摘 要
本次设计的题目是松花江微型汽车驱动桥设计。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，差速器采用普通对称式圆锥行星齿轮差速器，半轴采用半浮式型式，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、半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；设计；计算；CAD
ABSTRACT
The object of the design is the design for driving axle of mini-car of SongHuajiang 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 thesis 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, half 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, half floating axle, the checking of axle housing and CAD drawing and so on.
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Keywords: Driving Axle; Final Drive ; Design; Calculation; CAD
目 录
摘要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1驱动桥的结构和种类 1
1.1.1 汽车车桥的种类 1
1.1.2 驱动桥的种类 1
1.1.3 驱动桥结构组成 2
1.2 设计内容 6
第2章 设计方案的确定 7
2.1 设计主要参数 7
2.2 主减速器结构方案的确定 7
2.3 差速器结构方案的确定 8
2.4 半轴型式的确定 8
2.5 桥壳型式的确定 9
2.5 本章小结 9
第3章 主减速器设计 10
3.1 主减速比的确定 10
3.2 主减速齿轮计算载荷的确定 10
3.3 主减速器齿轮参数的选择 11
3.4 主减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算与强度计算 12
3.4.1 主减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算 12
3.4.2 主减速器螺旋锥齿轮的强度计算 14
3.5 主减速器齿轮的材料及热处理 16
3.6 主减速器轴承的计算 17
3.7 主减速器的润滑 21
3.8 本章小结 21
第4章 差速器设计 22
4.1 概述 22
4.2对称式圆锥行星齿轮差速器 22
4.2.1 差速器齿轮的基本参数选择 23
4.2.2 差速器齿轮的几何尺寸计算与强度计算 24
4.3 本章小结 27
第5章 半轴设计 29
5.1 概述 29
5.2 半轴的设计与计算 29
5.2.1 半浮式半轴的设计计算 29
5.2.2 半轴的结构设计 32
5.3 本章小结 33
第6章 驱动桥桥壳的校核 34
6.1 概述 34
6.2 桥壳的受力分析及强度计算 34
6.2.1 汽车以最大牵引力行驶时的桥壳的强度计算 34
6.2.2 汽车侧向力最大时的桥壳的强度计算 34
6.2.3汽车在不平路面冲击载荷作用下桥壳的强度计算 34
6.3 本章小结 36
结论 37
参考文献 38
致谢 39
附录 41
第1章 绪 论
1.1 驱动桥的结构和种类
1.1.1 汽车车桥的种类
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。其中，转向桥和支持桥都属于从动桥，一般货车多以前桥为转向桥，而后桥或中后两桥为驱动桥。
1.1.2 驱动桥的种类
驱动桥作为汽车的重要的组成部分，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、差速器、驱动车轮的传动装置及桥壳等部件如图1.1所示。
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
图1.1 驱动桥
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。非独立悬架，整体式驱动桥。这种类型的车一般的设计多采用单级减速器，它可以保证足够大的离地间隙同时也可以增大主传动比。
1.1.3 驱动桥结构组成
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1.2（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1.2（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：
①尺寸相同时，双曲面齿轮有更大的传动比。
②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。
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