摘 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，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，计算了单级减速器、圆锥行星齿轮差速器、全浮式半轴的各项参数，对桥壳的进行校核及材料选取。
关键词： 驱动桥；单级；主减速器；齿轮；材料；计算机辅助设计
ABSTRACT
Driving axle assembly is one of the important vehicle carrying pieces and can directly impact on the whole vehicle's performance and its effective life. Driving Axle is consisted of Main Decelerator, Differential Mechanism, Half Shaft and Axle Housing. The basic function of Driving Axle is to increase the torque transmitted by Drive Shaft or directly transmitted by Gearbox, then distributes it to left and right wheel, and make these two wheels have the differential function which is required in Automobile Driving Kinematics; besides, the Driving Axle must also stand the lead hangs down strength, the longitudinal force and the transverse force acted on the road surface, the frame or the compartment lead.
The configuration of the Driving Axle is introduced in the thesis at first. On the basis of the analysis of the structure and the developing process of Driving Axle, the design adopted the Integral Driving Axle, Single Reduction Gear for Main Decelerator’s deceleration form, Spiral Bevel Gear for Main Decelerator’s gear, Full Floating for Axle and Casting Integral Axle Housing for Axle Housing. In the design, we accomplished the design for Double Reduction Gear, tapered Planetary Gear Differential Mechanism, Full Floating Axle, the checking of Axle Housing and the election of the material and so on.
Key words: Driving Axle；Single；Main Decelerator；Gear；Material；Computer Aided
Design
目 录
摘要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1选题的目的和意义 1
1.2 研究现状 2
1.1.1 国内现状 2
1.1.2 国外现状 2
1.3 驱动桥的结构和种类 4
1.3.1 汽车车桥的种类 4
1.3.2 驱动桥的种类 4
1.3.3 驱动桥结构组成 5
1.4 设计的主要内容 9
第2章 设计方案的确定 10
2.1 主要设计参数 10
2.2 主减速比的计算 10
2.3 主减速器结构方案的确定 11
2.4 差速器结构方案的确定 12
2.5 半轴型式的确定 12
2.6 桥壳型式的确定 12
2.7 本章小结 12
第3章 主减速器设计 14
3.1 主减速齿轮计算载荷的确定 14
3.2 主减速器齿轮参数的选择 15
3.2.1 主减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算 16
3.2.2 主减速器螺旋锥齿轮的强度计算 17
3.3 主减速器齿轮的材料及热处理 19
3.4 主减速器轴承的计算 20
3.5 主减速器的润滑 22
3.6 本章小结 22
第4章 差速器设计 23
4.1 差速器齿轮的基本参数选择 23
4.2 差速器齿轮的几何尺寸计算与强度计算 25
4.3 本章小结 28
第5章 半轴设计 29
5.1 全浮式半轴的设计计算 29
5.2 半轴的结构设计及材料与热处理 31
5.3 本章小结 32
第6章 驱动桥桥壳的校核 33
6.1 桥壳的静弯曲应力计算 33
6.2 在不平路面冲击载荷作用下桥壳的强度计算 34
6.3 汽车以最大牵引力行驶时的桥壳的强度计算 34
6.4 汽车紧急制动时的桥壳强度计算 36
6.5 本章小结 37
结论 38
参考文献 39
致谢 40
附录 41
附录A 41
附录B 44
第1章 绪 论
1.1选题的目的和意义
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(CAD)。计算机辅助设计的特点：Pro/Engineer是美国PTC公司开发的一套机械CAD/CAE/CAM集成软件，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CAD/CAE/CAM领域中处于领先地位。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。
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