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江淮帅铃汽车驱动桥设计说明书

第1章绪论

1.1 本课题的目的和意义

本课题是对江淮帅铃货车驱动桥的结构设计。经过此次毕业设计, 训练学生的实际工作能力。掌握汽车零部件设计与生产技术是开发中国自主品牌汽车产品的重要基础, 汽车驱动桥时传动系统的重要部件。设计汽车驱动桥, 需要综合考虑多方面的因素。设计时需要综合运用所学的知识, 熟悉实际设计过程, 提高设计能力。驱动桥的设计, 由驱动桥的结构组成、功用、工作特点及设计要求讲起, 详细地分析了驱动桥总成的结构形式及布置方法; 全面介绍了驱动桥车轮的传动装置和桥壳的各种结构形式与设计计算方法。

汽车驱动桥位于传动系的末端。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, 并将转矩合理的分配给左右驱动车轮; 其次, 驱动桥还要承受作用于路面或车身之间的垂直力, 纵向力和横向力, 以及制动力矩和反作用力矩等。驱动桥一般由主减速器, 差速器, 车轮传动装置和桥壳组成。

对于重型载货汽车来说, 要传递的转矩较乘用车和客车, 以及轻型商用车都要大得多, 以便能够以较低的成本运输较多的货物, 因此选择功率较大的发动机, 这就对传动系统有较高的要求, 而驱动桥在传动系统中起着举足轻重的作用。汽车驱动桥是汽车的重大总成, 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。汽车的经济性日益成为人们关心的话题, 这不但仅只对乘用车, 对于载货汽车, 提高其燃油经济性也是各商用车生产商来提高其产品市场竞争力的一个法宝, 因为重型载货汽车所采用的发动机都是大功率, 大转矩的, 装载质量在四吨以上的载货汽车的发动机, 最大功率在99KW,最大转矩也在350N·m以上, 百公里油耗是一般都在30升左右。为了降低油耗, 不但要在发动机的环节上节油, 而且也需要从传动系中减少能量的损失。这就必须在发动机的动力输出之后, 在从发动机—传动轴—驱动桥这一动力输送环节中寻找减少能量在传递的过

程中的损失。驱动桥是将动力转化为能量的最终执行者。因此, 在发动机相同的情况下, 采用性能优良且与发动机匹配性比较高的驱动桥便成了有效节油的措施之一。因此设计新型的驱动桥成为新的课题。

当前中国正在大力发展汽车产业,采用后轮驱动汽车的平衡性和操作性都将会有很大的提高。后轮驱动的汽车加速时, 牵引力将不会由前轮发出, 因此在加速转弯时, 司机就会感到有更大的横向握持力, 操作性能变好。维修费用低也是后轮驱动的一个优点, 尽管由于构造和车型的不同, 这种费用将会有很大的差别。

1.2 驱动桥的分类

1.2.1 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, 广泛用在各种家庭乘用车、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。她们的具体结构、特别是桥壳结构虽然各不相同, 可是有一个共同特点, 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。

驱动桥的轮廓尺寸主要取决于主减速器的型式。在汽车轮胎尺寸和驱动桥下的最小离地间隙已经确定的情况下, 也就限定了主减速器从动齿轮直径的尺寸。在给定速比的条件下, 如果单级主减速器不能满足离地间隙要求, 可该用双级结构。在双级主减速器中, 一般把两级减速器齿轮放在一个主减速器壳体内, 也能够将第二级减速齿轮作为轮边减速器。对于轮边减速器: 越野汽车为了提高离地间隙, 能够将一对圆柱齿轮构成的轮边减速器的主动齿轮置于其从动齿轮的垂直上方; 公共汽车为了降低汽车的质心高度和车厢地板高度, 以提高稳定性和乘客上下车的方便, 可将轮边减速器的主动齿轮置于其从动齿轮的垂直下方; 有些双层公共汽车为了进一步降低车厢地板高度, 在采用圆柱齿轮轮边减速器的同时, 将主减速器及差速器总成也移到一个驱动车轮的旁边。

在少数具有高速发动机的大型公共汽车、多桥驱动汽车和超重型家庭乘用车上, 有时采用蜗轮式主减速器, 它不但具有在质量小、尺寸紧凑的情况下能够得到大的传动比以及工作平滑无声的优点, 而且对汽车的总体布置很方便。

1.2.2 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, 而且彼此之间能够做相对运动, 因此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能够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。

汽车悬挂总成的类型及其弹性元件与减振装置的工作特性是决定汽车行驶平顺性的主要因素, 而汽车簧下部分质量的大小, 对其平顺性也有显著的影响。断开式驱动桥的簧下质量较小, 又与独立悬挂相配合, 致使驱动车轮与地面的接触情况及对各种地形的适应性比较好, 由此可大大地减小汽车在不平路面上行驶时的振动和车厢倾斜, 提高汽车的行驶平顺性和平均行驶速度, 减小车轮和车桥上的动载荷及零件的损坏, 提高其可靠性及使用寿命。可是, 由于断开式驱动桥及与其相配的独立悬挂的结构复杂, 故这种结构主要见于对行驶平顺性要求较高的一部分轿车及一些越野汽车上, 且后者多属于轻型以下的越野汽车或多桥驱动的重型越野汽车。

1.2.3 多桥驱动的布置

为了提高装载量和经过性, 有些重型汽车及全部中型以上的越野汽车都是采用多桥驱动, 常采用的有4×4、6×6、8×8等驱动型式。在多桥驱动的情况下, 动力经分动器传给各驱动桥的方式有两种。相应这两