩 2（ 3 =11 26 45 = m 式中， 在式（ 3（ 3计算中： 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 6 0K 猛接离合器所产生的动载系数； 发动机最大转矩， N m； 由发动机至所计算的主减速器从动齿轮之间传动系最低档传动比； T 传动系上述传动部分的传动效率，取 T = n 该汽车的驱动桥数目； 2G 汽车满 载时一个驱动桥给水平地面的最大负荷， N； 轮胎对地面的附着系数，对于安装一般轮胎的公路用汽车，取 = r 车轮滚动半径。 m; , 分别为由所计算的主减速器从动齿轮到车轮之间的传动效率和传动比。 主减速器从动齿轮的平均计算转矩 )(2 （ 3 = )11 = 减速器齿轮基本参数的选择 减速器齿轮应满足以下条件： 1)为了磨合均匀和得到理想的齿面重叠系数，并避免小齿轮根切和两齿轮齿数有公约数。 2)为了得到理想的齿面重合度和高的齿轮弯矩强度，主从动齿轮齿数和应不小于 40。 3)为了啮合 平稳、噪音小和具有高的疲劳强度，对于轿车 1Z 不小于 9，对于货车 1Z 一般不小于 6。 4)当主动比 0i 较大时，应尽量使 1Z 取得少些，以便得到满意的离地间隙。 5)对于不同的主传动比， 1Z 和 2Z 应有适当的搭配。 一、 主从动齿轮齿数的选择 71 Z ， 362 Z 二、 从动齿轮大端分度圆直径 2d 和齿轮端面模数 2d = （ 3 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 7 代入数据得 ： 2d =153 中， 般取 c =。 根据 （ 3 =3 = 取 m=4 三、 主、从动齿轮的齿面宽 F 和偏移距 E 齿面宽 F： F =d （ 3 =曲面齿轮的偏移距 E E d （ 3 =、 双曲面齿轮的螺旋方向 从动齿轮左旋，主动齿轮右旋，主动齿轮轴线上偏移。这样可使主从动齿轮有分离趋势，防止轮齿卡死而损坏。 五、 中点螺旋角 螺旋角沿齿宽是变化的，轮齿大端的螺旋角最大，小端的螺旋角最小。选择 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，重合度就大，同时啮合的齿数也越多，传动就平稳，噪声低。但是 过大，齿轮上受的轴向力也会过大。 根据“格里森”制推荐用公式近似地预选主动齿轮螺旋角的名义值： 00002012001 中 ， 1 为主动齿轮的名义螺旋角的预选值； 1Z 和 2Z 为主 、从动齿轮齿数；2d 为从动齿轮的节圆直径； E 为双曲面齿轮的偏移距 。 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 8 六、 法向压力角 法向压力角大一些可以增加轮齿强度，减少不发生根切的最少齿数。一般为 19 或 20 ，本设计取 = 19 。 减速器准双 曲面齿轮的几何尺寸计算 表 3 主减速器准双曲面齿轮几何尺寸计算用表 序号 算 例 注 释 （ 1） 1Z 7 小齿轮齿数 （ 2） 2Z 36 大齿轮齿数 （ 3） )2()1(（ 4） F 齿轮齿面宽 2d （ 5） E 齿轮轴线偏距 （ 6） 2d 齿轮分度圆直径按式2d = 32 K 预选 （ 7） 盘名义直径按式2 2(2 2202 （ 8） 1 小齿轮螺旋角的预选值 （ 9） 1 (10) =3） (11) (12) 11)(4()6( 齿轮在齿面宽中点处的分度圆半径 （ 13） i =)12( )11)(5(14) i (15) (14)+(9)(13) (16) (3)(12) (17) 1(15)(16) 齿轮在齿面宽中点处的分度圆半径 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 9 (18) 1） + (19) )10( )12(+(17) 轮收缩系数 (20) =)19( )5(21) 2)20( 22) =)21( )20(23) 24) =)12( )22)(17()5( 25) 26) =)25( )22(27) 28) 2 =)27( )24(29) 2 30) 1 =)28( )29()15( 31) （ 28） （ 9） -（ 30） 32) （ 3）（ 31） 33) =(24)-(22)(23) 34) 35) =)34( )22(36) 1 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 10 (37) 38) 1 =)37( )33(39) 1 40) 1 41) =)38( )40()31()15( 42) 1 (43) 44) 2 =(42)-（ 39） 45) 46) 0 522146 47) =)33( )22(48) 2 (49) 50) 51) )37( )32)(12()17( 52) )50( )12(53) (51)+(52) 54) )49( )45)(12(55) )35( )51)(43(56) )53( )54)(46()55)(41( 辆与动力工程学院毕业设计说明书 11 (57) - 01 58) 1 59) )51( )56)(41(60) )52( )56)(46(61) (54)(55) 62) )61( )55()54( 63) (59)+(60)+(62) 64) )63( )46()41( 65) )58( )64(66) )65( )7(67) (3)(50); 3） 栏用左公式；右栏用右公式 (68) );35)(17()34( )5( (35)(37) 栏用左公式；右栏用右公式 （ 69） （ 37） +（ 40） 右）（ 67 （ 70） （ 49）（ 50） （ 71） Z=（ 12）（ 47）（ 70） 齿轮节锥顶点到小齿轮轴线的距离，正 (+)号表示该节锥顶点越过了小齿轮轴线，负 (-)号表示该节锥点在大齿轮轮体与小齿轮轴线之间。 （ 72） )49( )12(节平面内大齿轮齿面宽中点锥距 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 12 （ 73） 0A =)49( )6(齿轮节锥距 （ 74） （ 73）（ 72） （ 75） )2()45)(12(k 齿轮在齿面宽中点处的齿高工作系数 ， (76) )7( )46)(12(77) )45( )49(（ 76） （ 78） i 45 齿轮两侧压力角之和。 （ 79） i (80) 78(2 i (81) (82) (83) )82( )77(84) D =)2( )83(重收缩齿齿根角的总和（分） (85) k 齿轮齿顶高系数 (86) )85(87) )85)(75( 2 齿轮齿面宽中点处的齿顶高 (88) 6)(75( 2 齿轮齿面宽中点处的齿根高 (89) 双重收缩齿： )85)(84(2 标准收缩齿： )72( )87(34382 2 s3, 4, 为负值。故大齿轮齿顶角 2 （单位为分）：为了得到良好的收缩齿，应按下述计算来确定采用双重收缩齿，还是倾根锥母线收缩 齿：13 倾根锥母线收缩齿： 大齿轮齿顶角 )85(2 )84( ，即用双重收缩齿， 5，按双重收缩齿计算)85)(84(2 = 2 s 标准收缩齿齿顶角与齿根角之和； 3 计算 )18()84( T 为负数： （ 84）即为双重收缩齿应按双重收缩齿计算公式；当 为正数：=（ 18） s 为倾根锥母线收缩齿。 (90) (91) 双重收缩齿： )89()84(2 标准收缩齿： )72( )88(34382 倾根锥母线齿： 2 齿轮的齿根角（单位为分） (92) (93) )90)(74()87(2 h 齿轮齿顶高 (94) )92)(74()88(2 h 齿轮齿根高 (95) C=5)+向间隙 C 为大齿轮在齿面宽中点处的工作齿高的 15%再加上 96) )94()93( h 齿轮齿全高 (97) )95()96( 齿轮齿工作高 (98) )89()48(02 大齿轮面锥角 (99) 2 (100) 2 (101) 2R =(48) )91( 大齿轮根锥角 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 14 (102) R (103) R (104) R (105) )6(50)(93(02 齿轮外圆直径 (106) (70)+(74)(50) (107) )49)(93()106(02 齿轮外援至小 齿轮轴线的距离 (108) )99( )87()90)(72( (109) )102( )88()92)(72( (110) )108()71(0 z 齿轮面锥顶点至小齿轮轴线的距离正（ +）号表示该面锥顶点越过小齿轮轴线；负（ -）号表示该面锥顶点在大齿轮轮体与小齿轮轴线之间 (111) )109()71( 齿轮根锥角顶点至小齿轮轴线的距离，正（ +）号表示该跟锥顶点越过小齿轮，负（ -）号表示该根锥顶点在大齿轮轮体与小齿轮轴线之间 (112) (12)+(70)(104) (113) 12( )5(114) )113(1 (115) 14( )113(116) 114)(103(01 (117) 01 齿轮面锥角 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 15 (118) 1 (119) 1 (120) )103( )95()111)(102( (121) )114( )120()113)(5(0 齿轮面锥顶点至大齿轮轴线的距离，正（ +）号表示该面锥顶点越过大齿轮轴线，负（ -）表示 该面锥顶点在小齿轮轮体与大齿轮轴线之间 (122) ）（ 左6967)38( (123) 124) 左）（ 123)39( ; 125) 11 c 7 ）；（）（ 126) 右右 ）（）（ 6867)113( (127) 右右）（ ）（ (128) 右左 ）（）（ 688768 (129) 右）（）（125118 (130) (74)(127) (131) 左）（ 1 2 6)75()1 2 9)(1 3 0()1 2 8(0 齿轮外圆至大齿轮轴线的距离 (132) (4)(127)（ 130） (133) 右）（ 12675)129)(132()128( 齿轮轮齿前缘至大齿轮轴线的距离 (134) (121)+(131) 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 16 (135) 134)(119(01 齿轮外圆直径 (136) )12()99( )100)(70( (137) 36( )5(0 (138) 0 (139) (140) )100( )95()100)(99( (141) )139( )140()137)(5( 齿轮根锥顶点至大齿轮轴线的距离，正（ +）号表示该根锥顶点越过大齿轮轴线，负（ -）号表示该根锥顶点在小齿轮轮体与大齿轮轴线 之间 (142) 139)(100(1 R (143) 1R 小齿轮根锥角 (144) R (145) R (146) (147) (148) (90)+(92) (149) (96)（ 4）（ 148） (150) )4()73( 节平面内大齿轮内锥距 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 17 速器的基本参数选择与设计计算 速器齿轮的基本参数的选择 一、 行星齿轮数目的选择 轿车常用 2 个行星齿轮，载货汽车和越野车多用 4 个行星齿轮，少数汽车采用 3 个行星齿轮。根据载荷计算本车采用 4 个行星齿轮。 行星 球面半径 有公式： 3 （ 3 确定。式中： 行星齿轮球面半径系数， 于 4 个行星齿轮的轿车和公路载货汽车取最小值，对于 2 个行星齿轮的轿车以及所有越野车和矿车取最大值。 计算转距，取 Tc= 则： 6 BR 0A（ BR 式中 ,0 二 、 行星齿轮与半轴齿轮齿数的选择 在任何圆锥行星齿轮式差速器中，左右两个半轴齿轮齿数 和，必须能被行星齿轮的数目所整除，以便行星齿轮能均匀的分布于半轴齿轮的轴线周围，否则差速器无法安装。即应满足的安装条件为： Z 22（ 3 式中， Z 22 , 左、右半周齿轮的齿数，对于对称式圆锥行星齿轮差速器来说， Z 22 ； n 行星齿轮数目； I 任意整数。 取 Z 22 =14 则 行星齿轮齿数为： 111 Z ，半轴齿轮齿数为 142 Z 。 三、 差速器圆锥齿轮模数及半轴齿轮节圆直径的初步确定 首先，初步求出行星齿轮与半轴齿轮的节锥角 1 、 2 ； 213 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 18 122 Z（ 3 则 ； 式中， 21, 分别为行星齿轮与半轴齿轮齿数。 再按下式初步求出圆锥齿轮的大端端面模数 m 22 011 0 s （ 3 得： m= m=3 反推出 圆直径 d 即可根据齿数 Z 和模数 m 由下式求得： d= （ 3 则 31 , 22 四、 压力角 的确定 取 ，齿高系数为 少齿数可减至 10。 五、 行星齿轮安装孔直径 及深度 L 的确定 030 （ 3 =取 l= 速器齿轮的几何尺寸设计计算 表 3速器齿轮的几何尺寸计算 序号 项目 计算公式 （ 1） 行星齿轮数 111 Z （ 2） 半轴齿轮 2Z =14 （ 3） 模数 M=3 （ 4） 齿面宽 F= 5） 齿工作高 mh g (6) 齿全高 4 1 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 19 （ 7） 压力角 （ 8） 轴交角 = 90 （ 9） 节圆直径 331 d , 422 d （ 10） 节锥角 21 122 Z， （ 11） 周节 T= 12） 节锥距 （ 13） 齿顶高 8 2 4 7 4 1 g (14) 齿根高 5 3 9 2 5 11 8 7 4 22 （ 15） 径向间隙 C= 6 1 g （ 16） 齿根角 4 31 3 r c t a 11 r c t a 22 （ 17） 面锥角 （ 18） 根锥角 7 2 5 9 1 R （ 19） 外圆直径 4 4 2 2 9 1101 0 7 2202 （ 20） 节锥顶点至外缘距离 1201 20 9 4 6 8 2102 （ 21） 理论弧齿厚 21 = a 212 （ 22） 齿侧间隙 B= 23） 弦齿厚 13111 23222 24） 弦齿高 96895 o 1 x 04987 o 2 x 浮式半轴的设计计算 在设计时，全浮式半轴杆部直径的初步选取可按下式进行： ) (3因为半轴承受的最大纵向力为 L 2 4 22 式中 , m 为汽车加速或减速时的质量转移系数； 2G 为满载静止汽车的驱动桥对水平地面的载荷。 则左右半轴承受的转矩 T 为： 9 2 322 所以 5 9 取 5 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 21 动桥桥壳的设计计算 驱动桥壳 的主要功用是支撑汽车质量，并承受由车轮传来的路面的反力和反力矩，并经悬架传给车架（或车身）；它又是主减速器、差速器、半轴的装配基体。 动桥壳结构方案分析 驱动桥壳大致可分为可分式、整体式和组合式三种形式。 一、 可分式桥壳 可分式桥壳 (图 3 1)由一个垂直接合面分为左右两部分，两部分通过螺栓联接成一体。每 一部分均由一铸造壳体和一个压入其外端的半轴套管组成，轴管与壳体用铆钉连接。 这种桥壳结构简单，制造工艺性好，主减速器支承刚度好。但拆装、调整、维修很不 图 3分式桥壳 方便，桥壳的强度和刚度受结构的限制，曾用于轻型汽车上，现已较少使用 。 二、 整体式桥壳 整体式桥壳 (图 3 2)的特点是整个桥壳是一根空心梁，桥壳和主减速器壳为两体。它具有强度和刚度较大，主减速器拆装、调整方便等优点。 图 3体式桥壳 按制造工艺不同，整体 a)铸造式 b）钢板冲压焊接式 式桥壳可分为铸造式 (图 3 2a)、 钢板冲压焊接式 (图 3 2b)和扩张成形式三种。 铸造式桥壳的强度和刚度较 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 22 大，但质量大， 制造工艺复杂， 但整体式桥壳可以制成复杂的形状，壁厚能够变化，可得到理想的应力分布，故其强度和刚度均较好，工作可靠， 主要用于中、 重型货车上。钢板冲压焊接式和扩张成形式桥壳质量小，材料利用率高，制造成本低，适于大量生产， 但其桥壳不能做成复杂而理想的断面，因壁厚一定，故难于调整应力分布。钢板冲压焊接式桥壳主要 应用于轿车和中、小型货车及部分重型货车上。 三、组合 式桥壳 组合式桥壳 (图 3 3)是将主减速器壳与部分桥壳铸为一体，而后用无缝钢管分别压入壳体两端，两者间用塞焊或销钉固定。它的优点是从动齿轮轴承的支承刚度较好，主减速器的装配、调整比可分式桥壳方便，然而要求有较高的加工 精度，常用于轿车、轻型货车 图 3合式桥壳 中。 动桥壳强度计算 对于具有全浮式半轴的驱动桥，强度计算的载荷工况与半轴强度计算的：三种载荷工况相同。图 3驱动桥壳受力图，桥壳危险断面通常在钢板弹簧座内侧附近，桥儿端郎的轮毂轴承座根部也应列为危险断面进行强度验算 。 桥壳的许用弯曲应力为 300 500用扭转切应力为 150 400锻铸铁桥壳取较小值，钢板冲压焊接桥壳取较大值。 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 23 一、 桥壳的静弯曲应力计算 图 3壳受力简图 桥 壳像一个空心梁 ,两端经过轮毂支撑在车轮上 ,在钢板弹簧座处承受汽车的簧上载荷 。 两个钢板弹簧座之间的弯矩为 ： 22 2 （ 3 计算结果 为： 3102 9 1 01 2 9 2 5 M =于桥壳的危险截面在钢板弹簧座的附近 ,通常由于 小于 22G ,而且设计时不易准确的预计 ,当 没有数据时 ,可以忽略 . 而静弯曲应力则为 : 310M （ 3 其中 M 板弹簧座附近）桥壳的垂向弯曲截面系数： 443 132 （ 3 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 24 =算 M P 5 2 3 6 3 关于桥壳的危险截面在钢板弹簧座的附近的形状 ,主要有桥壳的
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