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驱动桥设计

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盐城工学院毕业设计说明书2006

1 前言……1 1.1 本课题的来源,基本前提条件和技术要求……1 1.

2 本课题要解决的主要问题和设计总体思路…… 1 1.

3 预期的成果……1 2 国内外发展状况及现状的介绍…… 3 3 总体方案论证……

4 4 具体设计说明……7 4.1 主减速器的设计……7 4.1.1 主减速器的结构型式……7 4.1.2 主减速器主动锥齿轮的支承型式及安装方法……9 4.1.3 主减速器从动锥齿轮的支承型式及安装方法……10 4.1.4 主减速器的基本参数的选择及计算……

10 4.2 差速器的设计......13 4.2.1 差速器的结构型式......13 4.2.2 差速器的基本参数的选择及计算......15 4.3 半轴的设计......16 4.3.1 半轴的结构型式......16 4.3.2 半轴的设计与计算......16 4.4 驱动桥壳结构选择......19 5 结论......21 参考文献 (22)

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1 前言

本课题是进行低速载货汽车后驱动桥的设计. 设计出小型低速载货汽车后驱动桥,包括主减速器,差速器,驱动车轮的传动装置及桥壳等部件,协调设计车

辆的全局. 1.1 本课题的来源,基本前提条件和技术要求 a.本课题的来源:轻型载货汽车在汽车生产中占有大的比重.驱动桥在整车中十分重要,设计出结构简单,工作可靠,造价低廉的驱动桥,能大大降低整车生产的总成本,推动汽车经济的发展. b.要完成本课题的基本前提条件是:在主要参数确定的情况下,设计选用驱动桥的各个部件,选出最佳的方案. c.技术要求:设计出的驱动桥符合国家各项轻型货车的标准[1],运行稳定可靠,成本降低,适合本国路面的行驶状况和国情. 1.2

本课题要解决的主要问题和设计总体思路 a. 本课题解决的主要问题:设计出适合本课题的驱动桥.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, 有了变速器还不能完全解决发动机特性与汽车行驶要求间的矛盾和结构布置上的问题.首先是因为绝大多数的发动机在汽车上的纵向安置的,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要求.其次,需将经过变速器,传动轴传来的动力,通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,要想使汽车驱动桥的设计合理,首先必须选好传动系的总传动比,并恰当地将它分配给变速器和驱动桥. b. 本课题的设计总体思路: 非断开式驱动桥的桥壳, 相当于受力复杂的空心梁,它要求有足够的强度和刚度,同时还要尽量的减轻其重量.所选择的减速器比应能满足汽车在给定使用条件下具有最佳的动力性和燃料经济性.对载货汽车,由于它们有时会遇到坎坷不平的坏路面,要求它们的驱动桥有足够的离地间隙,以满足汽车在通过性方面的要求.驱动桥的噪声主要来自齿轮及其他传动机件.提高它们的加工精度,装配精度,增强齿轮的支承刚度,是降低驱动桥工作

噪声的有效措施.驱动桥各零部件在保证其强度,刚度,可靠性及寿命的前提下应力求减小簧下质量,以减小不平路面对驱动桥的冲击载荷,从而改善汽车行驶的平顺性. 1.3 预期的成果设计出小型低速载货汽车的驱动桥,包括主减速器,差速

器,驱动车轮的传动装置及桥壳等部件,配合其他同组同学,协调设计车辆的全局.使设计出的产品使用方便,材料使用最少,经济性能最高. a. 提高汽车的技术水平,使其使用性能更好,更安全,更可靠,更经济,更

低速载货汽车后驱动桥的设计

舒适,更机动,更方便,动力性更好,污染更少. b. 改善汽车的经济效果,调整汽

车在产品系列中的档次,以便改善其市场竞争地位并获得更大的经济效益2

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2 国内外发展状况及现状的介绍

为适应不断完善社会主义市场经济体制的要求以及加入世贸组织后国内外

汽车产业发展的新形势,推进汽车产业结构调整和升级,全面提高汽车产业国际

竞争力,满足消费者对汽车产品日益增长的需求,促进汽车产业健康发展,特制定

汽车产业发展政策.通过该政策的实施,使我国汽车产业在2010 年前发展成为

国民经济的支柱产业,为实现全面建设小康社会的目标做出更大的贡献.政府职

能部门依据行政法规和技术规范的强制性要求,对汽车,农用运输车(低速载货车

及三轮汽车,下同),摩托车和零部件生产企业及其产品实施管理,规范各类经济主体在汽车产业领域的市场行为.低速载货汽车,在汽车发展趋势中,有着很好的发

展前途.生产出质量好,操作简便,价格便宜的低速载货汽车将适合大多数消费者

的要求.在国家积极投入和支持发展汽车产业的同时,能研制出适合中国国情,包

括道路条件和经济条件的车辆,将大大推动汽车产业的发展和社会经济的提高.

在新政策《汽车产业发展政策》中,在2010 年前,我国就要成为世界主要汽车制造国,汽车产品满足国内市场大部分需求并批量进入国际市场;2010 年, 汽车生

产企业要形成若干驰名的汽车,摩托车和零部件产品品牌;通过市场竞争形成几

家具有国际竞争力的大型汽车企业集团,力争到2010 年跨入世界500 强企业

之列,等等.同时,在这个新的汽车产业政策描绘的蓝图中,还包含许多涉及产业素质提高和市场环境改善的综合目标,着实令人鼓舞.然而,不可否认的是,国内汽车产业的现状离产业政策的目标还有相当的距离.自1994 年《汽车工业产业政策》颁布并执行以来,国内汽车产业结构有了显著变化,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.但是,长期以来困扰中国汽车产业发展的散,乱和

低水平重复建设问题,还没有从根本上得到解决.多数企业家预计,在新的汽车产

业政策的鼓励下,将会有越来越多的汽车生产企业按照市场规律组成企业联盟,

实现优势互补和资源共享.

低速载货汽车后驱动桥的设计

3 总体方案论证

驱动桥的结构型式按齐总体布置来说共有三种,即普通的非断开式驱动桥,

带有摆动半轴的非断开式驱动桥和断开式驱动桥.

图3-1

驱动桥的总体布置型式简图

(a)普通非断开式驱动桥;(b)带有摆动半轴的非断开式驱动桥;(c)断开式驱动

桥

方案( : 方案(一) 非断开式驱动桥

图3-2

[2]

非断开式驱动桥

普通非断开式驱动桥,如图3-2,由于其结构简单,造价低廉,工作可靠, 最广泛地用在各种载货汽车,客车和公共汽车上,在多数的的越野汽车和部分轿车上也采用这种结构.它的具体结构是桥壳是一根支承在左,右驱动车轮上的刚性空心梁,而齿轮及半轴等所有的传动机件都装在其中.这时整个驱动桥,驱动车轮及部分传动轴均属簧下质量,使汽车的簧下质量较大,这是它的一个缺点. 采用单级主减速器代替双级主减速器可大大减小驱动桥质量.采用钢板冲压-焊4

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接的整体式桥壳及钢管扩制的整体式桥壳,均可显著地减轻驱动桥的质量. 驱动桥的轮廓尺寸主要决定于主减速器的型式. 在汽车的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.在给定主减速器速比的条件下,如果单级主减速器不能满足离地间隙要求, 则可改用双级结构.后者仅推荐用于主减速比大于7.6 且载货在6t 以上的大型汽车上.在双级主减速器中,通常是把两级减速齿轮放在一个主减速器壳内,也可以将第二级减速齿轮移向驱动车轮并靠近轮毂,作为轮边减速器.在后一种情况下又有五种布置方案可供选择. 方案( :断开式驱动桥方案(二) 断开式驱动桥: 图3-3 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[2].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,它又总是与独立悬架相匹配,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梁或车厢底板上,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独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.所以断开式驱动桥也称为"带有摆动半轴的驱动桥" . 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,因汽车簧下部分质量的大小,对其平顺性也有显著的影响. 断开式驱动的簧下质量较小,又与独立悬架相配合,致使驱动车轮与地面的接触5

低速载货汽车后驱动桥的设计

经各驱动桥自己专用的传动轴传递动力,这样不仅使传动轴的数量增多,且造成各驱动桥的零件特别是桥壳,半轴等主要零件不能通用.而对8×8 汽车来说,这种非贯通式驱动桥就更不适宜,也难与布置了. 为了解决上述问题,现代多桥驱动汽车都是采用贯通式驱动桥的布置型式. 在贯通式驱动桥的布置中,各桥的传动轴布置在同一纵向铅垂平面内,并且各驱动桥分别用自己的传动轴与分动器直接联接, 而是位于分动器前面的或后面的各相邻两桥的传动轴, 是串联布置的. 汽车前后两端的驱动桥(第一, 第四桥) 的动力,是经分动器并贯通中间桥(分别穿过第二,第三桥)而传递的.其优点是,不仅减少了传动轴的数量,而且提高了各驱动桥零件的相互通用性,并且简化了结构,减小了体积和质量.这对于汽车的设计(如汽车的变形) ,制造和维修,都带来方便.四桥驱动的越野汽车也可采用侧边式及混合式的布置. 经上述分析,考虑到所设计的轻型载货汽车的载重和各种要求,其价格要求要尽量低,故其生产成本应尽可能降低.另由于轻型载重汽车对驱动桥并无特殊要求,和路面要求并不高,故本设计采用普通非断开式驱动桥.

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4 具体设计说明

4.1 主减速器的设计4.1.1 主减速器的结构型式主减速器的结构型式,主要是根据其齿轮类型,主动齿轮和从动齿轮的安置方法以及减速型式的不同而异. 在现代汽车驱动桥上,主减速器采用得最广泛的是"格里森" Gleason) ( 制或"奥利康" (Oerlikon)制的螺旋锥齿轮和双面锥齿轮.

图4-1 螺旋锥齿轮与双曲面齿轮传动

(a)螺旋锥齿轮传动;(b)双曲面齿轮传动

采用双曲面齿轮.他的主,从动齿轮轴线不相交而呈空间交叉.其空间交叉角(即将一轴线平移,使之与另一轴线相交的交角)也都是采用90°.主动齿轮轴相对于从动齿轮轴有向上或向下的偏移,称为上偏置或下偏置.这个偏移量称为双曲面齿轮的偏移距.当偏移距大到一定程度,可使一个齿轮轴从另一个齿轮轴旁通过.这样就能在每个齿轮的两边布置尺寸紧凑的支承.这对于增强支承刚度,保证齿轮正确啮合从而提高齿轮寿命大有好处.和螺旋锥齿轮由于齿轮的轴线相交而使得主,从动齿轮的螺旋角相等的情况不同,双曲面齿轮的偏移距使得主动齿轮的螺旋角大于从动齿轮的螺旋角.因此,双曲面传动齿轮副的法向模数或法向周节虽相等,但端面模数或端面周节是不等的.主动齿轮的端面模数或端面周节是大于从动齿轮的. 这一情况就使得双曲面齿轮传动的主动齿轮比相应的螺旋锥齿轮传动的主动齿轮有更大的直径和更好的强度和刚度. 其增大的程度与偏移距的大小有关. 另外, 由于双曲面传动的主动齿轮的直径及螺旋角都较大, 所以相啮合齿轮的当量曲率半径较相应的螺旋锥齿轮当量曲率半径为大, 从而使齿面间的接触应力降低.随偏移距的不同,双曲面齿轮与接触应力相当的螺旋锥齿轮比较,负荷可提高至175%.双曲面主动齿轮的螺旋角较大,则不产生根切的最少齿数可减少,所以可选用较少的齿数,这有力于大传动比传动.当要求传动比大而轮廓尺寸又有限时,采用双曲面齿轮更为合理.因为如果保持两种传动的主动齿轮直径一样,则双曲面从动齿轮的直径比螺旋锥齿轮的要小,这对于主减速比i0 ≥ 4.5 的传动有其优越性.对中等传动比,两种齿轮都能很好适应.由于双曲面主动齿轮螺旋角的增大, 还导致其进入啮合的平均齿数要比螺旋锥齿轮7

低速载货汽车后驱动桥的设计

相应的齿数多,因而双曲面齿轮传动比螺旋锥齿轮冲动工作更加平稳,无噪声, 强度也高.双曲面齿轮的偏移距还给汽车的总布置带来方便.

不涂漆

21 22 23 24 25 26 27 28 29 34

30 31 32 33 35

图4-5

采用组合式桥壳的单级主减速器

减速型式的选择与汽车的类型及使用条件有关,但它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i0 的大小及驱动桥下的离地间隙, 驱动桥的数目及布置型式等. 本设计采用组合式桥壳的单级主减速器(图) .单级主减速

器具有结构简单, 质量小,尺寸紧凑及制造成本低等优点.其主,从动锥齿轮轴承都直接支承在与桥壳铸成一体的主减速器壳上,结构简单,支承刚度大,质量小,造价低.

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主减速器主动锥齿轮的支承型式及安装方法4.1.2 主减速器主动锥齿轮的支承型式及安装方法

图4-2 主动锥齿轮齿面受力图

在壳体结构及轴承型式已定的情况下, 主减速器主动齿轮的支承型式及安

置方法,对其支承刚度影响很大,这是齿轮能否正确捏合并具有较高使用寿命的因素之一.

图4-3 骑马式支承

1-调整垫圈;2-调整垫片

本设计采用骑马式支承(图4-3) .齿轮前,后两端的轴颈均以轴承支承. 骑马

式支承使支承刚度大为增加,使齿轮在载荷作用下的变形大为减小,约减小到悬臂式1/30 以下. 而主动锥齿轮后轴承的径向负荷比悬臂式的要减小至1/5～

1/7.齿轮承载能力较悬臂式可提高10%左右.此外,由于齿轮大端一侧前轴承及

后轴承之间的距离很小,可以缩短主动锥齿轮轴的长度,使布置更紧凑,这有利于减小传动轴夹角及整车布置.骑马式支承的导向轴承(即齿轮小端一侧的轴承)都采用圆柱滚子式的,并且其内外圈可以分离,以利于拆装.为了进一步增强刚度,应尽可能地减小齿轮大端一侧两轴承间的距离,增大支承轴径,适当提9

低速载货汽车后驱动桥的设计

高轴承的配合的配合紧度. 主减速器从动锥齿轮的支承型式及安装4.1.3

主减速器从动锥齿轮的支承型式及安装方法

图4-4 主减速器从动锥齿轮的支承型式及安置办法

主减速器从动锥齿轮的支承刚度依轴承的型式, 支承间的距离和载荷在轴

承之间的分布而定.两端支承多采用圆锥锥子轴承,安装时使它们的圆锥滚子大端相向朝内,而小端相背朝外. 为了防止从动齿轮在轴向载荷作用下的偏移,圆

锥滚子轴承也应预紧.由于从动锥齿轮轴承是装在差速器壳上,尺寸较大,足以保证刚度.球面圆锥滚子轴承(图4-4(b) )具有自动调位的性能,对轴的歪斜的敏感

性较小,这在主减速器从动齿轮轴承的尺寸大时极其重要. 4.1.4 主减速器的基

本参数的选择及的选择及计算 4.1.4 主减速器的基本参数的选择及计算主减速比i0 ,驱动桥的离地间隙和计算载荷,是主减速器设计的原始数据. A. 主减速比i0 的确定主减速比对主减速器的结构型式,轮廓尺寸,质量大小以及当变速器处于最高档位时汽车的动力性和燃料经济性都有直接影响.i0 的选择应在汽车总体设计时和传动系的总传动比iT 一起由整车动力计算来确定.可利用在不同io 下的功率平衡图来研究i0 对汽车动力性的影响.通过优化设计,对发动机与传动系参数作

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最价匹配的方法来选择i0 值,可使汽车获得最佳的动力性和燃料经济性.

为了得到足够的功率储备而使最高车速稍有下降, i0 按下式计算[3]: i0 = (0.377～0.472) 式中: rr —车轮滚动半径,m;

i gh —变速器最高档传动比;

rr n p

ν a max i gh

(4 1)

ν a max —汽车最高车速;

n p —发动机最大转速i0 = (0.377～0.472) rr n p

ν a max i gh

= 0.443 ×

0.44 × 4000 = 6.67 23.61 × 4.95

根据所选定的主减速比io 值,确定主减速器的减速型式为单级.查表得汽车驱动桥的离地间隙为200mm. B.主减速齿轮计算载荷的计算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况下作用于主减速器从动齿轮上的转矩( T je , T j )的较下者,作为载货汽车和越野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. 既:

T je = Te max TL K 0 η T / n i

[3]

(4 2) (4 3)

T j =

G2 rr η LB i LB

式中: Te max —发动机最大转矩, N m ;

iTL —由发动机到所计算的主减速器从动齿轮之间的传动系最低档传动比; ηT —上述传动部分的效率,取ηT = 0.9 ; K 0 —超载系数,对于一般载货汽车,矿用汽车和越野汽车以及液力传动的各类汽车取K 0 = 1 ; n —该车的驱动桥数目; G2 —汽车满载时一个驱动桥给水平地面的最大负载,N;对后桥来说还要考虑到汽车加速时的负荷增大量; —轮胎对路面的附着系数, 对于安装一般轮胎的公路用汽车, 取= 0.85 ; rr —车轮的滚动半径,m; ηLB , i LB —分别为由所计算的主减速器从动齿轮到驱动轮之间的传动效率和减速比(例如轮边减速器等) . 由式(4-2) ,式(4-3)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,

低速载货汽车后驱动桥的设计

其正常持续转矩是根据所谓平均牵引力来确定的, 即主减速器从动齿轮的平均计算转矩T jm (Nm)为

[4]

T jm =

(Ga + GT ) rr ( fR + fH + fP ) i L B η LB n

(4 4)

式中: Ga —汽车装载总重,N;

GT —所牵引的挂车满载总重,N,但仅用于牵引车; f R —道路滚动阻力系数;

f H —汽车正常使用时的平均爬坡能力系数; f P —汽车或汽车列车的性能系数.

fP = 0.195(G A + GT ) 1 16 100 Te max

(4 5)

当

0.195(Ga + GT ) > 16 时Te max

取fP = 0

T jm =

(Ga + G T ) rr (4000 + 0) (0.015 + 0.06 + 0) ( fR + fH + fP ) = i LB η LB n 6.67 × 0.9 × 1

=22 ( N m ) C.主减速齿轮基本参数的选择a.齿数的选择对于单级主减速器,当i0 较大时,则应尽量使主动齿轮的齿数z1 取得小些, 以得到满意的驱动桥离地间隙.当i0 ≥ 6 时, z1 的最小值可取为5,但为了啮合平稳及提高疲劳强度, z1 最好大于5.取z1 = 6 , z 2 = 34 [5]. b.节圆半径的选择可根据从动锥齿轮的计算转矩(见式4-4,式4-5 并取两者中较小的一个为计算依据)按经验公式选出:

d 2 = K d2 3 T j

(4 6)

式中

d d —从动锥齿轮的节圆半径,mm; K d 2 —直径系数,取K d 2 = 13～16 ; T j —计算转矩, N m .

d 2 = K d 2 3 T j = 15 × 3 22 = 42mm

c.齿轮端面模数的选择

d 2 选定后可按式m = d 2 / z 2 算出从动齿轮大端端面模数,并用下式校核:

m = Km 3 Tj

(4 7 )

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式中

K m —模数系数.

m = d 2 / z 2 = 42 / 34 = 1.2

m = K m 3 T j = 0.4 × 3 22 = 1.2

d.齿面宽的选择汽车主减速器双曲面齿轮的从动齿轮齿面宽F (mm ) 为:

F = 0.155d 2 F = 0.155d 2 = 0.155 × 42 = 6.51(mm )

4.2 差速器的设计

4.2.1 差速器的结构型式[6] 差速器选用对称式圆锥行星齿轮差速器.其结

构原理如图(4-6)所示. 普通对称式圆锥行星齿轮差速器由差速器左,右壳,2 个

半轴齿轮,4 个行星齿轮,行星齿轮轴,半轴齿轮等组成.其工作原理如图所示. ω

0 为主减速器从动齿轮或差速器壳的角速度; ω1 , ω 2 分别为左右驱动车轮或差速器半轴齿轮的角速度; ω 3 为行星齿轮绕其轴的自转角速度.

图4-6

普通圆锥齿轮差速器的工作原理简图

当汽车在平坦路面上直线行驶时,差速器各零件之间无相对运动,则有

ω1 = ω 2 = ω 0 ω3 = 0

低速载货汽车后驱动桥的设计

这时,差速器壳经十字轴以力P 带动行星齿轮绕半轴齿轮中心作"公转"而

无自转( ω 3 = 0 ) .行星齿轮的轮齿以P / 2 的反作用力.对于对称式差速器来说, 两半轴齿轮的节圆半径r 相同,故传给左,右半轴的转矩均等于Pr/ 2 ,故汽车在

平坦路面上直线行驶时驱动左,右车轮的转矩相等. 当汽车转弯时,假如左右轮之间无差速器,则按运动学要求,行程长的外侧车轮将产生滑移,而行程短的内侧车轮将产生滑转.由此导致在左,右轮胎切线方向上各产生一附加阻力,且它们的方向相反,如图所示.当装有差速器时,附加阻力所形成的力矩使差速器起差速作用, 以免内外侧驱动车轮在地面上的滑转和滑移,保证它们以不同的转速ω1 和

ω 2 正常转动.当然,若差速器工作时阻抗其中各零件相对运动的摩擦大,则扭

动它的力矩就大.在普通的齿轮差速器中这种摩擦力很小,故只要左,右车轮所走路程稍有差异,差速器开始工作. 当差速器工作时,行星齿轮不仅有绕半轴齿轮中心的"公转" ,而且还有绕行星齿轮以角速度为ω 3 的自转.这时外侧车轮及其半轴齿轮的转速将增高,且增高量为ω 3

z3 ( z 3 为行星齿轮齿数, z1 为该侧半轴齿轮齿数) ,这样,外侧半z1

轴齿轮的角速度为:

ω1 = ω 0 + ω 3

z3 z1

在同一时间内,内侧车轮及其半轴齿轮(齿数为z 2 )的转速将减低,且减低量为ω 3

z3 ,由于对称式圆锥齿轮差速器的两半轴齿数相等,于是内侧半轴齿轮z2

的转速为:

ω 2 = ω 0 ω3

z3 z1

由以上两式得差速器工作时的转速关系为

ω1 + ω 2 = 2ω 0

即两半轴齿轮的转速和为差速器壳转速的两倍. 由式(4-9)知: 当ω 2 = 0 时, ω1 = 2ω0 ,或当ω1 = 0 时, ω 2 = 2ω0

(4 9)

当ω0 = 0 时, ω1 = ω 2 最后一种情况ω0 = 0 ,有时发生在使用中央

制动时,这时很容易导致汽车失去控制,使汽车急转和甩尾.

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差速器的基本参数的选择及计算基本参数的选择及4.2.2 差速器的基本参数的选择及计算由于差速器亮是装在主减速器从动齿轮上, 故在确定主减速器从动齿轮尺寸时.应考虑差速器的安装;差速器壳的轮廓尺寸也受到从动齿轮及主动齿轮导向轴承支座的限制. 1.差速器齿轮的基本参数选择 A.行星齿轮的基本参数选择[7] 本载货汽车选用 4 个行星齿轮. B.行星齿轮球面半径RB (mm) 的确定圆锥行星齿轮差速器的尺寸通常决定于行星齿轮背面的球面半径R B , 它就是行星齿轮的安装尺寸,实际上代表了差速器圆锥齿轮的节锥矩,在一定程

度上表征了差速器的强度. 球面半径可根据经验公式来确定: RB = K B 3 T j (4 10) 式中: K B —行星齿轮球面半径系数; T j —计算转矩, N m . R B = K B 3 T j = 2.52

×3 22 = 7 mm

R B 确定后,即可根据下式预选其节锥矩: A0 = (0.98～0.99 )RB A0 = (0.98～

0.99 )RB = 0.98 ×7 = 6.86mm

C.行星齿轮与半轴齿轮齿数的选择选用行星齿轮齿数为10,半轴齿轮齿数为16.

D.差速器圆锥齿轮模数及半轴齿轮节圆直径的初步确定先初步求出行星齿轮和半轴齿轮的节锥角γ 1 , γ 2 :

(4 11)

γ 1 = arctan

z1 ; z2

γ 2 = arctan

z2 z1

(4 12 )

式中: z1 , z 2 为行星齿轮和半轴齿轮齿数

γ 1 = arctan γ 2 = arctan

z1 6 = arctan = 10° z2 34 z2 34 = arctan = 80° z1 6

再求出圆锥齿轮的大端模数:

2 A0 2 A0 sin γ 1 = sin γ 2 z1 z2

(4 13)

2 A0 2 A0 2 × 6.86 sin γ 1 = sin γ 2 = sin 10° = 0.4 z1 z2 6

低速载货汽车后驱动桥的设计

节圆半径d 右下式求得:

d = zm

(4 14)

d1 = z1m = 6 × 0.4 = 2.4mm d 2 = z 2 m = 34 × 0.4 = 13.6mm

4.3 半轴的设计4.3.1 半轴的结构型式采用半浮式半轴. 半浮式以靠近外端的轴颈直接支承在置于桥壳外端内孔中的轴承上,而端部则以具有锥面的轴颈及键与车轮轮毂相固定.半浮式半轴承受的载荷复杂,但它结构简单,质量小,尺寸紧凑,造价低廉等优点.

图4-7 半浮式半轴的结构型式与安装

4.3.2 半轴的设计与计算半轴的主要尺寸是它的直径,设计与计算时首先应合理的确定其计算载荷. 半轴的计算要考虑以下三种可能的载荷工况: A.纵向力

X 2 (驱动力或制动力)最大时( X 2 = Z 2 ) ,附着系数取0.8, 没有侧向力作用; B.侧向力Y2 最大时,其最大值发生于侧滑时,为Z 21 ,侧滑时轮胎与地面的侧向附着系数1 在计算中取 1.0,没有纵向力作用; C.垂向力最大时,这发生在汽车以可能的高速通过不平路面时,其值为( Z 2 g ω)k d , k d 是动载荷系数,这时没有纵向力和侧向力作用. 半浮式半轴的设计计算,应根据上述三种载荷工况进行

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图4-8

半浮式半轴及受力简图

a. 半浮式半轴在上述第一种工况下半轴同时承受垂向力Z 2 ,纵向力X 2 所引起的弯矩以及由X 2 引起的转矩X 2 rr . ′′对左,右半轴来说,垂向力Z 2 L , Z 2 R 为

′′Z 2L = Z 2R = Z 2 g w = m ′G 2 gw 2

(4 15)

式中: G2 —满载静止汽车的驱动桥对水平地面的载荷,N; m ′—汽车加速和减速时的质量转移系数; g w —一侧车轮(包括轮毂,制动器等)本身对水平地面的载荷,N.

′′Z 2L = Z 2R = Z 2 g w =

m′G2 1.2 ×39200 gw = 9800 = 13720 N 2 2

纵向力按最大附着力计算,即X 2L = X 2R = 式中: —轮胎与地面的附着系数. X 2L = X 2R = m′G 2 1.2 ×39200 = ×0.8 = 18816 N 2 2 m′G2 2

(4 16)

左,右半轴所承受的合成弯矩M ∑( N m ) 为

M∑= b M∑= b

(Z 2′L )2 X 22L

(Z 2′B )2 X 22B

= 0.1 (13720) + (18816)

2 2

(4 17 )

(Z 2′L )2 X 22L

(Z 2′B )2 X 22B

低速载货汽车后驱动桥的设计

= 2329 N m

转矩为

T = X 2 L rr = X 2 R r r T = X 2 L rr = X 2 R r r = 18816 × 0.44

= 8279.04 N m

(4 18)

b.半浮式半轴在上述第二种载荷工况下半轴只受弯矩.在侧向力Y2 的作用下,左,右车轮承受的垂向力Z 2 L , Z 2 R 和侧向力Y2 L , Y2 R 各不相等,而半轴所受的力为

′Z 2L = Z 2L g w =

G2 2

2hg 1 1 + gw B2

(4 19 ) (4 20) (4 21) (4 22)

′Z 2R = Z 2R g w =

G2 2

2hg 1 1 gw B2

Y2 L =

G2 2

2hg 1 1 + 1 B2

Y2 R =

G2 2

2hg 1 1 1 B2

式中: B2 —驱动车轮的轮矩,mm;

hg —汽车质心高度,mm; 1 —轮胎与路面的侧向附着系数;

′Z 2L = Z 2L g w =

G2 2

2hg 1 39200 2 × 600 × 1.0 gw = 1 + 1 + 9800 B2 2 1650

= 24108 N

′Z 2R = Z 2R g w =

G2 2

2hg 1 39200 2 × 600 × 1.0 1 gw = 1 9800 B2 2 1650

= 4508 N

Y2 L =

G2 2

2hg 1 39200 2 × 600 × 1.0 1 + 1 = 1 + B2 2 1650

= 33908 N

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Y2 R =

G2 2

2hg 1 39200 2 × 600 × 1.0 1 1 = 1 B2 2 1650

= 5292 N

左,右半轴所受的弯矩分别为:

′M ∑L = Y2 L Z 2 L b ′M ∑R = Y2 R + Z 2 R b ′M ∑L = Y2 L Z 2 L b = 33908 24108 ×0.1 = 31497.2 N m ′M ∑R = Y2 R + Z 2 R b = 5292 + 4508 ×

0.1 = 11034.8 N m

c.半浮式半轴在上述第三种载荷工况下半轴只受垂向弯矩:

(4 23) (4 24)

G M ∑V = k d 2 g w b 2 式中: k d —动载系数. G 39200 M ∑V = k d 2 g w b =

2.5 9800 ×0.1 = 2450 N m 2 2 4.4 驱动桥壳结构选择

(4 25)

驱动桥桥壳是汽车上的主要零件之一, 非断开式驱动桥的桥壳起着支承汽车荷重的作用,并将载荷传给车轮.作用在驱动车轮上的牵引力,制动力,侧向力

和垂向力也是经过桥壳传到悬挂及车架或车厢上. 因此桥壳既是承载件又是传动件,同时它又是主减速器,差速器及驱动车轮传动装置(半轴)的外壳. 在汽车行驶过程中,桥壳承受繁重的载荷,设计时必须考虑在动载荷下桥壳有足够的强度和刚度.为了减小汽车的簧下质量以利于降低动载荷,提高汽车的行驶平顺性,在保证强度和刚度的前提下应力求减小桥壳的质量.桥壳还应结构简单,制造方便以利于降低成本.其结构还应保证主减速器的拆装,调整,维修和保养方便.在选择桥壳的结构型式时,还应考虑汽车的类型,使用要求,制造条件,材料供应等. 选用可分式桥壳.它的结构如图所示,整个桥壳由一个垂直结合面分为左右两部分,每一部分均由一个铸件壳提和一个压入其外端的半轴套管组成.半轴套管与壳体用铆钉联接.

低速载货汽车后驱动桥的设计

图4-9 可分式桥壳

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5 结论

此次设计了驱动桥及其各个部件,包括驱动桥的设计,主减速器的设计,差速器的设计,半轴的设计和桥壳的设计. 所选择的主减速比在满足汽车在给定使用的条件下, 具有最佳的动力性和燃料经济性.差速器在保证左,右驱动车轮能以汽车动力学所要求的差速滚动外并能将转矩平稳而连续不断地传递给左,右驱动车轮.驱动桥各零部件在保证其强度,刚度,可靠性及使用寿命的前提下,减小簧下质量.初步改善了汽车的平顺性.选用的结构简单,维修也比较方便,制造容易.但同时,在驱动桥的设计上还存在着不足,有待解决.

低速载货汽车后驱动桥的设计

参考文献

[1] GB18320-2001,农用运输车安全技术条件[S]. [2] 王望予.汽车设计[M].北京:机械工业出版社,2005. [3] [4] [5] [6] 刘惟信.汽车设计[M].北京:清华大学出版社,2001. 成大先.机械设计手册[M].北京:化学工业出版社,2004,1. 周开勤.机械零件手册[M].北京:高等教育出版社,2001. 温芳,黄华梁.基于模糊可靠度约束的差速器行星齿轮传动优化设计

[J].2004.6. [7] 成大先.机械设计手册(1~4 册)[M].北京:化学工业出版社,1993.

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致

谢

为期三个多月的毕业设计即将结束,回顾整个过程,我深有感受.在设计工作开始之前,李老师带领我们参观了很多汽车企业,老师和一些技术人员认真地给我们讲解了其工作原理,分析了各部件的功能特性和构造,避免了我在毕业设计过程中的盲目性.在设计过程中,我翻阅了大量的相关资料,同时将大一至大四上

学期所学的相关专业课本认真的温习了一边,增加了很多理论知识.以前我对汽车的工作原理,工厂的工作环境和汽车的构造,没什么认识,但通过这次设计,我了解了,也感受到了.总之,这次设计,使我将四年中所学到的基础知识得到了一次综合应用,使学过的知识结构得到科学组合,同时也从理论到实践发生了一次质的飞跃,可以说这次设计是理论知识与实践运用之间互相过渡的桥梁. 知识的巩固固然重要, 但能力的培养同样不可忽略. 我觉得这次设计的完成, 不仅锻炼了我搞设计的工作能力,培养了我独立思考的能力,解决困难的方法, 并且也培养了我独立、创新、力求先进的思想.同时我认识到:无论做什么事, 只要你深入的去做,难事不难,但如果你不去用心的做,易事不易.机不可失, 我在这次的设计中倾注了大量的心血,尽一切力量争取将设计做到在最好.我认为我在这段时间内所有的收获,对我今后的学习和工作会是一笔难得的财富. 由于本人以前对汽车结构和制造过程了解不多,实践知识更是不足,但李老师总是耐心地给我讲解有关方面的知识,及时了解我设计中遇到的难题,使我得以在短时间内完成设计工作,同时教导我们不管是在以后的工作还是学习中,都要保持治学严谨的态度.在本次毕业设计中,李老师以及其他指导老师付出了辛勤的劳动,在此向他们表示衷心的感谢.此次设计的圆满完成与同组其他人员的通力合作也是分不开的,他们给了我许多帮助和指点,在此一并表示感谢! 由于自己能力所限,时间仓促,设计中还存在许多不足之处,恳请各位老师同学给予批评指正.

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1 前言……1 1.1 本课题的来源,基本前提条件和技术要求……1 1.

2 本课题要解决的主要问题和设计总体思路…… 1 1.

3 预期的成果……1 2 国内外发展状况及现状的介绍…… 3 3 总体方案论证……

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1 前言

本课题是进行低速载货汽车后驱动桥的设计. 设计出小型低速载货汽车后驱动桥,包括主减速器,差速器,驱动车轮的传动装置及桥壳等部件,协调设计车

低速载货汽车后驱动桥的设计

舒适,更机动,更方便,动力性更好,污染更少. b. 改善汽车的经济效果,调整汽车在产品系列中的档次,以便改善其市场竞争地位并获得更大的经济效益2

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2 国内外发展状况及现状的介绍

为适应不断完善社会主义市场经济体制的要求以及加入世贸组织后国内外汽车产业发展的新形势,推进汽车产业结构调整和升级,全面提高汽车产业国际竞争力,满足消费者对汽车产品日益增长的需求,促进汽车产业健康发展,特制定汽车产业发展政策.通过该政策的实施,使我国汽车产业在2010 年前发展成为国民经济的支柱产业,为实现全面建设小康社会的目标做出更大的贡献.政府职能部门依据行政法规和技术规范的强制性要求,对汽车,农用运输车(低速载货车及三轮汽车,下同),摩托车和零部件生产企业及其产品实施管理,规范各类经济主体在汽车产业领域的市场行为.低速载货汽车,在汽车发展趋势中,有着很好的发展前途.生产出质量好,操作简便,价格便宜的低速载货汽车将适合大多数消费者的要求.在国家积极投入和支持发展汽车产业的同时,能研制出适合中国国情,包括道路条件和经济条件的车辆,将大大推动汽车产业的发展和社会经济的提高. 在新政策《汽车产业发展政策》中,在2010 年前,我国就要成为世界主要汽车制造国,汽车产品满足国内市场大部分需求并批量进入国际市场;2010 年, 汽车生产企业要形成若干驰名的汽车,摩托车和零部件产品品牌;通过市场竞争形成几家具有国际竞争力的大型汽车企业集团,力争到2010 年跨入世界500 强企业

产业集中度有了一定程度提高.但是,长期以来困扰中国汽车产业发展的散,乱和

低水平重复建设问题,还没有从根本上得到解决.多数企业家预计,在新的汽车产

业政策的鼓励下,将会有越来越多的汽车生产企业按照市场规律组成企业联盟,

实现优势互补和资源共享.

低速载货汽车后驱动桥的设计

3 总体方案论证

驱动桥的结构型式按齐总体布置来说共有三种,即普通的非断开式驱动桥,

带有摆动半轴的非断开式驱动桥和断开式驱动桥.

图3-1

驱动桥的总体布置型式简图

(a)普通非断开式驱动桥;(b)带有摆动半轴的非断开式驱动桥;(c)断开式驱动

桥

方案( : 方案(一) 非断开式驱动桥

图3-2

[2]

非断开式驱动桥

普通非断开式驱动桥,如图3-2,由于其结构简单,造价低廉,工作可靠, 最广

泛地用在各种载货汽车,客车和公共汽车上,在多数的的越野汽车和部分轿车上

也采用这种结构.它的具体结构是桥壳是一根支承在左,右驱动车轮上的刚性空

心梁,而齿轮及半轴等所有的传动机件都装在其中.这时整个驱动桥,驱动车轮及

部分传动轴均属簧下质量,使汽车的簧下质量较大,这是它的一个缺点. 采用单级

主减速器代替双级主减速器可大大减小驱动桥质量.采用钢板冲压-焊4

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接的整体式桥壳及钢管扩制的整体式桥壳,均可显著地减轻驱动桥的质量.

驱动桥的轮廓尺寸主要决定于主减速器的型式. 在汽车的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.

在给定主减速器速比的条件下,如果单级主减速器不能满足离地间隙要求, 则可

改用双级结构.后者仅推荐用于主减速比大于7.6 且载货在6t 以上的大型汽

车上.在双级主减速器中,通常是把两级减速齿轮放在一个主减速器壳内,也可以

将第二级减速齿轮移向驱动车轮并靠近轮毂,作为轮边减速器.在后一种情况下

又有五种布置方案可供选择. 方案( :断开式驱动桥方案(二) 断开式驱动桥: 图3-3 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[2].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,它又总是与独立悬架相匹配,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

梁或车厢底板上,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独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.所以断开式驱动桥也称为"带有摆动半轴的驱动桥" . 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

低速载货汽车后驱动桥的设计

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.但是,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. 方案( : 方案(三) 多桥驱动的布置为了提高装载量和通过性, 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4×4,6×6,8×8 等驱动型式[2].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.相应这两种动力传递方式,多桥驱动汽车各驱动桥的布置型式分为非贯通式与贯通式. 前者为了把动力经分动器传给各驱动桥,需分别由分动器经各驱动桥自己专用的传动轴传递动力,这样不仅使传动轴的数量增多,且造成各驱动桥的零件特别是桥壳,半轴等主要零件不能通用.而对8×8 汽车来说,这种非贯通式驱动桥就更不适宜,也难与布置了. 为了解决上述问题,现代多桥驱动汽车都是采用贯通式驱动桥的布置型式. 在贯通式驱动桥的布置中,各桥的传动轴布置在同一纵向铅垂平面内,并且各驱动桥分别用自己的传动轴与分动器直接联接, 而是位于分动器前面的或后面的各相邻两桥的传动轴, 是串联布置的. 汽车前后两端的驱动桥(第一, 第四桥) 的动力,是经分动器并贯通中间桥(分别穿过第二,第三桥)而传递的.其优点是,不仅减少了传动轴的数量,而且提高了各驱动桥零件的相互通用性,并且简化了结构,减小了体积和质量.这对于汽车的设计(如汽车的变形) ,制造和维修,都带来方便.四桥驱动的越野汽车也可采用侧边式及混合式的布置. 经上述分析,考虑到所设计的轻型载货汽车的载重和各种要求,其价格要求要尽量低,故其生产成本应尽可能降低.另由于轻型载重汽车对驱动桥并无特殊要求,和路面要求并不高,故本设计采用普通非断开式驱动桥.

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4 具体设计说明

图4-1 螺旋锥齿轮与双曲面齿轮传动

(a)螺旋锥齿轮传动;(b)双曲面齿轮传动

采用双曲面齿轮.他的主,从动齿轮轴线不相交而呈空间交叉.其空间交叉角(即将一轴线平移,使之与另一轴线相交的交角)也都是采用90°.主动齿轮轴相对于从动齿轮轴有向上或向下的偏移,称为上偏置或下偏置.这个偏移量称为双

曲面齿轮的偏移距.当偏移距大到一定程度,可使一个齿轮轴从另一个齿轮轴旁通过.这样就能在每个齿轮的两边布置尺寸紧凑的支承.这对于增强支承刚度,保证齿轮正确啮合从而提高齿轮寿命大有好处.和螺旋锥齿轮由于齿轮的轴线相

交而使得主,从动齿轮的螺旋角相等的情况不同,双曲面齿轮的偏移距使得主动齿轮的螺旋角大于从动齿轮的螺旋角.因此,双曲面传动齿轮副的法向模数或法向周节虽相等,但端面模数或端面周节是不等的.主动齿轮的端面模数或端面周节是大于从动齿轮的. 这一情况就使得双曲面齿轮传动的主动齿轮比相应的螺旋锥齿轮传动的主动齿轮有更大的直径和更好的强度和刚度. 其增大的程度与偏移距的大小有关. 另外, 由于双曲面传动的主动齿轮的直径及螺旋角都较大, 所以相啮合齿轮的当量曲率半径较相应的螺旋锥齿轮当量曲率半径为大, 从而

使齿面间的接触应力降低.随偏移距的不同,双曲面齿轮与接触应力相当的螺旋锥齿轮比较,负荷可提高至175%.双曲面主动齿轮的螺旋角较大,则不产生根切的最少齿数可减少,所以可选用较少的齿数,这有力于大传动比传动.当要求传动比大而轮廓尺寸又有限时,采用双曲面齿轮更为合理.因为如果保持两种传动的主动齿轮直径一样,则双曲面从动齿轮的直径比螺旋锥齿轮的要小,这对于主减速比i0 ≥ 4.5 的传动有其优越性.对中等传动比,两种齿轮都能很好适应.由于双曲面主动齿轮螺旋角的增大, 还导致其进入啮合的平均齿数要比螺旋锥齿轮7

低速载货汽车后驱动桥的设计

相应的齿数多,因而双曲面齿轮传动比螺旋锥齿轮冲动工作更加平稳,无噪声, 强度也高.双曲面齿轮的偏移距还给汽车的总布置带来方便.

不涂漆

21 22 23 24 25 26 27 28 29 34

30 31 32 33 35

图4-5

采用组合式桥壳的单级主减速器

减速型式的选择与汽车的类型及使用条件有关,但它主要取决于由动力性,

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主减速器主动锥齿轮的支承型式及安装方法4.1.2 主减速器主动锥齿轮的支承型式及安装方法

图4-2 主动锥齿轮齿面受力图

在壳体结构及轴承型式已定的情况下, 主减速器主动齿轮的支承型式及安

置方法,对其支承刚度影响很大,这是齿轮能否正确捏合并具有较高使用寿命的因素之一.

图4-3 骑马式支承

1-调整垫圈;2-调整垫片

本设计采用骑马式支承(图4-3) .齿轮前,后两端的轴颈均以轴承支承. 骑马式支承使支承刚度大为增加,使齿轮在载荷作用下的变形大为减小,约减小到悬臂式1/30 以下. 而主动锥齿轮后轴承的径向负荷比悬臂式的要减小至1/5～1/7.齿轮承载能力较悬臂式可提高10%左右.此外,由于齿轮大端一侧前轴承及后轴承之间的距离很小,可以缩短主动锥齿轮轴的长度,使布置更紧凑,这有利于减小传动轴夹角及整车布置.骑马式支承的导向轴承(即齿轮小端一侧的轴承)都采用圆柱滚子式的,并且其内外圈可以分离,以利于拆装.为了进一步增强刚度,应尽可能地减小齿轮大端一侧两轴承间的距离,增大支承轴径,适当提9

低速载货汽车后驱动桥的设计

高轴承的配合的配合紧度. 主减速器从动锥齿轮的支承型式及安装4.1.3 主减速器从动锥齿轮的支承型式及安装方法

图4-4 主减速器从动锥齿轮的支承型式及安置办法

主减速器从动锥齿轮的支承刚度依轴承的型式, 支承间的距离和载荷在轴承之间的分布而定.两端支承多采用圆锥锥子轴承,安装时使它们的圆锥滚子大端相向朝内,而小端相背朝外. 为了防止从动齿轮在轴向载荷作用下的偏移,圆锥滚子轴承也应预紧.由于从动锥齿轮轴承是装在差速器壳上,尺寸较大,足以保证刚度.球面圆锥滚子轴承(图4-4(b) )具有自动调位的性能,对轴的歪斜的敏感性较小,这在主减速器从动齿轮轴承的尺寸大时极其重要. 4.1.4 主减速器的基本参数的选择及的选择及计算 4.1.4 主减速器的基本参数的选择及计算主减速比i0 ,驱动桥的离地间隙和计算载荷,是主减速器设计的原始数据. A. 主减速比i0 的确定主减速比对主减速器的结构型式,轮廓尺寸,质量大小以及当变速器处于最高档位时汽车的动力性和燃料经济性都有直接影响.i0 的选择应在汽车总体设计时和传动系的总传动比iT 一起由整车动力计算来确定.可利用在不同io 下的功率平衡图来研究i0 对汽车动力性的影响.通过优化设计,对发动机与传动系参数作

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最价匹配的方法来选择i0 值,可使汽车获得最佳的动力性和燃料经济性. 为了得到足够的功率储备而使最高车速稍有下降, i0 按下式计算[3]: i0 = (0.377～0.472) 式中: rr —车轮滚动半径,m;

i gh —变速器最高档传动比;

rr n p

ν a max i gh

(4 1)

ν a max —汽车最高车速;

n p —发动机最大转速i0 = (0.377～0.472) rr n p

ν a max i gh

= 0.443 ×

0.44 × 4000 = 6.67 23.61 × 4.95

根据所选定的主减速比io 值,确定主减速器的减速型式为单级.查表得汽车驱动桥的离地间隙为200mm. B.主减速齿轮计算载荷的计算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况下作用于主减

速器从动齿轮上的转矩( T je , T j )的较下者,作为载货汽车和越野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. 既:

T je = Te max TL K 0 η T / n i

[3]

(4 2) (4 3)

T j =

G2 rr η LB i LB

式中: Te max —发动机最大转矩, N m ;

低速载货汽车后驱动桥的设计

其正常持续转矩是根据所谓平均牵引力来确定的, 即主减速器从动齿轮的平均计算转矩T jm (Nm)为

[4]

T jm =

(G a + GT ) rr ( fR + fH + fP ) i LB η LB n

(4 4)

式中: Ga —汽车装载总重,N;

GT —所牵引的挂车满载总重,N,但仅用于牵引车; f R —道路滚动阻力系数;

f H —汽车正常使用时的平均爬坡能力系数; f P —汽车或汽车列车的性能系数.

fP = 0.195(G A + GT ) 1 16 100 Te max

(4 5)

当

0.195(Ga + GT ) > 16 时Te max

取fP = 0

T jm =

(Ga + GT ) rr (4000 + 0) (0.015 + 0.06 + 0) ( fR + fH + fP ) = i LB η LB n 6.67 × 0.9 × 1

=22 ( N m ) C.主减速齿轮基本参数的选择a.齿数的选择对于单级主减速器,当i0 较大时,则应尽量使主动齿轮的齿数z1 取得小些, 以得到满意的驱动桥

离地间隙.当i0 ≥ 6 时, z1 的最小值可取为5,但为了啮合平稳及提高疲劳强度, z1 最好大于5.取z1 = 6 , z 2 = 34 [5]. b.节圆半径的选择可根据从动锥齿轮的计算转矩(见式4-4,式4-5 并取两者中较小的一个为计算依据)按经验公式选出:

d 2 = K d2 3 T j

(4 6)

式中

d d —从动锥齿轮的节圆半径,mm; K d 2 —直径系数,取K d 2 = 13～16 ; T j —计算转矩, N m .

d 2 = K d 2 3 T j = 15 × 3 22 = 42mm

c.齿轮端面模数的选择

d 2 选定后可按式m = d 2 / z 2 算出从动齿轮大端端面模数,并用下式校核:

m = Km 3 Tj

(4 7 )

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式中

K m —模数系数.

m = d 2 / z 2 = 42 / 34 = 1.2

m = K m 3 T j = 0.4 × 3 22 = 1.2

d.齿面宽的选择汽车主减速器双曲面齿轮的从动齿轮齿面宽F (mm ) 为:

F = 0.155d 2 F = 0.155d 2 = 0.155 × 42 = 6.51(mm )

4.2 差速器的设计

(4 8)

4.2.1 差速器的结构型式[6] 差速器选用对称式圆锥行星齿轮差速器.其结

构原理如图(4-6)所示. 普通对称式圆锥行星齿轮差速器由差速器左,右壳,2 个

半轴齿轮,4 个行星齿轮,行星齿轮轴,半轴齿轮等组成.其工作原理如图所示. ω

0 为主减速器从动齿轮或差速器壳的角速度; ω1 , ω 2 分别为左右驱动车轮或差速器半轴齿轮的角速度; ω 3 为行星齿轮绕其轴的自转角速度.

图4-6

普通圆锥齿轮差速器的工作原理简图

当汽车在平坦路面上直线行驶时,差速器各零件之间无相对运动,则有

ω1 = ω 2 = ω 0 ω3 = 0

低速载货汽车后驱动桥的设计

这时,差速器壳经十字轴以力P 带动行星齿轮绕半轴齿轮中心作"公转"而

无自转( ω 3 = 0 ) .行星齿轮的轮齿以P / 2 的反作用力.对于对称式差速器来说, 两半轴齿轮的节圆半径r 相同,故传给左,右半轴的转矩均等于Pr/ 2 ,故汽车在

ω 2 正常转动.当然,若差速器工作时阻抗其中各零件相对运动的摩擦大,则扭

驱动桥差速器设计说明书

摘要汽车驱动桥是汽车的主要部件之一，其基本的功用是增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩，再将转矩分配给左右驱动车轮，并使左右驱动车轮具有汽车行驶运动所要求的差速功能。汽车差速器位于驱动桥内部，为满足汽车转弯时内外侧车轮或两驱动桥直接以不同角度旋转，并传递扭矩的需求，在传递扭矩时应能够根据行驶的环境自动分配扭矩，提高了汽车通过性。其质量，性能的好坏直接影响整车的安全性，经济性、舒适性、可靠性。随着汽车技术的成熟，轻型车的不断普及，人们根据差速器使用目的的不同，设计出多种类型差速器。与国外相比，我国的车用差速器开发设计不论在技术上，还是在成本控制上都存在不小的差距，尤其是目前兴起的三维软件设计方面，缺乏独立开发与创新能力，这样就造成设计手段落后，新产品上市周期慢，材料品质和工艺加工水平也存在很多弱点。本文认真地分析了国内外驱动桥中差速器设计的现状及发展趋势，在论述汽车驱动桥的基本原理和运行机理的基础上，提炼出了在差速器设计中应掌握的满足汽车行驶的平顺性和通过性、降噪技术的应用及零件的标准化、部件的通用化、产品的系列化等关键技术；阐述了汽车差速器的基本原理并进行了系统分析；根据经济、适用、舒适、安全可靠的设计原则和分析比较，确定了轻型车差速器总成及半轴的结构型式；轻型车差速器的结构设计强度计算运用了理论分析成果；最后运用CATIA软件对汽车差速器进行建模设计，提升了设计水平，缩短了开发周期，提高了产品质量，设计完全合理，达到了预期的目标。关键词：驱动桥；差速器；半轴；结构设计；

Automobile driving axle is one of the main components of cars, its basic function is increased by the transmission shaft or directly by coming from torque, again will torque distribution to drive wheels, and make about driving wheel has about vehicle movement required differential function. Auto differential drive to meet internal, located in car wheel or when turning inside and outside two axles directly with different point of view, and transfer the rotating torque transmission torque in demand, according to the environment should be driving torque, improve the automatic assignment car through sex. Its quality, performance will have a direct impact on the security of the vehicle, economy, comfort and reliability. As car technology maturity, the increasing popularity of small, people of different purposes according to differential, the design gives a variety of types differential. Compared with foreign countries, China's automotive differential development design whether in technology, or in the cost control there are large gap, especially at present the rise of 3d software design, lack of independent development and innovation ability, thus causing design means backward, new products listed cycle slow, materials quality and craft processing level also has many weaknesses. This paper conscientiously analyzes the differential drive axle design at home and abroad in the present situation and development trend of automobile driven axle, this basic principle and operation mechanism, carry on the basis of the differential practiced a meet the design should be mastered in smooth and automobile driving through sexual, noise reduction technology application and parts of standardization, parts of generalization, serialization of products, and other key technology; Expounds the basic principle and automotive differential system analysis; According to economic, applicable, comfortable, safe and reliable design principles and analysis comparison, determine the small differential assembly and half shaft structure type; Small differential structure design strength calculation using theoretical analysis results; Finally using CATIA software modeling design of automotive differential, promoted design level, shorten the development cycle, improve the product quality, design completely reasonable, can achieve the desired goals. Key words：Differential mechanism；Differential gear；Planetary gear；Semiaxis；

迈腾1.8T轿车转向驱动桥设计

摘要驱动桥的基本功用是将传动轴或变速器传来的转矩增大并适当降低转速后分配给左、右驱动车轮，其次驱动桥还要承受路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力，以及制动力和反作用力矩等。转向驱动桥在驱动桥的基础上增添了转向的功能，使汽车按照驾驶员的要求行驶。转向驱动桥组成包括主减速器、差速器、半轴、万向节、驱动桥桥壳等。驱动桥是汽车传动系中主要总成之一。驱动桥的设计是否合理直接关系到汽车使用性能的好坏，驱动桥是汽车中的重要部件，它承受着来自路面和悬架之间的一切力和力矩，是汽车中工作条件最恶劣的总成之一，如果设计不当会造成严重的后果。本文以驱动桥的传统设计方法为基础，详细研究了迈腾1.8T轿车的转向驱动桥的设计方法，提出了比较可行的设计思路。根据这一思路设计计算出数据并画出转向驱动桥的各零件图。同时我也查找了现有的迈腾1.8T轿车的驱动桥的结构原理，从样车对驱动桥的整体构造加深了解，结合最新有关驱动桥的信息和汽车设计书本上的知识来设计计算、绘制草图，然后运用AUTOCAD软件绘制总装配图，从而提了设计工作效率。关键词：汽车驱动桥主减速器差速器半轴

Abstract The basic function of the Drive Axle is increasing torque which is from drive shaft or transmission and reducing the speed ,then drive it to the left and right driving wheel; secondly drive axle still withstand the vertical force ,longitudinal force and transverse force between the road and bridge or the body frame ,and braking force , reaction torque ,etc. Steering Drive Axle adds the function of shift under the basic of the Drive Axle, so that the car can run according to the driver. Steering Drive Axle include the main drive component, Differential, half axel, universal, Drive Axle Housing, etc. Driving Axle is one of the main assemble of the automotive power train. Whether the design of the Driving Axle is reasonable or not, affect the use of the cars. Driving Axle is the important part of the cars, it withstands the all force and torque between the road and the suspension and its working condition is the worst in cars. If the design is not right it will cause serious consequences. On the base of the Driving Axle traditional design methods, study the Steering Drive Axle design methods of the Magotan 1.8T carefully and give the practical design methods in this paper. According to this idea and the design data I draw out the parts diagram of the Steering Drive Axle. At the same time I also find the existing Magotan 1.8T sedan Driving Axle structure principle, and better understand the overall structure from the sample car. Combined with the latest information of the Driving Axle and the book of Vehicle Design to design and calculation, draw sketches, and them draw the general assembly drawing with auto CAD software, which raised the rate of the design. Keywords: Automotive Driving Axle The Main Drive Component Differential Half Axel

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。通过此次毕业设计，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我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，所以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

不仅仅只对乘用车，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，不仅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。所以设计新型的驱动桥成为新的课题。目前我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，所以在加速转弯时，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。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。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

驱动桥壳设计

驱动桥壳设计驱动桥壳的主要功用是支撑汽车质量，并承受由车轮传来的路面的反力和反力矩，并经悬架传给车架（或车身）；它又是主减速器、差速器、半轴的装配基体驱动桥壳应满足如下设计要求： 1）应具有足够的强度和刚度，以保证主减速器齿轮啮合正常并不使半轴产生附加弯曲应力． 2）在保证强度和刚度的前提下，尽量减小质量以提高汽车行驶平顺性． 3）保证足够的离地间隙． 4）结构工艺性好，成本低． 5）保护装于其上的传动部件和防止泥水浸入． 6）拆装，调整，维修方便．一．驱动桥壳结构方案分析驱动桥壳大致可分为可分式、整体式和组合式三种形式。 1．可分式桥壳可分式桥壳(图5—29)由一个垂直接合面分为左右两部分，两部分通过螺栓联接成一体。每一部分均由一铸造壳体和一个压入其外端的半轴套管组成，轴管与壳体用铆钉连接。这种桥壳结构简单，制造工艺性好，主减速器支承刚度好。但拆装、调整、维修很不方便，桥壳的强度和刚度受结构的限制，曾用于轻型汽车上，现已较少使用。 2．整体式桥壳

整体式桥壳(图5—30) 的特点是整个桥壳是一根空心梁，桥壳和主减速器壳为两体。它具有强度和刚度较大，主减速器拆装、调整方便等优点。按制造工艺不同，整体式桥壳可分为铸造式(图5— 30a)、钢板冲压焊接式(图5 —30b)和扩张成形式三种。铸造式桥壳的强度和刚度较大，但质量大，加：上面多，制造工艺复杂，主要用于中、·重型货车上。钢板冲压焊接式和扩张成形式桥壳质量小，材料利用率高，制造成本低，适于大量生产，广泛应用于轿车和中、小型货车及部分重型货车上。 3)组合式桥壳组合式桥壳(图5—31)是将主减速器壳与部分桥壳铸为一体，而后用无缝钢管分别压入壳体两端，两者间用塞焊或销钉固定。它的优点是从动齿轮轴承的支承刚度较好，主减速器的装配、调整比可分式桥壳方便，然而要求有较高的加工精度，常用于轿车、轻型货车中。二．驱动桥壳强度计算

SUV乘用车驱动桥设计

SUV乘用车驱动桥设计 The Design of Drive Axle for SUV Passenger Car 摘要驱动桥的基本功用是将传动轴或变速器传来的转矩增大并适当降低转速后分配给左、右驱动车轮，其次驱动桥要承受路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力，以及制动力和反作用力矩等。转向驱动桥在驱动桥的基础上增添了转向的功能，使汽车按照驾驶员的要求行驶。转向驱动桥的组成包括主减速器、差速器、半轴、等速万向节和驱动桥壳。驱动桥是汽车传动系中主要总成之一。驱动桥的设计是否合理直接关系到汽车使用性能的好坏，驱动桥是汽车中的重要部件，它承受着来自路面和悬架之间的一切力和力矩，是汽车中工作条件最恶劣的总成之一，如果设计不当会造成严重的后果。本设计主要内容包括转向驱动桥各部件的设计、计算和校核，并且绘制了转向驱动桥的装配图，主减速器的从动齿轮、半轴齿轮和万向节等主要部件的零件图。关键词：驱动桥，主减速器，差速器，车轮传动装置，驱动桥壳

Abstract The basic function of the Drive Axle is increasing torque which is from drive shaft or transmission and reducing the speed ,then drive it to the left and right driving wheel; secondly Drive Axle still withstand the vertical force ,longitudinal force and transverse force between the road and bridge or the body frame ,and braking force , reaction torque ,etc. Steering Drive Axle adds the function of shift under the basic of the Drive Axle, so that the car can run according to the driver. Steering Drive Axle include the main drive component, Differential, Half Axel, universal, Drive Axle Housing, etc. Drive Axle is one of the main assemble of the automotive power train. Whether the design of the Drive Axle is reasonable or not, affect the use of the cars. Drive Axle is the important part of the cars, it withstands the all force and torque between the road and the suspension and its working condition is the worst in cars. If the design is not right it will cause serious consequences. This article mainly includes the various parts of the Steering Drive Axle’s design, computation and examination, While the use of CAD software to map out the Steering Drive Axle assembly drawing, the driven gear of the main gear box, gear half shaft, outer axle’s parts diagram, and make their drawings. CAD as a computer-aided design of high-end software, with its powerful assembly management, functional simulation, manufacturing, data management, and is widely used to make parts of the assembly to meet the requirements. Key words: Drive Axle ,Main gear box ,Differential ,Half Axel ,Drive Axle Shell

商用车驱动桥设计说明书

商用车驱动桥设计摘要驱动桥作为汽车四大总成之一，它的性能的好坏直接影响整车性能。当采用大功率发动机输出大的转矩以满足目前载重汽车的快速、重载的高效率的需要时，必须要搭配一个高效、可靠的驱动桥。本文参照传统驱动桥的设计参数；然后参考类似驱动桥的结构，确定出总体设计方案；最后对主，从动锥齿轮，差速器圆锥行星齿轮，半轴齿轮，全浮式半轴和整体式桥壳的强度进行校核以及对支撑轴承进行了寿命校核。本文还是采用传统的锥齿轮作为商用车的主减速器。关键词：商用车，驱动桥，主减速器，螺旋锥齿轮

THE DESIGNING OF BUSINESS AUTOMOBILE REAR DRIVE AXLES ABSTRACT Drive axle is one of automobile four important assemblies. Its performance directly influence on the entire automobile, especially for the heavy truck. When using the big power engine with the big driving torque to satisfy the need of high speed, heavy-loaded, high efficiency, high benefit. Today heavy truck must exploit the high driven efficiency single reduction final drive axle. Becoming the heavy traditional designing method of the drive axle: first, make up the main parts structure and the key designing parameters; then reference to the similar driving axle structure, decide the entire designing project; finally check the strength of the axle drive bevel pinion, bevel gear wheel, the differential planetary pinion, differential side gear, full-floating axle shaft and the banjo axle housing, and the life expection of carrier bearing. The designing takes spiral bevel gear as the gear type of business automobile’ final drive. KEY WORDS: business automobile, drive axle, final drive , spiral bevel gear

汽车设计课设驱动桥设计

汽车设计课程设计说明书题目：BJ130驱动桥部分设计验算与校核姓名：学号：专业名称：车辆工程指导教师：目录一、课程设计任务书 (1) 二、总体结构设计 (2) 三、主减速器部分设计 (2) 1、主减速器齿轮计算载荷的确定 (2) 2、锥齿轮主要参数选择 (4) 3、主减速器强度计算 (5) 四、差速器部分设计 (6) 1、差速器主参数选择 (6) 2、差速器齿轮强度计算 (7) 五、半轴部分设计 (8) 1、半轴计算转矩Tφ及杆部直径 (8) 2、受最大牵引力时强度计算 (9) 3、制动时强度计算 (9) 4、半轴花键计算 (9) 六、驱动桥壳设计 (10) 1、桥壳的静弯曲应力计算 (10) 2、在不平路面冲击载荷作用下的桥壳强度计算 (11) 3、汽车以最大牵引力行驶时的桥壳强度计算 (11) 4、汽车紧急制动时的桥壳强度计算 (12)

5、汽车受最大侧向力时的桥壳强度计算 (12) 七、参考书目 (14) 八、课程设计感想 (15)

一、课程设计任务书 1、题目《BJ130驱动桥部分设计验算与校核》 2、设计内容及要求（1）主减速器部分包括：主减速器齿轮的受载情况；锥齿轮主要参数选择；主减速器强度计算；齿轮的弯曲强度、接触强度计算。（2）差速器：齿轮的主要参数；差速器齿轮强度的校核；行星齿轮齿数和半轴齿轮齿数的确定。（3）半轴部分强度计算：当受最大牵引力时的强度；制动时强度计算。（4）驱动桥强度计算：①桥壳的静弯曲应力 ②不平路载下的桥壳强度 ③最大牵引力时的桥壳强度 ④紧急制动时的桥壳强度 ⑤最大侧向力时的桥壳强度 3、主要技术参数轴距L=2800mm 轴荷分配：满载时前后轴载1340/2735(kg) 发动机最大功率：80ps n：3800-4000n/min 发动机最大转矩17.5kg﹒m n：2200-2500n/min 传动比：i1=7.00； i0=5.833 轮毂总成和制动器总成的总重：g k=274kg

奥迪驱动桥毕业设计

奥迪A4L汽车驱动桥的结构设计学院机械与车辆学院专业：姓名：指导老师：车辆工程吴伟铭学号：职称： 090403011005 郭新民教授中国·珠海二○一三年五月

诚信承诺书本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计《奥迪A4L汽车驱动桥的结构设计》是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。本人签名：日期：年月日

奥迪A4L汽车驱动桥的结构设计摘要汽车驱动桥的功用就是将万向传动装置输入的发动机动力进行传递，从而实现降低速度，增大转矩的目的。在改变动力传递方向后，将动力分配到左,右两个驱动轮。使汽车能够正常速度行驶，同时允许左右车轮以不同的转速旋转。驱动桥由主减速器，差速器，半轴，万向传动装置等组成。目前，发动机前横置前轮驱动形式的传动系统已经广泛应用于很多轿车当中，由于在这样的系统当中的变速器，主减速器和差速器组成一个整体，省去了传动轴，同时也缩短了传动路线，提高了传动系统中的机械效率。在这样的一体式传动中，它可以同时完成变速，差速和驱动车轮的功能。这种结构被称为变速驱动桥。并且由于驱动的是转向轮，所以也被称为转向驱动桥。此种驱动桥不仅结构紧凑，也减轻了传动系统的质量。关键词：主减速器；差速器；万向节；半轴；结构设计。

Structure design of the Audi A4L automotive drive axle Abstract Function of automotive driving axle is the universal gear entered the engine power delivery, to achieve lower speed, increase the torque of purpose. After changing the direction of power transmission, assigned to the left and right two drive wheels.Normal speed of the vehicle, while allowing for left and right wheels to rotate different rotational speeds.Drive axle final drive, differential, axle shaft, universal joints and other components.At present, the engine front transverse front wheel drive transmission system has been widely applied to many cars, due to such systems of transmission, final drive and differential form a whole, eliminating the drive shaft, but also shorten the transmission route, increases mechanical efficiency of the transmission system.In one drive, it can be completed at variable speed, differential and drive the wheels feature.This structure is referred to as variable-speed transaxle.And because the driver is steering wheel, also known as steering axle.This axle is not only compact and greatly reduced the quality of the transmission system. Keywords: final drive;Differ ential;Universal joints;Half shaft;Structural design.

汽车驱动桥的基本结构及发展方向

万方数据

重型汽车驱动桥的基本结构及发展方向作者：高志刚作者单位：河北省张北县交通局,076450 刊名：科学与财富英文刊名：SCIENCES & WEALTH 年，卷(期)：2010，(8) 被引用次数：0次相似文献(10条) 1.期刊论文刘永辉.朱小波重型汽车驱动桥的基本结构及发展方向-科技经济市场2006(8) 全面阐述了重型汽车驱动桥的基本结构及发展趋势. 2.期刊论文金荣植新型重型汽车驱动桥锥齿轮材料17Cr2Mn2TiH钢-汽车工艺与材料2008(9) 对采用我国新研制的17Cr2Mn2TiH钢生产的重型汽车驱动桥圆锥齿轮进行了台架寿命试验,结果表明,该齿轮完全可以达到重型汽车驱动桥齿轮的相关技术要求.同时,采用17Cr2Mn2TiH钢替代含Ni较高的17CrNiM06H、20CrNi3H等钢,不仅大大降低了齿轮钢材成本,而且热处理工艺简单.因此可以大大降低其制造成本.这是目前我国重型汽车驱动桥齿轮行业摆脱制造成本过高的一种很好尝试. 3.会议论文严欣贤.周跃良.白志成重型汽车主减速器疲劳寿命试验扭矩的确定研究2005 本文通过对重型汽车驱动桥的疲劳寿命试验方法的研究,在指出传统等幅加载方法不足的的基础上,根据汽车齿轮的疲劳寿命与应力的关系曲线重新确定了重型车驱动桥疲劳寿命试验方法,其它类型的车辆的驱动桥疲劳台架试验可参考该方法确定驱动桥的疲劳试验载荷. 4.期刊论文严伯昌重型汽车驱动桥总成的检修-工程机械与维修2007(11) 重型汽车驱动桥总成主要由驱动桥壳体、主减速器总成(含差速器)、轮边减速器总成、制动钳以及全浮式左右半轴等部分组成.任何壳体类零件出现微小裂纹或壳体轻微变形均可导致零件间相对位置精度及齿轮间的啮合关系发生改变,从而降低驱动桥的作业效率和使用寿命,影响整机的使用性能和作业能力.因此应做好以下几个部件的检修. 5.期刊论文金荣植重型汽车驱动桥齿轮材料与工艺对疲劳性能影响的探讨-汽车工艺与材料2009(11) 对于重型汽车驱动桥齿轮一般需进行疲劳性能考核.试验方法是将被考核齿轮以总成形式安装在总成试验台上,使其在与实际工作条件接近一致的情况下运行. 6.学位论文李欣重型货车驱动桥桥壳结构分析及其轻量化研究2006 驱动桥桥壳是汽车上重要的承载件和传力件，作为具有广泛应用市场的非断开式驱动桥的桥壳不仅支承汽车重量，将载荷传递给车轮，而且还承受由驱动车轮传递过来的牵引力、制动力、侧向力、垂向力的反力以及反力矩，并经悬架传给车架或车身。并且在汽车行驶过程中，由于道路条件的千变万化，桥壳受到车轮与地面间产生的冲击载荷的影响，可能引起桥壳变形或折断。因此，驱动桥壳应具有足够的强度、刚度和良好的动态特性，合理地设计驱动桥壳也是提高汽车平顺性的重要措施。随着公路状况的改善，特别是高速公路的迅猛发展，重型汽车使用条件对汽车通过性的要求降低，由于与带轮边减速器的驱动桥相比，单级减速驱动桥机械传动效率提高，易损件减少，可靠性增加，结构简单。因此，未来重型车车桥将由典型的斯太尔双级减速驱动桥向单级桥方向发展。本文正是以新型的10T级的单级减速驱动桥的桥壳为研究对象。本文的重点是：以有限元静态分析、动态分析及机械结构优化设计理论为基础，将CAD软件UG和有限元分析软件ANSYS结合起来，完成了从驱动桥壳三维建模到有限元分析的整个过程，得出了驱动桥壳在四种典型工况下的应力分布和变形结果及它在自由约束状态的前16阶固有频率和振型，计算证明，该桥壳满足强度要求，可以认为它在汽车各种行驶条件下是可靠的，并且不会引起共振。在此基础上，应用ANSYS的优化模块对其进行结构优化，优化结果表明，桥壳质量有了明显的减少，最大等效应力接近许用应力，大大提高了材料的利用率，且应力分布更加合理。其中，本文总结了使用以上软件建立模型及有关分析和优化工况的规范化步骤，以达到提高工作效率的目的，得到了有益于工程实际的结论。研究结果表明，利用CAD建模技术和CAE分析技术可以显著提高汽车驱动桥桥壳的设计水平、缩短设计周期、降低开发成本并提高产品竞争力。该方法具有普遍性，可以为其他类型的驱动桥桥壳的设计和分析提供借鉴和参考。 7.期刊论文赵娜.李静.ZHAO Na.LI Jing新型独立悬架断开式重型驱动桥-农业装备与车辆工程2009(12) 自行设计的独立悬架断开式重型驱动桥由主减速器、差速器、半轴、油气弹簧、上下摆臂和桥壳等组成.其应用提高了重型汽车的动力性、平顺性和通过性. 8.期刊论文范翠玲.牟均发.Fan Cuiling.Mou Junfa TL3400系列非公路用自卸车-工程机械2007,38(10) TL3400系列非公路用自卸车是陕西同力重工有限公司在吸收国内外重型汽车、工程机械先进技术基础上,历时近三年研发成功的具有自主知识产权、适应于多种特定用途的经济适用型非公路运输车辆.为土方运输和各种露天矿剥岩、矿石运输提供了经济、高效、低耗的运输设备.介绍TL3400系列非公路自卸车的主要技术指标,结构及特点.该车具有适应重载工况而特殊设计的悬挂系统、16t级加强型宽体工程驱动桥、14.00-20型宽大工程轮胎,使得该车具有超强的承载能力,同时提供了超强的附着能力,保证了车辆的制动稳定性和良好的通过性,采用了大速比工程驱动桥,其输出转矩比同功率公路车大30%以上,爬坡能力强劲,重载起步顺畅.转向系统采用了机械式液压内助力加外助力的结构,保证重型车转向操纵的轻便性和准确性. 9.期刊论文杨金文.YANG Jin-wen冲焊式153载重汽车驱动后桥壳加工工艺的改进-机械工程师2009(7) 153载重汽车驱动桥是重型汽车选用较广的驱动后桥,而冲焊桥壳具有外观好、重量轻、清洁度高、故障率低等优点.文中介绍了改善桥壳外观、提高焊接质量、减少生产过程中的桥壳变形、提高桥壳加工精度的工艺改进. 10.期刊论文王元荪重型汽车专利摘编(六)-重型汽车2005(6) 专利名称:一种铸态高屈服强度球墨铸铁材料专利申请号:200310114496.7 公开号:CN1554793 申请人:中国重型汽车集团有限公司本发明属于铸造材料的技术领域,特别涉及一种铸态高屈服强度球墨铸铁材料.用于重型汽车大吨位、高牵引力的驱动桥差速器壳.本发明的球墨铸铁材料,其化学成分的重量百分比为,C:3.5～ 3.8%,Si:2.0～2.5%,Mn:0.4～0.6%,Cu:0.5～0.7%,Mo:0.25～0.35%,Ni:0.3～0.5%,P≤0.06%,S≤0.03%,Ti≤0.05%,Cr≤0.1%,余量为Fe. 本文链接：https://www.wendangku.net/doc/8d14169579.html,/Periodical_kxycf201008018.aspx

汽车驱动桥设计

汽车驱动桥设计 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

车辆工程专业课程设计学院机电工程学院班级 12级车辆工程姓名黄扬显学号成绩指导老师卢隆辉设计课题某型轻型货车驱动桥设计 2015 年 11 月 15 日整车性能参数（已知）驱动形式： 6×2后轮轴距： 3800mm 轮距前/后： 1750/1586mm 整备质量 4310kg 额定载质量： 5000kg 空载时前轴分配轴荷45%，满载时前轴分配轴荷26% 前悬/后悬： 1270/1915mm 最高车速： 110km/h 最大爬坡度： 35% 长宽高： 6985 、2330、 2350 发动机型号： YC4E140—20 最大功率： 3000rmp 最大转矩： 380N·m/1200～1400mm 变速器传动比：倒档传动比：轮胎规格：—20 离地间隙： >280mm

1总体设计驱动桥处于动力传动系的末端，其基本功能是增大由传动轴或变速器传来的转矩,并将动力合理地分配给左、右驱动轮，另外还承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力力和横向力。驱动桥一般由主减速器、差速器、车轮传动装置和驱动桥壳等组成。驱动桥设计应当满足如下基本要求： 1)所选择的主减速比应能保证汽车具有最佳的动力性和燃料经济性。 2)外形尺寸要小，保证有必要的离地间隙。 3)齿轮及其它传动件工作平稳，噪声小。 4)在各种转速和载荷下具有高的传动效率。

5)在保证足够的强度、刚度条件下，应力求质量小，尤其是簧下质量应尽量小，以改善汽车平顺性。 6)与悬架导向机构运动协调，对于转向驱动桥，还应与转向机构运动协调。 7)结构简单，加工工艺性好，制造容易，拆装，调整方便。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。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，通常把两级减速器齿轮放在一个主减速器壳体内，也可以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，可以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。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。 2 主减速器设计主减速器是汽车传动系中减小转速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齿数少的锥齿轮带动齿数多的锥齿轮。对发动机纵置的汽车，其主减速器还利用锥齿轮传动以改变动力方向。由于汽车在各种道路上行使时，其驱动轮上要求必须具有一定的驱动力矩和转速，在动力向左右驱动轮分流的差速器之前设置一个主减速器后，便可使主减速器前面

转向驱动桥主减速器设计_需要修改

8 转向驱动桥主减速器设计 8.1 主减速器的结构形式 8.1.1 确定主减速器传动比0i 在汽车总体设计时，就可以确定主减速比0i 、载荷和最小离地间隙。主减速比对主减速器的结构型式、轮廓尺寸、质量大小以及当变速器处于最高档位时汽车的动力性和燃料经济性都有直接影响。本设计中，主传动比是已知确定的，其值111.40 i 。 8.1.2 确定主减速器型式主减速器的结构形式较多，有单级、双级、双速、轮边减速器等。单级主减速器具有简单简单，质量小，容易制造，结构紧凑，成本低和效率高等优点，广泛应用于传动比小于7的中、小型汽车上。由已知，0i =4.44＜7，故而采用单级主减速器。如图8.1所示。图8.1 中央单级主减速器 8.1.3 主减速器的齿轮类型主减速器的齿轮有弧齿锥齿轮，准双曲面齿轮，圆柱齿轮等形式。准双曲面齿轮的小轮轴线相对于大轮轴线不相交也不平行，有下偏移和上偏移两种。这种结构可以使整车质心降低，提高了行车的稳定性。在工作中，准双曲面齿轮运转更加平稳，噪声较低，承裁能力高，其广泛应用于乘用车、轻型货车上。所以，本设计选用准双曲面齿轮传动。

1—螺母; 2—后桥凸缘; 3—油封; 4—前轴承; 5—主动锥齿轮调整垫片; 6—隔套; 7—垫片; 8—位置调整垫片; 9—后轴承;10—主动锥齿轮图8..2 主动锥齿轮及调整装置零件图 8.1.4 主减速器主，从动锥齿轮的支承形式图8.3 主动锥齿轮悬臂式支承图8.4 主动锥齿轮跨置式图8.5 从动锥齿轮支撑形式主动锥齿轮的支承形式可分为悬臂式支承和跨置式支承两种。乘用车常采用结构简单、质量较小、成本较低的悬臂式，跨置式支承较悬臂式承载能力可提高10%左右（如图示），但结构较复杂，所以本设计采用悬臂式支承结构（如图2-3