汽车驱动桥设计说明书Word格式.doc

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本文不是采用传统的双曲面锥齿轮作为载重汽车的主减速器而是采用弧齿锥齿轮，希望这能作为一个课题继续研究下去。

关键字：

载重汽车；

驱动桥；

单级减速桥；

弧齿锥齿轮

TheDesigningofRearDriveAxles

Abstract

Driveaxleistheoneofautomobileforfourimportantassemblies.It`performancedirectlyinfluenceontheentireautomobile,especiallyfortheheavytruck.Becauseusingthebigpowerenginewiththebigdrivingtorquesatisfiedtheneedofhighspeed,heavy-loaded,highefficiency,highbenefittoday`heavytruck,mustexploitingthehighdrivenefficiencysinglereductionfinaldriveaxleisbecomingtheheavytruck`developingtendency.Thisdesignfollowingthetraditionaldesigningmethodofthedriveaxle.First,makeupthemainparts`structureandthekeydesigningparameters;

thusreferencetothesimilardrivingaxlestructure,decidetheentiredesigningproject;

faniallycheckthestrengthoftheaxledrivebevelpinion，bevelgearwheel,thedifferentionalplanetarypinion,differentialsidegear,full-floatingaxleshaftandthebanjoaxlehousing,andthelifeexpectionofcarrierbearing.Thedesigningtakethespiralbevelgearforthetradionalhypoidgear,asthegeartypeofheavytruck`sfinaldrive,withtheexpectionofthequestionbeingdiscussed,further.　

Keywords:

heavytruck；

driveaxle；

singlereductionfinaldrive；

hespiralbevelgear

59

目录

摘要 I

Abstract II

1前言 1

2驱动桥的总体方案确定 2

2.1驱动桥的结构和种类和设计要求 2

2.1.1驱动桥的种类 2

2.1.2驱动桥结构组成 3

2.1.3驱动桥设计要求 4

2.2设计车型主要参数 4

3主减速器设计 5

3.1主减速器结构方案分析 5

3.1.1单级主减速器 5

3.1.2双级主减速器 6

3.2主减速器齿轮的比较 6

3.2.1弧齿锥齿轮传动 6

3.2.2准双曲面齿轮传动 6

3.2.3弧齿锥齿轮与准双曲面齿轮的比较 7

3.3主减速器主从动锥齿轮的支承形式及安装方法 8

3.3.1主减速器主动锥齿轮的支承形式及安装方式的选择 8

3.3.2主减速器从动锥齿轮的支承形式及安装方式的选择 9

3.4主减速比i0的确定 9

3.5主减速器计算载荷的确定 10

3.5.1按发动机最大转矩和最低挡传动比确定从动锥齿轮的计算转矩 10

3.5.2按驱动轮打滑转矩确定从动锥齿轮的计算转矩 11

3.5.3按汽车日常行驶平均转矩确定从动锥齿轮的计算转矩 12

3.6主减速器锥齿轮主要参数选择 12

3.6.1主、从动锥齿轮齿数z1、z2 12

3.6.2从动锥齿轮大端分度圆直径D2和端面模数ms 13

3.6.3主、从动锥齿轮齿面宽不b1和b2 13

3.6.4螺旋角β 14

3.6.5螺旋方向 14

3.6.6法向压力角α 14

3.7主减速器锥齿轮强度计算 15

3.7.1单位齿长圆周力 15

3.7.2轮齿的弯曲强度计算 16

3.7.3齿轮接触强度 17

3.8主减速器锥齿轮轴承的载荷计算 18

3.8.1锥齿轮齿面上的作用力 18

3.8.2锥齿轮轴承的载荷 20

3.8.3锥齿轮轴承型号确定 22

3.9主减速器齿轮材料及热处理 24

3.10主减速器的润滑 25

3.11本章小结 25

4差速器设计 26

4.1差速器结构形式选择 26

4.2对称锥齿轮式差速器工作原理 27

4.3对称锥齿轮式差速器齿轮的基本参数的选择 28

4.3.1行星齿轮数n 28

4.3.2行星齿轮球面半径Rb 28

4.3.3行星齿轮和半轴齿轮齿数z1和z2 28

4.3.4行星齿轮和半轴齿轮节锥角及模数 29

4.3.5行星齿轮轴用直径d及支承长度L 29

4.4普通锥齿轮式差速器齿轮强度计算 31

4.5差速器齿轮的材料 32

4.6本章小结 32

5车轮传动装置设计 33

5.1半轴的结构型式 33

5.1.1半浮式半轴 33

5.1.23/4浮式半轴 33

5.1.3全浮式半袖 33

5.2半轴的设计与计算 33

5.2.1全浮式半轴的计算载荷的确定 33

5.2.2全浮半轴杆部直径的初选 35

5.2.3全浮半轴强度计算 35

5.2.4全浮式半轴花键强度计算 36

5.2.5半轴材料与热处理 37

5.3本章小结 37

6驱动桥壳的设计 38

6.1驱动桥壳的型式 38

6.2桥壳的受力分析与强度计算 40

6.2.1桥壳的静弯曲应力计算 40

6.2.2在不平路面冲击载荷作用下的桥壳强度计算 42

6.2.3汽车以最大牵引力行驶时的桥壳强度计算 42

6.2.4汽车紧急制动时的桥壳强度计算 45

6.3本章小结 47

参考文献 48

谢辞 49

附录A 50

附录B 57

华东交通大学毕业设计

1前言

汽车驱动桥处于汽车传动系的末端，主要由主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳组成。

其基本功用是将万向传动装置传来的发动机转矩通过主减速器、差速器、半轴等传到驱动车轮，实现降低转速、增大转矩；

通过主减速器圆锥齿轮副改变转矩的传递方向；

通过差速器实现两侧车轮差速作用，保证内、外侧车轮以不同转速转向。

驱动桥的类型有断开式驱动桥和非断开式驱动桥两种。

驱动车轮采用独立悬架时，应选用断开式驱动桥；

驱动车轮采用非独立悬架时，则应选用非断开式驱动桥。

汽车传动系的总任务是传递发动机的动力，使之适应于汽车行驶的需要。

在一般汽车的机械式传动中，有了变速器（有时还有副变速器和分动器）还不能完全解决发动机特性和行驶要求间的矛盾和结构布置上的问题。

首先因为绝大多数的发动机在汽车上是纵向安置的，为使其转矩能传给左右驱动车轮，必须由驱动桥的主减速器来改变转矩的传递方向，同时还得由驱动桥的差速器来解决左右驱动车轮间的转矩分配问题和差速问题。

其次是因为变速器的主要任务仅在于通过选择适当的档位数及各档传动比，以使内燃机的转速一转矩特性能适应汽车在各种行驶阻力下对动力性与经济性的要求，而驱动桥主减速器（有时还有轮边减速器）的功用则在于当变速器处于最高档位（通常为直接档，有时还有超速档）时，使汽车有足够的牵引力、适当的最高车速和良好的燃油经济性。

为此，则要将经过变速器、传动轴传来的动力，经过驱动桥的主减速器进行进一步增大转矩，降低转速的变化。

因此，要想使汽车传动系设计的合理，首先必须恰当选择好汽车的总传动比，并恰当的将它分配给变速器和驱动桥。

后者的减速比称为主减速比。

当变速器处于最高档位时，汽车的动力性和燃油经济性主要取决于主减速比。

在汽车的总体布置设计时应根据该车的工作条件及发动机、传动系、轮胎等有关参数，选择合适的主减速比来保证汽车具有良好的动力性和燃油经济性。

采用优化设计方法可得到发动机与传动系数的最佳匹配。

由于发动机功率的提高，汽车整车质量的减小和路面状况的改善，主减速比有往小发展的趋势。

选择主减速比时要考虑到使汽车即能满足高速行驶的要求，又能在常用车速范围内降低发动机转速、减小嫌料消耗量，提高发动机寿命并改善振动及嗓声的特性等。

2驱动桥的总体方案确定

2.1驱动桥的结构和种类和设计要求

2.1.1驱动桥的种类

驱动桥位于传动系末端，其基本功用首先是增扭、降速，改变转矩的传递方向，即增大由传动轴或直接从变速器传来的转矩，并合理的分配给左、右驱动车轮。

驱动桥分为断开式和非断开式两种。

（1）非断开式驱动桥

普通非断开式驱动桥，由于结构简单、造价低廉、工作可靠，广泛用在各种载货汽车、客车和公共汽车上，在多数的越野汽车和部分轿车上也采用这种结构。

他们的具体结构、特别是桥壳结构虽然各不相同，但是有一个共同特点，即桥壳是一根支承在左右驱动车轮上的刚性空心梁，齿轮及半轴等传动部件安装在其中。

这时整个驱动桥、驱动车轮及部分传动轴均属于簧下质量，汽车簧下质量较大，这是它的一个缺点。

（2）断开式驱动桥

断开式驱动桥区别于非断开式驱动桥的明显特点在于前者没有一个连接左右驱动车轮的刚性整体外壳或梁。

断开式驱动桥的桥壳是分段的，并且彼此之间可以做相对运动，所以这种桥称为断开式的。

另外，它又总是与独立悬挂相匹配，故又称为独立悬挂驱动桥。

这种桥的中段，主减速器及差速器等是悬置在车架横粱或车厢底板上，或与脊梁式车架相联。

主减速器、差速器与传动轴及一部分驱动车轮传动装置的质量均为簧上质量。

两侧的驱动车轮由于采用独立悬挂则可以彼此致立地相对于车架或车厢作上下摆动，相应地就要求驱动车轮的传动装置及其外壳或套管作相应摆动。

由于非断开式驱动桥结构简单、造价低廉、工作可靠，查阅资料，参照国内相关货车的设计,最后本课题选用非断开式驱动桥。

其结构示意图如图2-1所示：

1-半轴2-差速器3-主减速器4-驱动桥5-传动轴

图2-1驱动桥示意图

2.1.2驱动桥结构组成

在多数汽车中，驱动桥包括主减速器、差速器、驱动车轮的传动