摘 要
本次设计的题目是解放赛龙ⅡCA1080货车驱动桥设计。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组成，再分析驱动桥各部分结构型式，确定总体设计方案：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，半轴采用全浮式型式，桥壳采用钢板冲压焊接式整体式桥壳。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CAD绘图等工作。
关键词：驱动桥；主减速器；差速器；半轴；桥壳；CAD；设计；校核
ABSTRACT
The object of the design is The Design for Driving Axle of truck of Cellon Ⅱ CA1080. Driving Axle is consisted of Final Drive, 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 theses at first. On the basis of the analysis of the structure ,the developing process and advantages and disadvantages of the former type 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 stamp-welded steel sheet of Integral Axle Housing for Axle Housing. In the design, we accomplished the design for Single Reduction Gear, tapered Planetary Gear Differential Mechanism, Full-floating Axle, the checking of Axle Housing and CAD drawing and so on.
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Key words: Drive Axle；Main Reducer；Differential；Axle；Bridge Shell；CAD；Design；Check
目 录
摘要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 驱动桥研究的目的和意义 1
1.3 驱动桥研究状况与发展趋势 2
1.3.1 发展状况 2
1.3.2 驱动桥发展趋势 2
1.4 主要研究内容 4
第2章 驱动桥结构方案拟定 5
2.1 驱动桥的结构和种类 5
2.1.1 汽车车桥的种类 5
2.1.2 驱动桥的种类 5
2.1.3 驱动桥结构组成 5
2.2 设计要求 10
2.2.1 适用车型 10
2.2.2 设计基础数据 10
2.3 本章小结 10
第3章 主减速器设计 11
3.1 主减速器的结构形式 11
3.1.1 主减速器的齿轮类型 12
3.1.2 主减速器主、从动锥齿轮的支承形式 12
3.2 主减速器的基本参数选择与设计计算 13
3.2.1 主减速比i0的确定 13
3.2.2 主减速器计算载荷的确定 13
3.2.3 主减速器基本参数的选择 15
3.2.4 主减速器圆弧锥齿轮的几何尺寸计算 17
3.2.5 主减速器圆弧锥齿轮的强度计算 18
3.3 主减速器轴承的载荷计算 22
3.3.1 锥齿轮齿面上的作用力 22
3.3.2 锥齿轮轴承载荷的计算 25
3.3.3 锥齿轮轴承型号的确定 27
3.4 本章小结 28
第4章 差速器设计 29
4.1 对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理 29
4.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的结构 30
4.3 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计 30
4.3.1 差速器齿轮的基本参数的选择 31
4.3.2 差速器齿轮的几何计算 33
4.3.3 差速器齿轮的强度计算 34
4.4 本章小结 36
第5章 驱动半轴的设计 37
5.1 结构形式分析 37
5.1 全浮式半轴计算载荷的确定 38
5.2 全浮式半轴的杆部直径的初选 39
5.3 全浮式半轴的强度计算 39
5.4 半轴花键的选择及强度计算 40
5.4.1 半轴花键的选择 40
5.4.2 半轴花键的强度计算 42
5.5 半轴的结构设计及材料与热处理 43
5.6 本章小结 43
第6章 驱动桥壳的设计 44
6.1 驱动桥设计概述 44
6.2 桥壳的受力分析及强度计算 44
6.2.1 汽车以最大牵引力行驶时的桥壳强度计算 44
6.2.2 汽车侧向力最大时的桥壳强度计算 45
6.2.3 汽车在不平路面冲击载荷作用下桥壳的强度计算 46
6.3 本章小结 46
结论 47
参考文献 48
致谢 49
附录A 50
附录B 54
第1章 绪 论
1.1 研究背景
汽车自上个世纪末诞生以来，已经走过了风风雨雨的一百多年。作为交通运输工具之一，汽车在人们的日常生产及生活中发挥着越来越大的作用，成为了人们生活中不可或缺的一部分。中型载货汽车在汽车生产中占有很大的比重，而驱动桥作为汽车中重要的组成部分，在整车设计中十分重要。良好驱动桥设计可大大提高汽车对各种路面及地面的适应性，提高其通过性及行驶安全性。
随着汽车工业的发展及汽车技术的提高，驱动桥的设计，制造工艺都在日益完善。驱动桥也和其他汽车总成一样，除了广泛采用新技术外，在机构设计中日益朝着“零件标准化、部件通用化、产品系列化”的方向发展及生产组织的专业化目标前进。面对着日趋激烈的竞争，提高驱动桥的性能，降低成本，维修方便成了现代驱动桥设计首先考虑的问题[1]。
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。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。同样 ,对驱动桥的研究不应仅停留在传统设计方法上 ,而应借助于现代设计方法以精益求精。本文采用现代驱动桥设计方法 ,结合计算机CAD技术，以促进其设计过程趋于合理化和科学化。
1.2 驱动桥研究的目的和意义
我国幅员辽阔，地理和道路条件复杂，在各种路面条件下均可获得良好行驶性能的载货汽车非常适合我国的道路条件。此外，随着我国人民物质生活水平的提高，以及对汽车安全性认识的提高，驱动桥的性能得到了人们的重视。我国的载货汽车和客车保有量很大，而且年需求量也相当大。由于工作环境、运输效率等的因素，这些车型迫切需要设计出性能更加出色的驱动桥，以提高汽车的动力性、通过性及安全性。
从我国汽车工业发展情况来看，由于我国汽车工业起步较晚，技术相对落后，虽然有着良好的发展势头，但是与国外汽车相比仍然有很大差距。因此，国内汽车产品的更新换代在多方面要受制于国外，这无疑对我国汽车工业的发展极为不利[2]。
现在，我国已成为WTO成员国，国内汽车市场竞争日趋激烈，同时国内汽车业也
面临着与国外汽车业同台竞争的压力。只有在价格和性能方面占优势的产品才能在这场竞争中取胜。鉴此，开展驱动桥的设计计算方法、试验方法及其在汽车产品中的应用研究，具有重要的理论意义和实用价值。本课题研究的驱动桥适用于解放赛龙ⅡCA1080载货汽车并可供一般8吨左右的车型使用，以作为储备技术和扩大产品的配套能力。
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