【《江淮帅玲Q3-120马力轻型货车驱动桥结构设计》9700字（论文）】

第1章绪论1.1概述本文主要涉及江淮帅玲Q3120马力轻型货车，本次设计根据具体的功用和参数，通过选用合适的结构和列出计算过程设计货车的零件然后一一详细列出过程。轻型货车主要由主减速器，差速器，半轴，和桥壳组成。其内部零件很多，并且结构复杂。它承载着汽车满载簧荷重量和经过车轮给的铅垂力，纵向力，横向力，和各种力矩和冲击载荷。受力比较复杂。汽车驱动桥设计包含了涵盖了汽车大部分的零件比若说轴承，齿轮和各种总成等。驱动桥的功用简单来说救是减速增矩。汽车通过减速器齿轮（有单级或者双级）降低发动机传来的转速和增大力矩提高汽车的性能，也改变了汽车动力的传动方向（通过一对锥齿轮）。差速器另外的一个功用就是实现汽车的差速作用，当汽车转弯行驶或在不平的道路上行驶时，使汽车左右驱动轮以不同的角速度滚动，以保证两侧作纯滚动运动。通过差速器的作用可以防止或者说降低汽车的轮胎磨损和动力损耗。提高汽车的转向性能和制动性能。轻型货车驱动桥内部包含广泛，由此可见良好的驱动桥设计和结构的选择对驱动桥的影响十分大。驱动桥内部结构可以说是包含了当代大部分现代制造工艺。通过对驱动桥的设计可以增加我们对汽车的认识和提高我们的实践水平。我国对与驱动桥设计水平还很不完善，也存在着不少的问题，例如，设计制造技术含量很低，开发的模式也相对落后，缺少创新等。开发模式主要有测绘，引进，自主开发三种模式。在当下中国汽车制造企业主要的生产模式为测绘型，主要通过对当下主流的或者畅销的车型进行测量仿制国外的主流车型，这样十分不利于我国汽车行业的进步与发展。这种制造模式无法根治我国汽车行业的发展问题，只是模仿他人的成果，缺乏自主创新能力和技术含量。我认为随着国家在这方面的引导，我相信在不久的将来我国在汽车研发方面将会有进一步的提升。我国汽车零部件企业必须加强自主研发能力,[王伟伟.汽车主减速器弧齿锥齿轮参数化设计与有限元分析[D].武汉理工大学,2012.]在汽车驱动桥制造生产方面我国也是面临比较大的问题，许多民营企业的生产模式不太乐观，其中生产要素对市场的决定性地位正在削弱，产品主要集中在劳动密集性产品而那些比较偏于科技创新的产品几乎很少见。另外企业对环境污染比较严重。在工厂全面实现“厂房集约化、原料无害化、生产洁净化、废物资源化、能源低碳化”。[魏奇锋,杜长凯,张贺,阴亮,尹运基.某三十万辆汽车整车厂绿色工厂创建实践[J].建设科技,2021(01):28-33.]此外加工生产规模较小，管理水平不先进，创新能力低的问题。王伟伟.汽车主减速器弧齿锥齿轮参数化设计与有限元分析[D].武汉理工大学,2012.魏奇锋,杜长凯,张贺,阴亮,尹运基.某三十万辆汽车整车厂绿色工厂创建实践[J].建设科技,2021(01):28-33.1.2驱动桥类型驱动桥的位置位于传动机构的末端，基本的作用大体分为2类，第一类；减速增矩（通过单级主减速器降低转速增大扭矩），第二类：起到差速作用，在汽车转向和不平路面行驶时保护汽车仿制轮胎的磨损和动力的损耗。汽车的驱动桥分为主减速器，差速器，半轴，驱动桥壳和其他零件组成其结构如图1-1所示驱动桥按照汽车的结构类型分大概可以分为2大类，第一类当汽车采用非独立悬架时车桥为非断开式。第二类是汽车采用独立悬架时为断开式驱动桥，主要用于越野车，可以提高汽车的平顺性和通过性。非断开式驱动桥又称为非独立悬架驱动桥，优点主要是其为独立悬架结构，驱动桥结构简单，便于加工，工作方便的特点。目前被广泛运用于各类汽车制造中。但是其簧载质量较大，这是他的一个最大缺点。断开式驱动桥也叫独立悬架驱动桥就降低了非断开式驱动桥的非簧载质量，然而在非独立悬架的驱动桥中承担的簧载质量很大。其次断开式驱动桥，车两边车轮不相互干涉不相互影响，这样可以大大的减少汽车的车架和车身的振动。采用断开式车桥，发动机的总成位置可以降低和发动机的前移，可以让发动机质心下降，使汽车的行驶更加平稳。断开式驱动桥固然有很多优点，但是结构复杂，维修不方便。驱动桥的尺寸结构设计，驱动桥的大体轮廓主要受限于货车参数的离地间隙，也就是受限于主减速器的从动锥齿轮。一般来说汽车的离地间隙越大，那么汽车的通过性就更好。对于单级主减速器来说，只用一对锥齿轮。所以当追求较大的传动比时分度圆直径过大，这就会要求较大的驱动桥壳轮廓，降低了汽车的离地间隙。所以为了避免这种情况大多数采用双级主减速器或者轮边减速器。这样不但有了较大的传动比还有较大的离地间隙。当然对于追求更好的性能的后桥，他们的主减速器齿轮采用准双曲面齿轮，双曲面齿轮可以满足相同的传动比它的尺寸更小，齿轮的弯曲强度和接触强度更高，在保证汽车离地间隙的情况下可以降低汽车的质心。如今许多货车都采用双曲面齿轮。本次设计的车型为江淮Q3轻型货车，其传动比较低并且低于7.6所以采用单级主减速器就行了，这可以减少货车的结构复杂程度。1.3驱动桥的组成部分1主减速器主减速器是汽车驱动桥的重要组成部分，主要作用是降低汽车的转速和增大汽车的扭矩，改变汽车的动力方向。按照减速器的齿轮副数目可以分为单级和双级主减速器，双级主减速器还可以分成轮边减速器。按照档数分成单速式和双速式。另外按照齿轮副的结构可以分为圆柱齿轮减速器和圆锥齿轮减速器。本次设计才用的是单级准双曲面圆锥齿轮减速器。对于主减速器的设计要求如下1主减速器的传动比要和汽车相匹配，达到最佳的燃油经济性和动力性2主减速器尺寸合理，选择合理的结构，以保证要求的离地间隙3主减速器的齿轮要保证较大的接触强度和弯曲强度（防止齿轮表面磨损或者齿根折断失效）主减速器齿轮设计要加工方便，维修简单，维护方便。本次设计采用圆锥齿轮副实现减速目的，目前市场上最主要的两种齿轮是螺旋锥齿轮和准双曲齿轮。螺旋锥齿轮，交错角为90度可以达到改变传动方向的目的，并接触平稳，振动较小。如下图（a）而准双曲面齿轮优点更为突出。首先双曲面尺寸相同时有较大的传动比，相比其他齿轮副双曲面齿轮有较大的接触强度和刚度，双曲面齿轮有较高的运转的平稳性。准双曲面齿轮传动系统的轴线具有偏置距、传动设计布置灵活、小轮强度改善好、螺旋角较大、啮合重合度大、传动更平稳等优点，在汽车及其他机械设备中得到了广泛的应用[敬正彪,龚一龙,冉龙姣,陈廷兵.准双曲面齿轮接触疲劳有限元仿真[J].煤矿机械,2019,40(11):189-192.]敬正彪,龚一龙,冉龙姣,陈廷兵.准双曲面齿轮接触疲劳有限元仿真[J].煤矿机械,2019,40(11):189-192.双曲面齿轮也有如下缺点；①双曲面齿轮摩擦损失较大，效率很低②双曲面齿轮有较大的轴向力，所以轴承的轴向载荷很大，不利于轴承的寿命③双曲面齿轮对润滑油要求较高。能够传递发动机所能提供的最大扭矩,且工作特征稳定;从动部分转动惯量小;具有吸收振动,降低噪声缓和冲击的能力;结构简单紧凑且具有良好的散热通风性。[郭伟博,田国闯.汽车驱动桥的设计初探[J].科技展望,2016,26(18):73.]郭伟博,田国闯.汽车驱动桥的设计初探[J].科技展望,2016,26(18):73.2差速器差速器是汽车驱动桥另一个重要的传动部件，它的主要功用是在汽车转弯行驶时实现差速作用。当下差速器的种类有齿轮是差速器、强制锁止差速器、高摩擦自锁差速器、托森差速器。本次设计主要采用对称式锥齿轮差速器。3半轴半轴是传递差速器与轮毂之间传递动力的实心轴，半轴通过花键和差速器齿轮相连，外端用凸缘和轮毂相连，达到传递动力功用。半轴的形式主要分为两大类①全浮式半轴支撑全浮式半轴支撑主要用于各类货车上，全浮式两端不承受任何反力和弯矩，所以叫做全浮式。全浮式半轴工作可靠②半轴的主要特点仅有一个轴承并装在驱动桥半轴外端③半浮式半轴这种儋州内端免受弯矩，而外端承受全部弯矩。这种称为半浮式。半浮式由于结构简单，所以广泛采用与各类轿车上4桥壳桥壳的作用是支撑和保护桥壳内部部件（减速器、差速器、半轴等）和从动桥一起支撑车架上方的汽车质量。桥壳设计要满足下面要求质量小但是要满足一定的强度和刚度便于制造生产和拆装桥壳大致分为整体式桥壳和分段式桥壳整体式桥壳有较大的强度和刚度，而且便于主减速器的装配。分段式桥壳铸造生产方便但是维修不如整体式方便第2章总体方案设计2.1江淮Q3轻型货车主要技术参数序号项目数据单位1驱动形式4×22车身长度5.571m3车身高度3.035m4总质量4.495t5轴距3360mm6前轮距1440mm7后轮距1425mm8前轮胎规格4-50-12-8PR9排量2.771L10最大功率/转速88/2800Kw/rpm11最大转矩/转速285/2200N.m/rpm12最高车速95Kw/h13最高档传动比114最低档传动比4.7115主减速传动比6.1716最小离地间隙205mm2.2主减速器方案选择由于轻型货车的传动比为6.17，低于7.6所以采用单级主减速器，齿轮副采用准双曲面锥齿轮，可以提高离地间隙和啮合更加平稳。主减速器支撑方式选择。主减速器选用双曲面齿轮，啮合平稳，噪声小。[成林,王谷娜,王茂美.矿用自卸车驱动桥主减速器优化设计[J].汽车实用技术,2018(23):139-140.]成林,王谷娜,王茂美.矿用自卸车驱动桥主减速器优化设计[J].汽车实用技术,2018(23):139-140.2.3差速器设计差速器主要由对称锥齿轮式差速器和强制锁止差速器。对于在城市公路上的行驶的车辆来说，由于公路附着系数较好，而且变化不太明显，所以对于此类货车设计多采用对称式。而对于行驶于泥泞的路面或者说不平的路面。为了防止打滑而陷车多采用强制锁止差速器。目前工厂加工大多采用热精锻或者温精锻。[付成林,乔小兵,徐成林,宋宝阳,林杰,谢连庆,赵振声,倪大龙,郑生虎,王建生.差速器齿轮结构优化及制造质量提升]本次设计采用，圆锥行星齿轮差速器。付成林,乔小兵,徐成林,宋宝阳,林杰,谢连庆,赵振声,倪大龙,郑生虎,王建生.差速器齿轮结构优化及制造质量提升2.4半轴设计由于半浮式半轴多由于轿车，而本次设计采用的是是轻型货车。半轴由于有侧向力，有可能会式半轴窜动，所以并没有得到广泛推广。本次采用全浮式半轴，符合本次轻型货车的主题。2.5驱动桥壳设计目前货车的桥壳选择分成两类，分别是整体式和断开式。桥壳如同一根梁，承担着汽车的质量，所以采用铸造整体式比断开式有更大的强度和刚度本次设计采用铸造整体式驱动桥壳。还要对驱动桥进行轻量化设计，通过驱动桥壳的轻量化设计，可以减少汽车运行中的燃料消耗，降低运行成本。[李志虎.汽车驱动桥壳轻量化设计[J].装备机械,2020(04):44-46+64.]李志虎.汽车驱动桥壳轻量化设计[J].装备机械,2020(04):44-46+64.第3章主减速器设计3.1轻型货车单级主减速器材料选用汽车驱动桥里面的主减速器工作繁重，和在汽车里面的其他齿轮系中相比差速器齿轮具有作用时间长，载荷复杂，多冲击的特点。主要的失效形式为齿根折断，齿面点蚀，齿面胶合。对于驱动桥材料热处理要求：具有较好的接触疲劳强和齿面的耐磨性。齿根要有韧性以适应冲击载荷，避免在冲击载荷下发生断裂。选择材料要符合我国的情况，例如，为了节省材料如今我国汽车主减速器，和差速器锥齿轮总成主采用钢号有20CRMnTi、22CrMOMn、20CrMiMo等。合金钢经过渗碳、淬火、回火处理。齿轮能达到外强里韧的目的3.2主减速器锥齿轮计算载荷的确定按照发动机最大转矩和最低档传动比确定从动轮计算转矩TT==7179.1n.mT—发动机最大转矩285N.mi—为发动机到主减速器传动系最低档传动比i=i×i=6.17×4.71=29.0607—上述传动的部分效率k—超载系数n—驱动桥个数按驱动轮打滑转矩确定从动锥齿轮的计算转矩TT==110038.3N.mG—汽车驱动桥满载时给地面最大的负荷，G初取58800N—轮胎对地面的附着系数，取=0.85，对于越野车取=1.0r—车轮滚动半径，0.5mi—主减速器到驱动轮之间的传动效率和传动比按汽车日常行驶平均转矩确定从动轮计算转矩TT==1911N.m3.2.2主减速器几何尺寸计算齿数计算根据主减速传动比，对于单级主减速器，当i较大时，尽量选择小齿数以确保较大的离地间隙，确保汽车的通过性①当i>6时，但是为了疲劳强度z1最好大于5②当i较小时z可以取为5~15③考虑重叠系数z+z>40为了啮合磨损比较均匀zz选取为质数。经过设计计算z为6，z为41节圆直径选择根据从动锥齿轮的计算转矩d=k=265.05取d=266mm式子中d——从动圆节圆直径，mmk——直径系数T——计算转矩锥齿轮模数选择d选定后根据m=算出从动轮大端模数，根据m=K=7.02.所以模数取7在式子中K——模数系数（取0.3~0.4）T——计算转矩圆锥齿轮的齿面宽根据公式F=0.155d=41.23mm，在机械行业中为了便于安装小齿轮齿面宽要大于大齿轮2~3mm。防止轴向窜动，影响啮合。所以F=45mm锥齿轮螺旋方向选择。一般行业规定锥齿轮主动轮一般为左旋，从动轮为右旋。使两齿轮有互相斥力的趋势。螺旋角设计螺旋角根据格林森推荐公式：式子中；Z——小齿轮齿数Z——大齿轮齿数E——双曲面齿轮偏移量，取0在一般行业中螺旋角一般取35表3-1序号项目结果1减速器主动齿轮72减速器从动齿轮413模数74主、从齿面宽41mm、45mm5工作齿高9.17mm6全齿高10mm7法向压力角209轴交角9010节圆直径d=42mm

d=287mm11节锥角=8.33=81.6712齿顶高h=7.595mmh=1.575mm13齿根高h=2.514mmh=8.5mm14螺旋角3.2主减速器齿轮优化当代社会，人们对汽车的舒适性的追求越来越高[邵正宇.圆弧齿双曲面齿轮降低噪声的优化设计[J].汽车技术,1994(02):16-20.]。对汽车噪音的降低也越来越重视。噪音的降低对汽车的舒适性很重要。汽车的噪音主要来源于如下几点。邵正宇.圆弧齿双曲面齿轮降低噪声的优化设计[J].汽车技术,1994(02):16-20.发动机的噪声，这是噪声的主要来源。汽车轮胎的噪音风噪路噪。其噪声质量是评价整个传动系动力性能的一项重要指标。[谢峰,雷小宝,严军富.汽车主减速器噪声影响因素的分析[J].机械科学与技术,2014,33(08):1210-1213.]谢峰,雷小宝,严军富.汽车主减速器噪声影响因素的分析[J].机械科学与技术,2014,33(08):1210-1213.本次设计优化的主要目的是通过增大双曲面齿轮的重合系数(重合度）来使齿轮啮合更加平稳达到降低噪音的目的。下图是差速器的噪音和重合度的关系。从图中我们可以发现当重合度达到1.92左右的时候汽车齿轮发出的噪音就很小，但是实际汽车齿轮的重合系数达到2左右可以达到最小。[王猛,刘世达.基于低噪声的汽车主减速器双曲面齿轮优化设计[J].农业装备与车辆工程,2017,55(03):53-55.]王猛,刘世达.基于低噪声的汽车主减速器双曲面齿轮优化设计[J].农业装备与车辆工程,2017,55(03):53-55.优化后齿轮参数使齿轮的重合度达到接近2，降低齿轮噪音。3.3齿轮强度校核齿轮设计完成后，对齿轮弯曲强度和接触强度进行校核，需要对格里森公司推荐的表格进行设计计算，根据计算载荷进行强度校核。齿轮的损坏形式主要有齿根弯曲疲劳折断、齿面点蚀、齿面校核、和齿面磨损。因此要校核齿轮弯曲强度和接触强度。[仝令胜,石博强,申焱华,郭朋彦.45t铰接式自卸车贯通式驱动桥主减速器设计[J].煤矿机械,2008(02):16-18.]仝令胜,石博强,申焱华,郭朋彦.45t铰接式自卸车贯通式驱动桥主减速器设计[J].煤矿机械,2008(02):16-18.下面给出三中格里森齿轮强度计算方法。单位齿长圆周力主减速器锥齿轮表面的耐磨性和单位齿长圆周力来估算。P=P：单位齿长圆周力；F为作用在齿轮上的圆周力（N）;b为从动齿轮齿宽（mm）按照发动机最大转矩设计时：P=；在式子中i为汽车的传动比，D为分锥齿轮分度圆直径（mm）当货车挂上一档时i为4.71代入数据得到P为1340.05 N/mm当货车挂上直接档i为1，代入数据得到p为284.56N/mm;根据打滑的转矩来计算时，发现比不满足需用要求，但是在现代汽车设计的过程中，由于各方面技术的提高。有事可以高出数据20%-30%。而对于发动机打滑这种极限工况。在现在汽车的设计中。发动机是不可能实现这样大的转矩的。因此，此项仅为在极限工况下才会出现。可以认为此次设计满足要求轮齿弯曲强度校核锥齿轮弯曲应力=式中：T-为计算齿轮的计算转矩。k-为尺寸系数，它是对材料不均匀性的体现，和齿轮的热稳定性有关。这里面k取0.777k-为齿轮的分配系数，在这里面k取。k-为质量系数，当齿轮接触良好时，k为1。b-计算齿轮的齿面宽D-讨论齿轮的大端分度圆直径J-为齿轮湾区综合系数对于主动锥齿轮T =1107N/m主动齿轮=548Mpa从动齿轮=540.61Mpa主从齿轮，齿轮弯曲强度满足要求。 按照计算，主动齿轮和从动齿轮都满足要求。齿轮接触强度校核锥齿轮的齿面接触应力为。上式；T-为主动锥齿轮的计算转矩。D-为主动锥齿轮大端分度圆直径J-位齿轮强度综合系数k-齿面质量系数k-尺寸系数齿轮的平局齿轮的接触强度齿轮最大齿面接触强度=所以设计满足齿轮接触强度。3.3齿轮润滑方式主减速器的齿轮润滑的齿轮润滑和轴承润滑都要润滑，尤其是主动锥齿轮的轴承要润滑，润滑油的润滑方式不能依靠飞溅润滑。大部分采用的润滑方式是通过从动齿轮靠近主动齿轮的主减速壳的内壁专门设立油箱。为了防止温度升高而引起漏油，要在减速桥壳或者驱动桥壳上装置通气孔，加油孔应该设立在加油方便的地方，但也要考虑到不要轻易掉落。3.4本章小结通过江淮Q3货车的技术参数和计算过程，我们算出了主减速器齿轮的各种参数。也通过了转矩校核了齿轮的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度。最后还考虑了齿轮的润滑方式。第4章差速器设计4.1差速器的结构种类差速器的功用，当汽车转弯时或者在不平路面上行驶时，使左右驱动车轮以不同的角速度滚动，以保证汽车作滚动运动。来减少汽车轮胎磨损和动力损耗。汽车差速器是当车辆行驶在不平路面或转弯等情况时,可使两侧车轮以不同角速度旋转同时传递扭矩,从而消除左、右车轮在汽车运动学上的不协调,是汽车传动系中的关键零部件之一[周智慧,龚仁春,刘建芳,葛晓明,解玄,王炳文,华希俊.差速器行星齿轮结构优化[J].南方农机,2018,49(19):21-23.]周智慧,龚仁春,刘建芳,葛晓明,解玄,王炳文,华希俊.差速器行星齿轮结构优化[J].南方农机,2018,49(19):21-23.汽车上如今广泛运用的是对称锥齿轮式差速器，他又很都优点，首先结构十分的简单，质量较小，制造方便。所以如今被广泛运用。它可以分为几类1.强制锁止差速器2.高摩擦自锁差速器3.托森差速器。强制锁止差速器和对称式差速器结构相似[刘建刚,杜风娇.基于非线性规划的差速器轻量化设计[J].南昌大学学报(工科版),2020,42(04):381-385.]，只是在结构上加上了差速锁。当汽车在路面很差的环境，出现打滑陷车等情况时，可以强制锁止差速器让差速器失去差速效果，使汽车获得足够的转矩脱离困境，这种差速器在军用汽车和越野车运用广泛。刘建刚,杜风娇.基于非线性规划的差速器轻量化设计[J].南昌大学学报(工科版),2020,42(04):381-385.4.2差速器材料的选择差速器的材料选择大致和主减速器齿轮选材大致相同，总成主采用钢号有20CRMnTi、22CrMOMn、20CrMiMo等。合金钢经过渗碳、淬火、回火处理。齿轮能达到外强里韧的目的。考虑到材料的经济性零件的公益性。可以选择目前广泛运用的球墨铸铁，可以采用材料T 420-104.3差速器的齿轮设计行星齿轮轮数设计行星齿轮的轮数要根据具体的情况设定，轿车通常n取2，对于越野车和货车n通常取4。本次设计是江淮Q3轻型货车设计所以才用的是n=4的对称式差速器。（2）行星齿轮球面半径确定行星齿轮球面半径R=49mm式中；K=2.52-2.99，对于四个齿轮的货车取最小值，对于2个齿轮的差速器选用最大值（3）行星齿轮的齿数和半轴齿数的选择为了让差速器获得更大的接触强度和弯曲强度，行星齿轮的齿数应该尽量的小。但是也不能过小，至少不能小于10，半轴齿轮一般取15-20。大多数情况，半轴齿轮的齿数通常比行星齿轮多1.5-2倍。取z=10，z=20.差速器齿轮模数和半轴齿轮节圆直径确定第一步确定行星齿轮的节锥角=arctan（）=26.56，=90-arctan（）=63.44再根据下面式子确定大端模数m==4.36。取标准模数5，在式子中A,都已知。算出模数后就可以得出节圆直径d=50mmd=100mm差速器锥齿轮压力角一般取2230。齿高系数大多去0.8。（6）差速器安装孔设计和深度L的确定行星齿轮安装孔与行星齿轮的直径相同，行星齿轮的深度L就是轴上的支撑长度。L==35mm式中：T-差速器的传递转矩（N/m）为差速器的齿数为行星齿轮支撑中心齿轮顶部的距离-为支撑的许用挤压应力，一般取98MPa下面表格为差速器齿轮参数序号项目计算过程和结果1行星齿轮齿数212半轴齿轮403模数54压力角205齿全高8.911mm6工作齿高h=1.62.5=47齿面宽F==13mm8轴交角9节锥角10齿顶高11吃跟高12径向间隙0.999113齿间间隙B=0.15mm4.4齿轮强度校核差速器齿轮的强度需要校核，需要根据各种工况。差速器弯曲应力校核公式.式中：T-为差速器一个行星齿轮给半轴的转矩k-为超载系数，一般取1k-为质量系数，对于一般的载货车k一般取1k-为尺寸系数，主要是反映材料的材料的不均匀性k-为载荷分配系数，一般取1.0-1.1.本次设计取1计算汽车差速器齿轮弯曲应力的综合系数0.0224，见下表汽车差速器直尺锥齿轮切向修正系数汽车差速器直尺锥齿轮切向修正系数弯曲计算综合系数J弯曲计算综合系数J根据T计算应力=950MPa,根据T计算210Mpa=。根据上面的式子计算可以得出，设计的齿轮满足设计要求。4.5本章小结本章首先对差速器的原理进行介绍，选择使用对称式锥齿轮差速器不带差速锁。根据货车的转矩设计了差速器齿轮的尺寸和齿轮的各项参数。然后对齿轮的强度进行校核。而且结果也满足了差速器的强度准则。第5章半轴的设计5.1半轴的形式半轴是在差速器和轮毂用来传递扭矩的实心轴，如图内部是用花键花键和半轴齿轮相连接，根据受力的不同和支撑的方式不同。可以分为大致大致分成3类，半浮式、全浮式、3/4半轴。（1）半浮式半浮式主要全浮式支撑方法相同，所以半轴内端不收弯矩。半轴外端是锥形的，锥面上有切向槽，最外端通过螺纹相连。显然次，这种支撑作用在车轮上的各种反力都要通过半轴传递给驱动桥，所以说，这一类支撑只使半轴内端免受弯矩，但是半轴外端确承受了全部的转矩。所以这一类称为半浮式。半浮式支撑半轴又叫半浮式半轴，结构十分的简单，所以广泛的运用于家用轿车。如下图（2）3/4半轴3/4半轴的特点就是他只有一个轴承支撑还装在半轴套筒的端部。直接支撑着轮毂，和轮毂通过螺母和半轴相连。但是这中支撑的缺点就是只有一个支撑刚度太差。这种支撑不光要承受全部转矩，弯矩要和半轴套管一起支撑。由于刚度很差，所以一旦有侧向力就有可能出现歪斜的趋势，这种用于载货汽车，但是由于容易受到侧向力的影响和容易歪斜，所以没有得到广泛的推广。（3）全浮式如今全浮式被广泛应用于各类货车上，全浮式使半轴只承受扭矩，不承受弯矩。全浮式如今运用广泛。[吴先友,刘仁.一种微型车用半轴全浮支承式动力储备驱动后桥[J].重庆交通大学学报(自然科学版),2011,30(04):864-867.]吴先友,刘仁.一种微型车用半轴全浮支承式动力储备驱动后桥[J].重庆交通大学学报(自然科学版),2011,30(04):864-867.5.2半轴的材料选择和热加工半轴的材料在我国一般采用，40Cr。本次设计采用的是40Cr。热处理的方式是高频和中频感应淬火。这种热处理方法可以使半轴的硬度达到52-63BRC.硬化深度可以达到半轴的半径的1/3.心部的硬度接近30hRC，这样可以满足一定的韧性的花键来连接的,在市场上汽车一般使用较多的是全浮式半轴和半浮式两种结构的汽车半轴。传统的半轴锻造成形工艺主要是锤上胎模锻工艺，不过这种工艺存在质量和产量上的劣势，很快就被平锻半轴工艺所取代，平锻半轴工艺相比于传统的锤上胎工艺，在产品质量和生产效率上都有很大程度的提升。[王建勇,王荣景.汽车半轴锻造成形工艺设计[J].南方农机,2019,50(18):154.]王建勇,王荣景.汽车半轴锻造成形工艺设计[J].南方农机,2019,50(18):154.汽车在受到发动机的扭矩的时候，还受到弯矩和车轮作用的侧向力，交变载荷和一定的冲击载荷。在对于半轴的设计要求如下1要求材料有足够的抗弯强度和抗疲劳强度。2要求半轴有良好的韧性和耐磨性。3要求半轴有良好的综合性能。汽车的半轴和发动机和发动机的曲轴接近相似，但是唯一不同的是 半轴的花键要进行调制。5.3半轴计算载荷计算半轴计算最重要的就是直径尺寸，这对半轴的设计十分重要。设计半轴首先要计算他的计算载荷。一般半轴的计算载荷分成3类。最大纵向力工况在行驶过程中一般出现在汽车以最大驱动力起步时或者汽车用最大制动力制动时会出现这种情况。=15288N式中：—质量转移系数，这里一般取1.2G-这里指后桥垂向载荷。-轮胎和路面的摩擦系数，这里取0.8最大侧向力工况侧向力出现在汽车高速转弯的时候，会产生一个近似于作用于汽车的离心力，所以当汽车处于临近侧滑的状态下，汽车的达到最大侧向工作应力。此时汽车的纵向应力为0。计算如下式中：h-汽车的质心高度B-后轮的轮距-货车侧滑系数，本次设计取1最大垂向力工况最大垂向力工况一般是汽车处于不平的路面。半轴受到不平路面的冲击载荷。此时对于半轴的冲击最大。此时可以忽略半轴的垂向和纵向的载荷。公式如下式中：k-货车的动载系数，这里取25.3.1半轴直径初选对于全浮式的半轴直径初选，采用公式，这里取d=35mm式中：d-全浮式半轴的直径半轴的计算转矩-半轴转矩的许用应力，以为这次半轴采用40cr，一般取40cr的许用应力为784MPa。一般为了考虑安全还要考虑安全系数为1.3-1.6之间。5.4半轴的强度校核对于汽车半轴的校核一般采用如下公式：式中：-全浮式半轴许用应力T-半轴的计算转矩d-半轴的直径，前面算出半轴直径取35mm-半轴的扭转许用应力，这里取为485-590MPa半轴的最大转角计算，公式如下：式中：T-半轴承受的最大的转矩l-半轴的长度G-半轴的剪切的弹性模量J-半轴的极惯性矩经过设计计算最大转角为14.59。一般最大转角一般在6-。所及转角满足设计要求。5.5本章小结本章对货车驱动桥半轴进行了选型，确定了采用全浮式可以满足此次设计，然后计算了驱动桥的计算载荷，并且计算了半轴的直径d。最后对驱动桥的强度进行校核。第6章6.1驱动桥的结构驱动桥壳是汽车主要的承载部件，目前主流市场主要有两种形式，断开式和非断式。前面主要优缺点已经介绍。本次设计采用的是整体式桥壳。这种桥壳结构简单，制造方便。主减速器，差速器的维修和安装十分的方便。6.2驱动桥有限元分析和轻量化6.2.1有限元分析软件和原理本次设计先用ug设计出驱动桥的模型[伯龙飞,徐力,王占领.轻型货车驱动桥壳的结构分析与轻量化[J].中国水运(下半月),2019,19(07):121-123.]，然后导入ansysworkbench软件进行静力学