毕业论文终稿-东风牌LZ1090D载货汽车驱动桥设计[下载就送全套CAD图纸 答辩通过]

东风牌LZ1090D载货汽车驱动桥设计目录摘要IABSTRACTII第一章绪论111课题研究背景及意义112汽车驱动桥国内外发展状况113设计及参数要求2第二章驱动桥结构方案选择321驱动桥概述322驱动桥各构成方案确定4221主减速器结构方案的确定4222差速器结构方案的确定6223半轴形式的确定7224桥壳形式的确定7第三章主减速器设计831主减速器的基本参数选择与设计计算8311主减速齿轮计算载荷的确定8312主减速齿轮基本参数的选择9313齿轮的几何尺寸计算1232主减速器齿轮的材料选择1433主减速器齿轮强度计算1434主减速器齿轮轴承的载荷计算18341锥齿轮齿面上的作用力18342锥齿轮齿面上的轴向力和径向力18343主减速器齿轮轴承的选择20第四章差速器设计2241差速器的原理分析2242差速器齿轮主要参数选择2343差速器齿轮几何尺寸计算2644差速器齿轮的强度计算28第五章半轴设计3051全浮式半轴的设计计算30511全浮式半轴计算载荷的确定30东风牌LZ1090D载货汽车驱动桥设计512全浮式半轴直径的选择30513全浮式半轴的强度计算3052半轴的结构设计及材料选择3153半轴花键的参数选择3154半轴花键的强度计算31第六章驱动桥壳设计3361桥壳的形式3362桥壳的受力分析及强度计算33总结35参考文献36致谢37需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑东风牌LZ1090D载货汽车驱动桥设计需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑东风牌LZ1090D载货汽车驱动桥设计需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑东风牌LZ1090D载货汽车驱动桥设计需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763I摘要本次设计是以东风牌LZ1090D载货汽车主要性能参数为依据来完成其驱动桥的设计。汽车驱动桥是汽车传动系中的重要组成部分，它主要由主减速器、差速器、半轴和桥壳等组成。本次设计根据给定的参数，首先选定了各主要构成件的结构方案；接着，对主减速器、差速器、半轴、轴承、桥壳等进行设计计算与强度校核，其中重点对主减速器齿轮及普通对称式圆锥行星齿轮进行了设计与校核；最后，采用AUTOCAD软件绘制本驱动桥的装配图和主要零部件图纸，并用PRO/E软件建立了本驱动桥的三维模型，直观的看到了本驱动桥的结构。关键词驱动桥；主减速器；差速器；半轴东风牌LZ1090D载货汽车驱动桥设计IIABSTRACTTHEDESIGNISBASEDONTHEDONGFENGBRANDTRUCKLZ1090DMAINPERFORMANCEPARAMETERSASTHEBASISTOCOMPLETEITSDRIVEAXLEDESIGNDRIVINGAXLEAUTOMOTIVEDRIVELINEIMPORTANTPART,WHICHISMAINLYCOMPOSEDOFTHEMAINREDUCER,DIFFERENTIAL,AXLEANDAXLEHOUSINGANDOTHERCOMPONENTSTHEDESIGNACCORDINGTOTHEGIVENPARAMETERS,FIRSTSELECTTHESTRUCTUREOFTHEPROGRAMEACHMAINCONSTITUENTPARTSTHEN,THEMAINREDUCER,DIFFERENTIAL,AXLE,BEARINGS,AXLEHOUSINGANDOTHERDESIGNCALCULATIONSANDSTRENGTHCHECK,WHICHFOCUSESONLORDGEARANDGENERALSYMMETRICCONICALPLANETARYGEARISDESIGNEDANDCHECKEDANDFINALLY,THEUSEOFAUTOCADSOFTWAREASSEMBLYDRAWINGOFTHEDRIVEAXLEANDTHEMAINPARTSOFTHEDRAWING,ANDWITHPRO/ESOFTWARETOESTABLISHATHREEDIMENSIONALMODELOFTHEDRIVEAXLE,VISUALLYSEETHESTRUCTUREOFTHEDRIVEAXLEKEYWORDSDRIVEAXLEPRIMARYREDUCERDIFFERENTIALAXLE东风牌LZ1090D载货汽车驱动桥设计11第一章绪论11课题研究背景及意义汽车是改变世界的机器。汽车工业发展的百年历史中，已使世界发生了翻天覆地的变化。目前，全世界的汽车保有量已经超过85亿辆，我国民用汽车2009年就已达到8500万辆。中国的汽车工业起步的比较晚，迄今为止仅有50多年的历史，但其已取得很大的成就【1】。无论从产销量上还是从技术水准上来看，中国的汽车都在不断的前进和发展中，尤其是在近几年，其发展速度更是出乎人们的意料，很多人形容为“井喷”。随着汽车产品科技含量的迅速提高和汽车拥有量的不断增加，汽车工业已经成为国民的经济支柱产业，带动了许多相关企业、事业，包括钢铁、石油、橡胶、塑料、机床、道路、汽车销售、售后服务、运输、交通管理等的发展2。驱动桥是现代汽车重要的总成之一，它位于传动系末端，其功用为增扭、降速、改变转矩的传动方向，并将转矩合理分配给左右驱动车轮。此外，还要承担路面与车架或车身间的各种力与力矩。在毕业设计中，完成对驱动桥的设计，是在完成大学学习后进行的一次综合性训练，是对所学的基本知识、基本理论和基本技能掌握与提高程度的一次总测试。通过撰写毕业论文，可以使学生了解科学研究的过程，掌握如何收集、整理和利用材料；如何观察、如何调查、作样本分析；如何利用图书馆，检索文献数据；如何操作仪器等方法。12汽车驱动桥国内外发展状况进入21世纪以来，我国经济稳步发展，汽车行业取得了显著成就，企业规模效益有了明显改善，产业集中度有了一定程度提高，国内汽车驱动桥的研究制造技术水平也随之提高。现阶段，我国生产驱动桥的厂家较多、品种和规格也较齐全，其性能和质量基本上能够满足国产农业机械和工程机械的使用，占有较大的市场份额，但仍有一定数量的车桥依赖进口。国内本土的设计能力跟国际先进水平还有一定差距，在国内汽车专利的申请还是跨国公司占绝大多数。国内车桥厂的差距主要体现在设计和研发能力上，目前有研发能力的车桥厂家还不多，一些厂家仅仅停留在组装阶段。实验设备也存在差距，比如工程车和牵引车在行驶过程中，齿轮啮合接触区的形状是不同的，国外先进的实验设备能够模拟这种状态而我国现在还在摸索中。在具体工艺细节方面，我国和世界水平的差距也还比较大。随着我国公路条件的改善提高和物流业对车辆性能要求的变化，载重汽车驱动桥东风牌LZ1090D载货汽车驱动桥设计2的技术已呈现出向单级化的发展趋势，单级驱动桥的使用比例越来越高，技术方面的轻量化、舒适性的要求也将会逐步提高。目前在国外公路型车上已广泛的采用单级的减速桥，并且单级减速驱动车桥是驱动桥中结构最简单的一种，其制造工艺较简单，成本较低，维修保养简单，传动效率高，噪音小，温升低和整车油耗低等优点，使得它在汽车上占有重要地位。公路状况的改善，使得对汽车通过性的要求降低，因此，载货汽车产品不必像过去一样，采用复杂的结构提高其通过性。总之，现在汽车具有向节能、环保、舒适等方面发展的趋势，所以也将要求驱动桥向轻量化、大扭矩、低噪声、宽速比、寿命长和低成本生产的方向发展，而单级的驱动桥就成为了主流的发展方向。13设计及参数要求131设计要求要求驱动桥是汽车传动系中的重要组成，由减速器、差速器、半轴和驱动壳桥等组成，本设计主要完成（1）完成主减速器总成的总体结构设计；（2）对主减速器、差速器等主要部件进行设计和校核计算；（3）进行三维实体造型。132参数要求本次设计参考车型参数如下表11参考车型参数参考车型名称东风牌LZ1090D载货汽车主减速器型式一对准双曲面齿轮主减速比633总质量（KG）9510满轴荷分配（前后）（KG）26006910发动机额定转速下功率（KW/R/MIN）992800发动机最大扭矩（NM/R/MIN）38216001900变速器速比一档731二档431三档245四档154五档100倒档766需要CAD图纸，Q咨询414951605公类型与规格子午线900R20第二章驱动桥结构方案选择21驱动桥概述汽车驱动桥是汽车底盘的重要组成部分，主要由主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳等组成。驱动桥有类型有非断开式和断开式两种，非断开式驱动桥的左、右驱动轮直接通过驱动桥壳相联，断开式驱动桥的左、右驱动轮不直接通过驱动桥壳相联2。1驱动桥壳；2主减速器；3差速器；4半轴；5轮毂。图21非断开式驱动桥非断开式驱动桥结构简单，制造工艺性好，维修调整容易，广泛应用于各种载货汽车、客车上。它的缺点是一侧的驱动轮通过路面凹坑时，两轮中间的离地间隙随之减小，影响车辆的通过性；此外，驱动桥壳的质量大。（许兆棠，刘永成汽车构造（下册）东风牌LZ1090D载货汽车驱动桥设计41主减速器；2半轴；3弹簧；4减振器；5驱动轮；6摆臂；7摆臂轴。图22断开式驱动桥断开式驱动桥离地间隙大，两侧的驱动轮彼此独立地相对于车架上下跳动，可提高汽车行驶的平顺性和通过性，在轿车和越野车上应用广泛。22驱动桥各构成方案确定221主减速器结构方案的确定（1）主减速比的确根据设计要求主减速比为633。0I（2）主减速器的齿轮类型按齿轮副结构型式分，主减速器的齿轮传动主要有螺旋锥齿轮式传动，双曲面齿轮式传动、圆柱齿轮式传动（又可分为轴线固定式齿轮传动和轴线旋转式齿轮传动即行星齿轮式传动）和蜗杆蜗轮式传动等形式。在现代货车车驱动桥中，主减速器采用得最广泛的是螺旋锥齿轮和双曲面齿轮。需要CAD图纸，Q咨询41495160523螺旋锥齿轮与双曲面齿轮由于双曲面齿轮传动的主动齿轮的直径及螺旋角都较大，所以相啮合轮齿的相当曲率半径比相应的螺旋锥齿轮当量曲率半径大，其结果是齿面建的接触应力降低。随偏移矩的不同，曲面齿轮与接触应力相当的螺旋锥齿轮比较，负荷可提高达175。如果双曲面主动齿轮的螺旋角变大，则不产生根切的最少齿数可减少，所以可选用较少的齿数，这有利于大传动比的传动，这对于驱动桥的主减速比大于45的传动有其优越性5。（3）主减速器的减速形式主减速器的减速形式分为单级减速、双级减速、单级贯通、双级贯通、减速及轮边减速等。减速形式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IO的大小及驱动桥下的离地间隙、驱动桥的数目及布置形式等。通常单极减速器用于主减速比IO76的各种中小型汽车上。单级减速驱动车桥是驱动桥中结构最简单的一种，制造工艺较简单，成本较低，是驱动桥的基本型，在货车车上占有重要地位。东风牌LZ1090D载货汽车驱动桥设计6（A）单级主减速器（B）双级主减速器图22主减速器本次设计货车主减速比633，所以采用单级主减速器。0I（4）主减速器主从动锥齿轮的支承形式及安装方法（A）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23所示，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，多用于传递转巨较小的轿车、轻型货车的单级主减速器及许多双级主减速器中。图23锥齿轮悬臂式支承骑马式骑马式支承结构如图24所示，其特点是在锥齿轮的两端均有轴承支承。需要CAD图纸，Q咨询41495160524主动锥齿轮骑马式支承本次设计货车为轻型货车，所以采用悬臂式。（B）主减速器从动锥齿轮的支承形式及安装方式的选择从动锥齿轮只有跨置式一种支撑形式如图25所示6。图25从动齿轮支撑形式本次设计主动锥齿轮采用悬臂式支撑（圆锥滚子轴承），从动锥齿轮采用骑马式支撑（圆锥滚子轴承）。222差速器结构方案的确定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。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。本次设计选用普通锥齿轮式差速器，因为它结构简单，工作平稳可靠，适用于本次设计的汽车驱动桥。223半轴形式的确定东风牌LZ1090D载货汽车驱动桥设计8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。其结够型式与驱动桥的结构型式密切相关，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。如图26所示，根据半轴外端支撑形式分为半浮式，3/4浮式，全浮式。（A）半浮式（B）3/4浮式（C）全浮式图26半轴支撑形式半浮式半轴以其靠近外端的轴颈直接支撑在置于桥壳外端内孔中的轴承上，而端部则以具有圆锥面的轴颈及键与轮毂相固定。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浮式半轴的结构特点是半轴外端仅有一个轴承并装在驱动桥壳半轴套管的端部，直接支撑着轮毂，而半轴则以其端部与轮毂想固定，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，所以未得到推广。全浮式半轴的外端和以两个轴承支撑于桥壳的半轴套管上的轮毂相联接，由于其工作可靠，广泛应用于轻型及以上的各类汽车上。根据相关车型及设计要求，本设计采用全浮半轴。224桥壳形式的确定桥壳的结构型式大致分为可分式，组合式整体式三种，按照设计要求选用整体式。第三章主减速器设计31主减速器的基本参数选择与设计计算311主减速齿轮计算载荷的确定通常是将发动机最大转矩配以传动系最低档传动比时和驱动车轮打滑时这两种情需要CAD图纸，Q咨询414951605下。作用于主减速器从动齿轮上的转矩，的较小者，作为载货汽车和越野JETJ汽车在强度计算中用以验算主减速器从动齿轮最大应力的计算载荷。（刘惟信汽车车桥设计）即21MNNKITTOLEJ1782531903782/MAX22IRGLBJ64496102式中发动机量大转矩，；MAXETMN由发动机至所计算的主减速器从动齿轮之间的传动系最低挡传动比；LI传动系上述传动部分的传动效率，取09；TT由于“猛结合”离合器而产生冲击载荷时的超载系数，对于一般载货汽车、0K矿用汽车和越野汽车以及液力传动及自动变速的各类汽车取1；0K该汽车驱动桥的数目；N汽车满载时一个驱动桥给水平地面的最大负荷，N2G轮胎对地面的附着系数，对于安装一般轮胎的公路汽车，取085；车轮的滚动半径，MR主减速器从动齿轮到驱动车轮之间的传动效率，09；LBLB主减速器从动齿轮到驱动车轮之间的传动比，1；II以上求得的计算载荷，是最大转矩而不是正常持续转矩，不能用它作为疲劳损坏的依据。对于公路车辆来说，使用条件较非公路车辆稳定，其正常持续转矩是根据所谓平均比牵引力的值来确定的，即主减速器从动齿轮的平均计算转矩为JMT（23）NFFNIRGTPHRLBTAJM45728302190486东风牌LZ1090D载货汽车驱动桥设计10式中汽车满载总重量，NAGGT所牵引的挂车满载总重量，N，但仅用于牵引车的计算；车轮的滚动半径，M；R道路滚动阻力系数，计算时轿车取FR00100015；载货汽车取RF00150020；越野汽车取00200035；汽车正常使用时的平均爬坡能力系数。通常对轿车取008；载货汽车和城HF市公共汽车取005009；长途公共汽车取006010，越野汽车取009030；汽车或汽车列车的性能系数PF2419506MAXETPGF如果当时，取。11950MAXETGPF在这里，所以取。165834829605AXET0PF312主减速齿轮基本参数的选择（1）选择主减速器的齿轮齿数选择主、从动齿轮齿数时应参照以下原则2为了磨合均匀，之间应避免有公约数。1Z2为了得到理想的齿面重叠系数，对于载货汽车，主、从动齿轮齿数和应不小于40，对于轿车应不小于50。当主传动比I0较大时，则应尽量使主动齿轮的齿数取值小些，以得到满意的驱动桥离地间隙。为了啮合平稳和提高的疲劳强度，一般大于5。1Z参照以上原则，结合本设计主减速器比，取Z16，Z238。360I需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976311（2）确定从动锥齿轮节圆直径和端面模数2DTM从动锥齿轮节圆直径可根据以上公式（31）（32）的计算转矩中取较小值按经验公式选出25TKDJ3251782543322式中从动锥齿轮的节圆直径，MM；2D直径系数，1316；2K2D计算转矩，；根据以上公式（31）（32）的计算转矩，取其较小值；JTMN从动锥齿轮端面模数，取整数，可用下列公式校MZDT5832MT9核262861723403JMTTK式中齿轮大端端面模数，MM；TM计算转矩，根据公式（31）（32）的计算转矩，取其较小值；JTN模数系数，取0304；MKMK因此是合格的。所以，。T9MD342892MD54691（3）计算主从动锥齿轮齿面宽和1F通常推荐圆锥齿轮与双曲面齿轮传动从动齿轮的齿宽F为其节锥距A0的030倍，即F030A0，但F不应超过端面模数的10倍，即。对于汽车工业，主减速器TT10圆弧锥齿轮推荐采用（27）MD53421052式中东风牌LZ1090D载货汽车驱动桥设计12D2从动齿轮节圆直径，MM；取，小锥齿轮的齿面宽一般要比大锥齿轮的大10，MF54，取。91021MF601（3）偏移距E及偏移方向和齿轮螺旋方向对于中型及以上的载货汽车、越野汽车和公共汽车等重负荷传动，E则不应超过从动齿轮节锥距A0的20（或取E值为从动齿轮D2的1012，且一般不超过12）。节锥距MZM173869121220（28）那么偏移距，取E35MM。AE6234170由从动齿轮的锥顶向其齿面看去并使主动齿轮处于右侧，这时如果主动齿轮在从动齿轮中心线上方时，则为上偏移，在下方时则为下偏移。双曲面齿轮的偏移方向与其轮齿的螺旋方向间有一定的关系下偏移时主动齿轮的螺旋方向为左旋，从动齿轮为右旋；上偏移时主动齿轮为右旋，从动齿轮为左旋。（刘惟信汽车车桥设计）本设计选取下偏移，主动齿轮左旋，从动齿轮右旋。（4）螺旋角的选择M汽车主减速器锥齿轮的螺旋角（双曲面齿轮是大、小齿轮中点螺旋角的平均值）多在范围内。轿车应选用较大值，以保证有较大的，以使运转平稳、4035MFM噪音低。载货汽车选用较小值以防止轴向力过大。通常，螺旋锥齿轮用35的居多。刘惟信汽车车桥设计）本设计中，选取。35M（5）法向压力角的选择法向压力角大一些可以增加轮齿强度，减少齿轮不发生根切的最小齿数，也可以需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976313使齿轮运转平稳，噪音低。一般情况下，轿车主减速器螺旋锥齿轮选用1430或16的法向压力角；载货汽车和重型汽车则分别选用20、2230的法向压力角。本设计车型为中型载货汽车，所以选取压力角。20313齿轮的几何尺寸计算表31主减速器齿轮参数及几何尺寸计算序号名称计算公式计算结果1主减速比0I6332主动齿轮齿数1Z63从动齿轮齿数2384端面模数TM9MM5节圆直径ZDTMD541326齿面宽FF601M5427节锥距210ZMAA17308偏移距0EE59螺旋角M3M10法向压力角2011轴交角912节锥角211ARCTNZ7381东风牌LZ1090D载货汽车驱动桥设计141202781213齿工作高TGMHH1MHG5314齿全高T294115周节TT463T27816齿顶高21HGTAMK2MH56193217齿根高1122H41MH05218径向间隙GCC49119齿根角011ARTNA022RCTH3514220面锥角21028713062221根锥角11R221R73222外圆直径110COSHD22MD84601223节锥顶至齿轮外缘距离101SINX22HDX901M852需要CAD图纸，Q咨询414951605或13041397631524齿侧间隙BMB28025理论弧齿厚21STTKMSS49125732主减速器齿轮的材料选择与传动系的其它齿轮相比，驱动桥锥齿轮的工作条件相当繁重，它具有载荷大，作用时间长，载荷变化多，带冲击等特点。其损坏形式主要有齿轮根部弯曲折断、齿面疲劳点蚀（剥落）、磨损和擦伤等。根据这些情况，对于驱动桥齿轮的材料及热处理应有以下要求具有较高的疲劳弯曲强度和表面接触疲劳强度，以及较好的齿面耐磨性，故齿表面应有高的硬度；轮齿心部应有适当的韧性以适应冲击载荷，避免在冲击载荷下轮齿根部折断；钢材的锻造、切削与热处理等加工性能良好，热处理变形小或变形规律易于控制，以提高产品的质量、缩短制造时间、减少生产成本并将低废品率；选择齿轮材料的合金元素时要适合我国的情况。例如，为了节约镍、铬等元素我国发展了以锰、钒、钛、钼、硅为主的合金结构钢系统。汽车主减速器用的准双曲面齿轮以及差速器用的直齿锥齿轮，目前都是用渗碳合金钢制造。其钢号主要有20CRMNTI、22CRNIMO、20CRNIMO、20MNVB和20MN2TIB等1。本设计中，齿轮材料采用渗碳合金钢，钢号为20CRMNTI。33主减速器齿轮强度计算（1）单位齿长上的圆周力在汽车工业中，主减速器齿轮的表面耐磨性，常常用其在轮齿上的假定单位压力即单位齿长圆周力来估算，即（29）FPPMN/式中东风牌LZ1090D载货汽车驱动桥设计16P作用在齿轮上的圆周力，按发动机最大转矩和最大附着力矩MAXETRG2两种载荷工况进行计算，N；F从动齿轮的齿面宽，MM。按发动机最大转矩计算时MNFDITPGE/716236025431782103MAX（210）式中发动机最大转矩，；MAXETMN变速器传动比；GI主减速器主动齿轮节圆直径，。1D按最大附着力矩计算时MNFDRGP/51085423809610233（211）式中汽车满载时一个驱动桥给水平地面的最大负荷，N；对于后驱动桥还应2G考虑汽车最大加速时的负荷增加量；轮胎与地面的附着系数，查表，取；850轮胎的滚动半径，查表，取RMR4主减速器从动齿轮节圆直径，。2D需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976317查表可得，许用单位齿长上的圆周力MNP/251786492501（212）以上两式，所以满足要求。P（2）轮齿的弯曲强度计算汽车主减速器准双曲面齿轮的计算弯曲应力为223203/840985411771MNJMFZKTVSJW式中该齿轮的计算转矩，；对于从动齿轮，按见式（31）和JTMNJET,式（32）两者中较小者和（见式（33）计算，对于主动齿轮还JT需将上述计算转矩换算到主动齿轮上；超载系数；0K尺寸系数，反映材料性质的不均匀性，与齿轮尺寸与热处理等有关。当S端面模数时，；M61425KS载荷分配系数，当两个齿轮均用骑马式支承型式时，100110；MKMK当一个齿轮用骑马式支承时，110125。支承刚度大时取小值；MK质量系数，对于汽车驱动桥齿轮，当轮齿接触良好，周节及径向跳动精VK度高时，可取1；VK计算齿轮的齿面宽，MM；F计算齿轮的齿数；Z端面模数，MM；M东风牌LZ1090D载货汽车驱动桥设计18计算弯曲应力用的综合系数（或几何系数），它综合考虑了齿形系数、载J荷作用点的位置、载荷在齿间的分布、有效齿面宽、应力集中系数及惯性系数等对弯曲应力计算的影响。计算弯曲应力时本应采用轮齿中点圆周力与中点端面模数，今用大端数值，而在综合系数中进行修正。这里取。MJ240查表得此种条件下的许用弯曲应力，本设计，所以满2/70MNWW足强度要求。（3）轮齿的齿面接触强度计算准双曲面齿轮轮齿齿面的接触应力为3MAX10MAX12TFJKTCVFSPJN（213）式中主动齿轮最大转矩，；MAX1TMN主动齿轮工作转矩，；材料的弹性系数，对于钢制齿轮副取；PCMN/62321主动齿轮节圆直径，；1M尺寸系数，它考虑了齿轮尺寸对其淬透性的影响，在缺管经验的情况下，SK可取；1S表面质量系数，决定于齿面最后加工的性质（如铣齿、磨齿、研齿等），F即表面粗糙度及表面覆盖层的性质。一般情况下，对于制造精确的齿轮可取1FK齿面宽，MM；齿轮副中的较小值（一般为从动齿轮齿面宽）；F计算接触应力的综合系数（或称几何系数）。它综合地考虑了啮合齿面的J需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976319相对曲率半径、载荷作用位置、轮齿间的载荷分配、有效齿宽及惯性系数等因素的影响。查表取。1260J常常将上式（313）简化为2/76210301MNFJKTDCVFMSJZPJ（214）式中主动齿轮计算转矩，；按见式（31）和式（32）两者中JZTMNJET,较小者和（见式（33）计算，对于主动齿轮还需将上述计算转矩JMT换算到主动齿轮上；主减速器的许用接触应力为，所以满2/80JJ2/80MNJ足强度要求。34主减速器齿轮轴承的载荷计算锥齿轮在工作过程中，相互啮合的齿面上作用有一法向力。该法向力可以分解为沿齿轮切线方向的圆周力、沿齿轮轴线方向的轴向力及垂直于齿轮轴线的径向力。341锥齿轮齿面上的作用力齿宽中点处的圆周力为215FNDTM261832式中作用在该齿轮上的转矩，作用在主减速器主动锥齿轮上的当量转矩；T该齿轮的齿面宽中点处的分度圆直径，由公式确定。2MD22SINFDM342锥齿轮齿面上的轴向力和径向力东风牌LZ1090D载货汽车驱动桥设计20图24主动锥齿轮齿面受力图本设计所选主动锥齿轮螺旋方向为左旋，旋转方向为逆时针，如图34所示，为作用在节锥面上的齿面宽中点A处的法向力，在A点处的螺旋方向的法平面内，TF分解成两个相互垂直的力和，垂直于OA且位于OOA所在的平面，NFFN位于以OA为切线的节锥切平面内。在此平面内又可分为沿切线方向的圆周力FFF和沿节圆母线方向的力。与之间的夹角为螺旋角，与之间的夹角为法SFTFF向压力角，这样有216COSTF217S/TANIN218SCFTS所以，作用在主动锥齿轮齿面上的轴向力和径向力分别为AZRZ219COSINSTCOSSINFSNAZ220ITANSICOFSRZ代入数值，计算得NAZ041659738COS5I9738SI20TAN35COS61需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976321NFRZ49158973SIN59738COS20TAN35COS61作用在从动锥齿轮齿面上的轴向力和径向力分别为CFRC221COSINSTAOSSINSNAC222ICTNCSIOFSRC代入数值，计算得NAC862049738COS5I9738SI20TAN35OS61FRNCO说明计算结果如轴向力为正，表明力的方向离开锥顶，负值表示指向锥顶；径向力是正值，表明力使该齿轮离开相啮合齿轮，负值表明力使该齿轮靠近相啮合齿轮。343主减速器齿轮轴承的选择本设计主减速器的轴承布置图如下图25主减速器的轴承布置上图中各参数尺寸东风牌LZ1090D载货汽车驱动桥设计22A66MM，B45MM，C80MM，D140MM，342MM。2MD轴承A、B的径向载荷分别为223AR22501MAZRZDFBFA224BC代入数值，解得轴承A的径向力AR2254016459184561146718N轴承A的轴向力为0。轴承B的径向力B22540168049158061340478N轴承B的轴向力为0。选用B轴承为圆锥滚子轴承，型号30208，此轴承的额定动载荷为598KN，所RC承受的当量动载荷，取X1，则P1146718NARXPAR225EPRTHPFCNL601式中温度系数，查表取10。TFP载荷系数，查表取12。对于无轮边减速器的驱动桥来说，主减速器的从动锥齿轮轴承的计算转速为2N226MIN/65204362RRVNAM式中轮胎的滚动半径，M；R汽车的平均行驶速度，KM/H；对于载货汽车和公共汽车可取3035AVKM/H，在此取35KM/H。则主动齿轮的计算转速。MIN/7514620371RN需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976323169834HHL97156081472531此轴承合格。由于轴承B承受主传动轮机构上最大的力，并且考虑到主传动轮是加工成齿轮轴，为了便于安装，因此选择轴承A也为圆锥滚子轴承，型号30207。轴承C和D选用圆锥滚子轴承，型号30213，轴承的额定动载荷为865KN，RC同理，经过校核，符合使用要求。第四章差速器设计41差速器的原理分析1、2半轴齿轮；3差速器壳；4行星齿轮；5行星齿轮轴；6主减速器从动齿轮。图31差速器原理图差速器壳3与行星齿轮连成一体，形成形星架，因它又与主减速器的从动齿轮6固连，故为主动件，设其角速度为；半轴齿轮1和2为从动件，其角速度为和。012东风牌LZ1090D载货汽车驱动桥设计24A、B两点分别为行星齿轮与两半轴齿轮的啮合点，行星齿轮中心点为C，A、B、C点到差速器旋转轴线的距离均为。当行星齿轮只是随同行星架绕差速器旋转轴线公转时，A、B、C三点圆周速度相等，其值为，于是，差速器不起差速作用。0210当行星齿轮除公转外，还绕本身的轴5以角速度自转时，啮合点A的圆周速度4，点B圆周速度。401402有404021即021用转速表示021N它表明左右两侧半轴齿轮的转速之和等于差速器壳转速的两倍，差速器起差速作用。42差速器齿轮主要参数选择（1）确定行星齿轮数目N通常情况，轿车及一般乘用车多采用2个行星齿轮，载货汽车和越野汽车采用4个行星齿轮，本设计对象为载货汽车，采用4个行星齿轮。（2）确定行星齿轮轴面半径BR圆锥行星齿轮差速器的结构尺寸，通常取决于行星齿轮背面的球面半径，它就BR是行星齿轮的安装尺寸，实际上也代表了差速器圆锥齿轮的节锥距，因此在一定程度上也表征了差速器的强度。球面半径可按如下的经验公式确定BR需要CAD图纸，Q咨询414951605或13041397632526341782533JBTKR（31）M式中B行星齿轮球面半径系数，252299，对于有4个行星齿轮的轿车BK和公路载货汽车取小值；对于有2个行星齿轮的轿车以及所有的越野汽车和矿用汽车取大值；JT计算转矩，取式（31）、式（32）计算值的较小者，。MN差速器行星齿轮球面半径确定以后，可根据下式预选其节锥距BR576324980980A（32）（3）确定行星齿轮与半轴齿轮齿数为了获得较大的模数从而使齿轮有较高的强度，应使行星齿轮的齿数尽量少些，但一般不就少于10。半轴齿轮的齿数采用1425。大多数汽车的半轴齿轮与行星齿轮数比在152的范围内。差速器的各个行星齿轮与2个半轴齿轮是同时啮合的，因此在确定这两种齿轮的齿数时，应考虑它们之间的装配关系。在任何圆锥行星齿轮式差速器中，左、右两半轴齿轮的齿数、之和，必须能被行星齿轮的数目所整除，以便行星齿轮能均匀地LZ2R分布于半轴齿轮的轴线周围，否则差速器将无法安装。即应满足的安装条件为INZRL2（33）式中LZ2、左、右半轴齿轮的齿数，对于对称式圆锥行星齿轮差速器来说，R；LZ2R东风牌LZ1090D载货汽车驱动桥设计26N行星齿轮数目；I任意整数；根据以上原则，本设计取，满足要求。10Z82（4）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、；12211ARCTNZ；12ARCTNZ（34）式中1Z、分别为行星齿轮和半轴齿轮齿数。2代入数值，可得；052918ARCTN19456018ARCTN2确定圆锥齿轮的大端端面模数M2010SINSI2ZAZ（35）代入数值，可解得，本设计取。M2613M5求出模数后，节圆直径D即可根据齿数和模数由下式求得ZD（36）代入数值，可求得，。MD501M901852（5）确定压力角需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976327本设计选择，对应的齿高系数为1。20（6）行星齿轮安装孔的直径及其深度L行星齿轮安装孔的直径与行星齿轮轴的名义直径相同，而行星齿轮安装孔的深度就是行星齿轮在其轴上的支承长度，通常取L1LNLTC03LC130M（37）式中0T差速器传递的转矩，；MNN行星齿轮数目；L行星齿轮支承面中点至锥顶的距离，；，为半轴齿轮齿面250DL宽中点处的直径，而；2280DC支承面的许用挤压应力，取为69。MPA代入数值，可解得M379154691078253L43差速器齿轮几何尺寸计算东风牌LZ1090D载货汽车驱动桥设计28表31差速器齿轮参数及几何尺寸计算序号名称计算公式计算结果1行星齿轮数目N42行星齿轮球面半径3JBTKR34262M3节锥距A9080335764行星齿轮齿数1Z105半轴齿轮齿数2186行星齿轮节锥角211ARCTNZ05297半轴齿轮节锥角12RTZ468锥齿轮端面模数2010SINSIAZMM59行星齿轮节圆直径1ZD010半轴齿轮节圆直径2911压力角212行星齿轮安装孔直径NLTC103M3791513行星齿轮安装孔深度L614齿面宽03250AF073115齿工作高MHG61M816齿全高0578917轴交角0需要CAD图纸，Q咨询414951605或13041397632918周节MT1463M7081519齿顶高2HGZH7043212297120齿根高178HM22HM6321921径向间隙GC022齿根角011ARTNA022RCTH236491023面锥角210258316724根锥角11R22245025外圆直径110COSHD22M1632926节锥顶点至齿轮外缘距离101SINH2102ID46M2127理论弧齿厚21STHTSAN2046827东风牌LZ1090D载货汽车驱动桥设计3028齿侧间隙BM15029弦齿厚26131DSSX232SX93675830弦齿高114CODSHX22SXM56280注实际齿根高将比上述计算值大。M05144差速器齿轮的强度计算差速器齿轮主要进行弯曲强度计算，对疲劳寿命则不予考虑，这是因为行星齿轮在工作中经常只起等臂推力杆的作用，仅在左、右驱动车轮有转速差时行星齿轮与半轴齿轮之间才有相对滚动。汽车差速器的弯曲应力为MPAJMFZKTVSW3409250180731692102223（38）式中差速器一个行星齿轮给予一个半轴齿轮的转矩，；其计算式为TMNNTJ9736401782560式中JT计算转矩，取式（31）、式（32）中较小值N差速器行星齿轮数目；需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763312Z半轴齿轮齿数；超载系数；0K尺寸系数，反映材料性质的不均匀性，与齿轮尺寸与热处理等有关。S当端面模数时，；M61425KS载荷分配系数，当两个齿轮均用骑马式支承型式时，100110；MKMK当一个齿轮用骑马式支承时，110125。支承刚度大时取小值；MK质量系数，对于汽车驱动桥齿轮，当轮齿接触良好，周节及径向跳动VK精度高时，可取1；VK计算齿轮的齿面宽，MM；端面模数，MM；FJ计算汽车差速器齿轮弯曲应力用的综合系数，查表取0225。按上式计算所得的汽车差速器齿轮弯曲应力，不应大于。上式WMPA980，所以满足要求。MPAPW9803492第五章半轴设计51全浮式半轴的设计计算本设计选用根据前面选定的方案本次半轴采用全浮式半轴。东风牌LZ1090D载货汽车驱动桥设计32图41全浮式半轴511全浮式半轴计算载荷的确定全浮式半轴只承受转矩，其转矩为MNITGIE6105361738260MAX（41）式中差速器分配系数，对圆锥行星齿轮差速器可取；变速器I挡传动比；1GI主减速比。0512全浮式半轴直径的选择全浮式半轴杆部直径的初步选择（42）MTD8964705182053式中半轴杆部直径，；DM半轴计算载荷，；TN取半轴杆部直径为。D46513全浮式半轴的强度计算计算扭转应力（43）MPADT9215404613051633式中半轴的计算转矩，；TMN半轴杆部的直径，；D半轴扭转的许用应力，本设计，所以满足要求。MPA5849052半轴的结构设计及材料选择在半轴的结构设计中，为了使半轴的花键内径不致过多地小于其杆部直径，常常需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976333将半轴加工花键的端部设计得粗一些，并且适当地减小花键槽的深度，因此花键齿数必须相应地增多，通常取10齿轿车半轴至18齿载货汽车半轴。半轴的破坏形式多为扭转疲劳破坏，因此在结构设计上应尽量增大各过渡部分的圆角半径，这样可以减小应力集中。对于载重汽车应设计半轴杆部直径粗一些，外端突缘大一些，这样可以增加强度。过去半轴多采用含铬的中碳合金钢制造，如40CR，40CRMNMO，40CRMNSI，35CRMNSI，35CRMNTI等。但现在各种工艺的发展，从节约材料和成本来看，不采用合金钢，而采用中碳钢40钢、45钢制造的半轴国内外已大多采用。本设计选用45钢。53半轴花键的参数选择花键类型渐开线花键分度圆压力角30花键齿数14Z齿的工作长度ML7花键齿宽B花键模数3花键侧面工作高H54半轴花键的强度计算计算花键的剪切应力和挤压应力。半轴花键的剪切应力为S44BZLDDTPABS4103MA半轴花键的挤压应力为C45PABABCZLDDT24103A式中半轴承受的最大转矩，；TMN东风牌LZ1090D载货汽车驱动桥设计34半轴花键轴外径，；取BDMMDB40相配的花键孔内径，；ADDA32花键齿数；Z花键工作长度，；PL花键齿宽，；BM载荷分布的不均匀系数，计算时可取075。代入数值，可解得SMPA0789570184320653C31023根据要求当传递的转矩最大时，半轴花键的切应力不应超过，挤压SMPA057应力不应超过，以上计算值均在许用范围内，即花键强度满足要求。CMPA196第六章驱动桥壳设计驱动桥壳的功用是支承并保护主减速器，差速器和半轴等，使左右驱动车轮的轴向相对位置固定，并且支承车架及其上的各总成质量。61桥壳的形式本次设计采用钢板冲压焊接整体式桥壳，选定桥壳的结构形式以后，应对其进行受力分析，选择其断面尺寸，进行强度计算。62桥壳的受力分析及强度计算桥壳犹如一空心横梁，两端经轮毂轴承支承于车轮上，在钢板弹簧座处桥壳承受汽车的簧上载荷，而沿左、右轮胎的中心线，地面给轮胎的反力（双轮胎时则2/G沿双胎中心），桥壳则承受此力与车轮重力之差值，即（），计算简图如WGWG2需要CAD图纸，Q咨询414951605或13041397633561所示。图61桥壳静弯曲应力计算简图桥壳按静载荷计算时，在其两钢板弹簧座之间的弯矩为MNM（61）22SBGGMW式中汽车满载时静止于水平路面时驱动桥给地面的载荷，在此27636N；2G车轮（包括轮毂、制动器等）重力，1886N；WG驱动车轮轮距，为1522M；B驱动桥壳上两钢板弹簧座中心间的距离，为0852M。S桥壳的危险断面通常在钢板弹簧座附近。通常由于远小于，且设计时不WG/G易准确预计，当无数据时可以忽略不计所以45661NM28051763M而静弯曲应力则为WJMPA（62）310VJW式中见式（61）；危险断面处（钢板弹簧座附近）桥壳的垂向弯曲截面系数V关于桥壳在钢板弹簧座附近的危险断面的形状，主要由桥壳的结构形式和制造工艺来确定，钢板冲压焊接整体式桥壳在弹簧座附近多为圆管端面，截面图如表61所示，其中D100MM，D82MM。表61钢板弹簧座附近桥