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；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

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 完成主要内容 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

第 7 章 Pro-E图的制作过程 38

7.1 零件的制作过程 38

7.1.1 行星齿轮的制作过程 38

7.1.2 半轴齿轮的制作过程 39

7.1.3 主动齿轮的制作过程 39

7.1.4 从动齿轮的制作过程 39

7.1.5 差速器壳体的制作过程 40

7.1.6 十字轴的制作过程 40

7.2 零件的装配 41

7.3 本章小结 43

结论 44

参考文献 45

致谢 46

附录 47

附录A 47

附录B 50

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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内容简介：: 毕业设计（论文）任务书学生姓名舒左奇系部汽车工程系专业、班级导教师姓名臧杰职称教授从事专业汽车运用是否外聘是否题目名称狮跑汽车后桥设计一、设计（论文）目的、意义学习和研究汽车后桥的结构特点，进行主要零部件设计。设计应满足院本科生毕业设计规范的要求并达到及格水平以上。培养正确的研究方法、理论联系实际的工作作风、严肃求实的学习态度。课题综合运用了机械设计、工程材料、汽车设计、汽车构造、图等知识。二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法） 1、主要内容（ 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）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）绘制配图及主要零件图。（ 5）编写设计说明书。 2、技术要求（研究方法）（ 1）通过文献资料收集，熟悉汽车后桥设计和有关理论知识，国内外汽车设计方法和汽车计算机辅助设计的发展状况。实地到汽车厂等部门实习调查，了解后桥设计方法。（ 2）编写课题研究大纲和开题报告。（ 3）以狮跑汽车后桥设计为例 ,方案合理可行；分析此汽车后桥的结构特点及布置方式，并确定后桥的基本尺寸数据；通过网络查找有关此车型的一些基本数据。（ 4）使用件进行平面制图。（ 5）按进度要求独立完成毕业设计，服从指导教师安排；完成的毕业设计格式规范；方案选择合理，具有可行性、经济性、适用性，设计思路清晰，符合实际，图纸正确符合制图标准 ,内容完整。、设计（论文）完成后应提交的成果折合 0#图纸 3 张，其中至少含 1 张 0#图纸。设计说明书字以上。四、设计（论文）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、主要参考资料 1 汽车工程手册编辑委员会汽车工程手册北京：人民交通出版社， 2001 574 628 2 王望予主编汽车设计（第 4 版）北京：机械工业出版社， 2004 219 256 3 刘惟信主编汽车设计北京：清华大学出版社， 2001 608 649 4 陈家瑞主编汽车构造（第 5 版）北京：高等教育出版社， 1989 190 215 5 余志生主编三版） M械工业出版社， 6 机械设计手册编委会编第二册 M械工业出版社， 7 机械设计手册编委会编第三册 M械工业出版社， 8 汽车工程手册编委会编计篇） M民交通出版社， 9 蔡小华，薛小雯，在境下利用行范成法加工齿轮的仿真 J 10 胡迫青 ,梁高副，重型越野车驱动桥智能设计系统 J，华中理工大学学报第 27 卷第 11 期， 11 王聪兴，冯茂林，现代设计方法在驱动桥设计中的应用 J，公路与汽运第 4 期，六、备注指导教师签字：年月日教研室主任签字：年月日毕业设计（论文）开题报告学生姓名舒左奇系部汽车工程系专业、班级车辆工程导教师姓名臧杰职称教授从事专业汽车运用是否外聘是否题目名称狮跑汽车后桥设计一、课题研究现状、选题目的和意义状（ 1）国内现状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。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。 (2) 国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。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。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。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。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，未来计算机辅助设计会成为设计中不可缺少的一部分。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题容（ 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）通过网络查找相关数据，进入实验室进行实际的拆装，了解其工作原理，弄清后桥的结构特点，材料、工艺等属性。通过学习了解后桥的设计方法。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分析各种驱动桥优缺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臧杰汽车构造 M北京：机械工业出版社， 2刘惟信 M华大学出版社， 3陈家瑞 M械工业出版社， 4王望予四版） M械工业出版社， 5刘惟信 M华大学出版社， 6余志生三版） M械工业出版社， 7机械设计手册编委会编第二册 M械工业出版社 8机械设计手册编委会编第三册 M械工业出版社， 9汽车工程手册编委会编计篇） M民交通出版社 10刘小龙 J11张永奇 J 008 年第 3 期，12胡迫青 ,梁高副 J 7 卷第 11 期，13王聪兴，冯茂林 J 期， 14刘极峰 M. 北京：高等教育出版社， 15王亮 D. 河北：河北工业大学， 2006. 16成大先 M学工业出版社， 2004. 172007. 1812（ 2007），六、备注指导教师意见：签字：年月日毕业设计（论文）中期检查表填表日期 2009 年 4 月 26 日迄今已进行 8 周剩余 9 周学生姓名舒左奇系部汽车工程系专业、班级车辆工程导教师姓名臧杰职称教授从事专业汽车运用是否外聘是否题目名称狮跑汽车后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：年月日毕业设计指导教师评分表学生姓名舒左奇系部汽车工程系专业、班级车辆工程导教师姓名臧杰职称教授从事专业汽车运用是否外聘是否题目名称狮跑汽车后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：年月日毕业设计评阅人评分表学生姓名舒左奇专业班级车辆工程导教师姓名臧杰职称教授题目狮跑汽车后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：年月日毕业设计答辩评分表学生姓名舒左奇专业班级车辆工程导教师臧杰职称教授题目狮跑汽车后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（论文）成绩评定表学生姓名舒左奇性别男系部汽车工程系专业车辆工程班级计（论文）题目狮跑汽车后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。优秀毕业设计（论文）推荐表题目狮跑汽车后桥设计类别毕业设计学生姓名舒左奇系、专业、班级汽车工程系车辆工程导教师臧杰职称教授设计成果明细：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）过程管理材料题目狮跑汽车后桥设计学生姓名舒左奇系部名称汽车工程专业班级车辆工程导教师臧杰职称教授教研室汽车技术基础起止时间 2009 年 3 月 2 日 - 6 月 19 日教务处制毕业设计（论文）开题报告学生姓名舒左奇系部汽车工程系专业、班级车辆工程导教师姓名臧杰职称教授从事专业汽车运用是否外聘是否题目名称狮跑汽车后桥设计一、课题研究现状、选题目的和意义状（ 1）国内现状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。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。 (2) 国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。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。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。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。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，未来计算机辅助设计会成为设计中不可缺少的一部分。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题容（ 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）通过网络查找相关数据，进入实验室进行实际的拆装，了解其工作原理，弄清后桥的结构特点，材料、工艺等属性。通过学习了解后桥的设计方法。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分析各种驱动桥优缺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臧杰汽车构造 M北京：机械工业出版社， 2刘惟信 M华大学出版社， 3陈家瑞 M械工业出版社， 4王望予四版） M械工业出版社， 5刘惟信 M华大学出版社， 6余志生三版） M械工业出版社， 7机械设计手册编委会编第二册 M械工业出版社 8机械设计手册编委会编第三册 M械工业出版社， 9汽车工程手册编委会编计篇） M民交通出版社 10刘小龙 J11张永奇 J 008 年第 3 期，12胡迫青 ,梁高副 J 7 卷第 11 期，13王聪兴，冯茂林 J 期， 14刘极峰 M. 北京：高等教育出版社， 15王亮 D. 河北：河北工业大学， 2006. 16成大先 M学工业出版社， 2004. 172007. 1812（ 2007），六、备注指导教师意见：签字：年月日本科学生毕业设计狮跑汽车后桥设计系部名称：汽车工程系专业班级：车辆工程学生姓名：舒左奇指导教师：臧杰职称：教授黑龙江工程学院二九年六月 s 009龙江工程学院本科生毕业设计 I 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，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；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 i 目录摘要 . I . 1 章绪论 . 1 题的目的和意义 . 1 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 . 9 第 2 章设计方案的确定 . 10 要设计参数 . 10 减速比的计算 . 10 减速器结构方案的确定 . 11 速器结构方案的确定 . 12 轴型式的确定 . 12 壳型式的确定 . 12 章小结 . 12 第 3 章主减速器设计 . 14 减速齿轮计算载荷的确定 . 14 减速器齿轮参数的选择 . 15 减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算 . 16 减速器螺旋锥齿轮的强度计算 . 17 减速器齿轮的材料及热处理 . 19 减速器轴承的计算 . 20 减速器的润滑 . 22 章小结 . 22 黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 章差速器设计 . 23 速器齿轮的基本参数选择 . 23 速器齿轮的几何尺寸计算与强度计算 . 25 章小结 . 28 第 5 章半轴设计 . 29 浮式半轴的设计计算 . 29 轴的结构设计及材料与热处理 . 31 章小结 . 32 第 6 章驱动桥桥壳的校核 . 33 壳的静弯曲应力计算 . 33 不平路面冲击载荷作用下桥壳的强度计算 . 34 车以最大牵引力行驶时的桥壳的强度计算 . 34 车紧急制动时的桥壳强度计算 . 36 章小结 . 37 第 7 章的制作过程 . 38 件的制作过程 . 38 星齿轮的制作过程 . 38 轴齿轮的制作过程 . 39 动齿轮的制作过程 . 39 动齿轮的制作过程 . 39 速器壳体的制作过程 . 40 字轴的制作过程 . 40 件的装配 . 41 章小结 . 43 结论 . 44 参考文献 . 45 致谢 . 46 附录 . 47 附录 A . 47 附录 B . 50 黑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。黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 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黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 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。动桥的结构和种类黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 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。黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 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。黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 （ 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：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，轴承寿黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 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：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黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 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 9。 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。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 5。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黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 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；（ 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 10 第 2 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

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