学校代码： 10128
学号：201320306017
学年论文
题目：中型货车驱动桥设计
学生：徐文超
学院：能源与动力工程学院
班级：车辆工程13-1
指导教师：占峰老师
2017年 1 月 11日
摘要：
货车驱动桥的设计
摘要：汽车后桥作为整车的一个关键部件，其产品的质量和结构形式对整车对整车的安全使用性能影响是非常大的，而且随着我们对汽车安全和使用性能的不断重视，我们必须对驱动桥进行有效地优化设计，本设计参照传统的驱动桥设计方式，进行了轻型货车驱动桥的设计。
关键词：驱动桥；后桥；货车
目录
摘要 (1)
关键词 (1)
1 前言 (1)
1.1 课题背景及目的 (1)
1.2 研究现状及发展趋势 (2)
1.3 课题研究方法 (2)
1.4 论文研究容 (3)
2 驱动桥总体设计 (3)
2.1 设计目标 (3)
2.2 驱动桥的结构方案 (4)
3 主减速器的设计 (5)
3.1 主减速器的结构形式的选择 (5)
3.1.1 主减速器的减速形式 (5)
3.1.2主减速器的齿轮类型 (6)
3.1.3主减速器锥齿轮的支撑形式及安置方法 (6)
3.2 主减速器的基本参数选择与设计计算 (7)
3.2.1 主减速齿轮计算载荷的确定 (7)
3.2.2 主减速器齿轮基本参数的选择 (9)
3.3 双曲面齿轮的几何尺寸计算 (10)
3.4 主减速器双曲面齿轮的强度计算 (12)
3.4.1 单位齿长上的圆周力 (12)
3.4.2 轮齿的弯曲强度计算 (13)
3.4.3 轮齿的接触强度计算 (14)
3.5 主减速器锥齿轮轴承的载荷计算 (15)
3.5.1 锥齿轮齿面上的作用力 (15)
3.5.2 锥齿轮的轴向力和径向力 (16)
3.5.3 锥齿轮轴承的载荷 (17)
3.6 主减速器齿轮的材料及热处理 (20)
3.7 主减速器的润滑 (21)
4 差速器设计与计算 (22)
4.1 差速器类型的选择 (22)
4.2 差速器齿轮的基本参素数选择 (23)
4.2.1 行星齿轮数目的选择 (23)
4.2.2 行星齿轮球面半径的确定 (23)
4.2.3 行星齿轮与半轴齿轮齿数的选择 (23)
4.2.4 差速器圆锥齿轮模数及半轴齿轮节圆直径的初步确定 (24)
4.2.5 压力角 (24)
4.2.6 行星齿轮安装孔直径及其深度的确定 (25)
4.3 差速器齿轮的几何参数计算 (25)
4.4 差速器齿轮与强度计算 (27)
5 结论 (27)
6参考文献 (27)
1前言
1.1课题背景及目的
随着汽车工业的发展和汽车技术的提高，驱动桥的设计和制造工艺都在日益完善。驱动桥和其他汽车总成一样，除了广泛采用新技术外，在结构设计中日益朝着“零件标准化、部件通用化、产品系列化”的方向发展及生产组织专业化目标前进。应采用能以几种典型的零部件，以不同方案组合的设计方法和生产方式达到驱动桥产品的系列化或变形的目的，或力求做到将某一类型的驱动桥以更多或增减不多的零件，用到不同的性能、不同吨位、不同用途并由单桥驱动到多桥驱动的许多变形汽车上。
本设计要求根据载货汽车在一定的程度上有货车的较好载货性能，行驶围广的特点，要求驱动桥在保证日常使用基本要求的同时极力强调其对恶劣路况的适应力。驱动桥是汽车最重要的系统之一，是为汽车传输和分配动力所设计的。通过本课题设计，使我们对所学过的基础理论和专业知识进行一次全面的，系统的回顾和总结，提高我们独立思考能力和团结协作的工作作风。
1.2 研究现状和发展趋势
随着汽车向采用大功率发动机和轻量化方向发展以及路面条件的改善,近年来主减速比有减小的趋势,以满足高速行驶的要求。
为减小驱动轮的外廓尺寸,目前主减速器中基本不用直齿圆锥齿轮。实践和理论分析证明，螺旋锥齿轮不发生根切的最小齿数比直齿齿轮的最小齿数少。显然采用螺旋锥齿轮在同样传动比下，主减速器的结构就比较紧凑。此外，它还具有运转平稳、噪声较小等优点。因而在汽车上曾获得广泛的应用。近年来，准双曲面齿轮在广泛应用到轿车的基础上，愈来愈多的在中型、重型货车上得到采用。
在现代汽车发展中，对主减速器的要求除了扭矩传输能力、机械效率和重量指标外，它的噪声性能已成为关键性的指标。噪声源主要来自主、被动齿轮。噪声的强弱基本上取决于齿轮的加工方法。区别于常规的加工方法，采用磨齿工艺，采用适当的磨削方法可以消除在热处理中产生的变形。因此，与常规加工方法相比，磨齿工艺可获得很高的精度和很好的重复性。
汽车在行驶过程中的使用条件是千变万化的。为了扩大汽车对这些不同使用条件的适应围，在某些中型车辆上有时将主减速器做成双速的，它既可以得到大的主减速比又可得到所谓多档高速，以提高汽车在不同使用条件下的动力性和燃料经济性。
1.3 课题研究方法
本设计的驱动桥在结构上比较特殊，所以首先我会通过到汽修厂或者4S店找到自己想要设计的驱动桥结构，其次我会通过上网查阅资料和利用图书馆的图书资源来进行一些数据的计算，在设计过程中有不懂的也会请教指导老师，在老师的指导下完成本次的设计。
1.4 论文研究容
研究容：国外载货汽车驱动桥的研究资料论述、驱动桥结构方案选择、主减速器设计计算、差速器设计计算。
2驱动桥总体设计
2.1设计目标
驱动桥是汽车传动系的主要组成部分。汽车的驱动桥处于传动系的末端，其基本功用是增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩，将转矩分配给左、右驱动轮，并使左、右驱动车轮具有汽车行驶运动学所要求的差速功能；同时，驱动桥还要承受作用于路面和车架或车厢的铅垂力、纵向力和横向力。它要保证当变速器处于最高挡时，在良好的路面上有足够的牵引力以克服行驶阻力和获得汽车最大的速度，这主要取决于驱动桥的传动比。虽然在汽车的整体设计时，从整车性能出发决定驱动桥的传动比，但是用什么形式的驱动桥、什么结构的主减速器和差速器等在驱动桥设计中要具体考虑。决大多数的发动机在汽车上是纵置的，为了使扭矩传给车轮，驱动桥必须改变扭矩的方向，同时根据车辆的具体要求解决左右扭矩的分配。整体式驱动桥一方面需要承担汽车的载荷；另一方面车轮上的作用力以及传递扭矩所产生的作用力矩都要由驱动桥承担，所以驱动桥的零件必须具有足够的强度和刚度，以保证机件的可靠工作。驱动桥还必须满足通过性和平顺性的要求。
在一般的汽车结构中，驱动桥包括主减速器、差速器、驱动车轮的传动装置和桥壳等组成。它们应具有足够的强度和寿命、良好的工艺、合适的材料和热处理等。对零件应进行良好的润滑并减少系统的振动和噪音等[1]。
驱动桥的结构型式虽然可以各不相同，但在使用中对它们的基本要求却是一致的，其基本要求可以归纳为：
（1）所选择的主减速比能满足车在给定使用条件下有最佳动力性和燃油经济性。
（2）差速器在保证左、右驱动车轮能以汽车运动学所要求的差速滚动外并能将转矩平稳而连续不断（无脉动）地传递给左、右驱动车轮。
（3）当左右驱动车轮与地面的附着系数不同时，应能充分利用汽车的牵引力。
（4）能承受和传递路面和车架式车厢的铅垂力、纵向力和横向力以及驱动时的反作用力矩和制动时的制动力矩。
（5）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，从而改善汽车的平顺性。
（6）轮廓尺寸不大以便于汽车的总体布并与所要求的驱动桥离地间隙相适应。
（7）齿轮与其他传动机件工作平稳，无噪声。
（8）驱动桥总成及零部件的设计应能满足零件的标准化，部件的通用化和产品的系列化及汽车变型的要求。
2.2 驱动桥的结构方案
驱动桥的总成的结构型式，按其总体布置来说有三种：普通的非断开式驱动桥、带有摆动半轴的非断开式驱动桥合和断开式驱动桥[5]。
驱动桥的结构形式与驱动车轮的悬架形式密切相关。当车轮采用非独立悬架时，驱动桥应为非断开式（或称为整体式），即驱动桥是一根连接左右驱动车轮的刚性空心梁，而主减速器、差速器及车轮传动装置（由左、右半轴组成）都装在它里面。当采用独立悬架时，为保证运动协调，驱动桥应为断开式。这种驱动桥无刚性的整体外壳，主减速器及其壳体装在车架或车身上，两侧驱动车轮则与车架或车身作弹性联系，并可彼此独立地分别相对于车架或车身作上下摆动，车轮传动装置采用万向传动机构。为了防止运动干涉，应采用花键轴或一种允许两轴能有适量轴向移动的万向传动机构。
非断开式驱动桥的桥壳是一跟支承在左右驱动车论上的刚性空心梁，而主减速器、差速器及半轴等传动机件都装在其中。这时，整个驱动桥和驱动车轮的质量以及传动轴的部分质量都是属于汽车的非悬挂质量，使汽车的非悬挂质量较大，这是普通非断开式驱动桥的一个缺点。整个驱动桥通过弹性悬架与车架连接。非断开式驱动桥的整个驱动桥和驱动车轮的质量以及传动轴的部分质量都是属于汽车的非悬挂质量。因此，在汽车的平顺性、操纵稳定性和通过性等方面不如断开式驱动桥。但是断开式驱动桥结构简单、制造工艺性好、成本低、工作可靠、维修调整容易，因而广泛用在各种载货汽车、客车及多数的越野汽车和部分轿车上。
1—主减速器 2—套筒 3—差速器 4、7—半轴 5—调整螺母
6—调整垫片 8—桥壳
图.1 非断开式驱动桥
非断开式驱动桥结构简单，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。现代驱动桥主要由主减速器、差速器、车轮传动装置和驱动桥壳等组成。其结构图如1所示：
3主减速器的设计
3.1主减速器的结构形式的选择
3.1.1主减速器的减速形式
单级主减速器：由于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
<7.6的各种中、小型汽车上。根据该轻型载货汽车的廉的优点，广泛用在主减速比i
的载荷小，主传动比〈7.6的特点，采用单级主减速器优势突出。
3.1.2 主减速器的齿轮类型
螺旋锥齿轮双曲面齿轮圆柱齿轮传动蜗杆传动
图2 主减速器的几种齿轮类型
在现代汽车驱动桥上，主减速器采用得最广泛的是螺旋锥齿轮和双曲面齿轮。双曲面齿轮其主、从动齿轮轴线不相交而呈空间交叉。其空间交叉角也都是采用90o。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时，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凄的支承。这对于增强支承刚度、保证轮齿正确啮合从而提高齿轮寿命大有好处。双曲面齿轮的偏移距使得其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，这有利于大传动比传动。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≥4.5的传动有其优越性。当传动比小于2时，双曲面主动齿轮相对于螺旋锥齿轮主i
动齿轮就显得过大，这时选用螺旋锥齿轮更合理，因为后者具有较大的差速器可利用空间。
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相应的齿数多，因而双曲面齿轮传动比螺旋锥齿轮传动工作得更加平稳、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[1]。
中型载货汽车的传动比大于5，且对离地间隙有较高的要求，鉴于上述双曲面齿轮具有的特点，选择双曲面齿轮的主减速器。这种主减速器由一对圆锥齿轮、一对圆柱齿轮或由蜗轮蜗杆组成，零件结构如3所示．
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3 主动锥齿轮及调整装置零件图
3.1.3 主减速器锥齿轮的支撑形式及安置方法
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，这是齿轮能否正确啮合并具有较高使用寿命的重要因素之一。
现在汽车主减速器主动锥齿轮的支承型式有悬臂式、骑马式两种。装载质量为2t 以上的汽车主减速器主动齿轮都是采用骑马式支承。但是骑马式支承增加了导向轴承支座，是主减速器结构复杂，成本提高。轿车和装载质量小于2t的货车，常采用结构简单、质量较小、成本较低的悬臂式结构。在这里采用悬臂式结构合理。
图4 悬臂式支承
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支承之间的分布而定。为了增加支承刚度，支承间的距离应尽可能缩小。两端支承多采用圆锥滚子
轴承，安装时应使他们的圆锥滚子的大端相向朝，小端相背朝外。
3.2 主减速器的基本参数选择与设计计算
3.2.1 主减速齿轮计算载荷的确定
按以下三种工况进行从动齿轮的转矩计算
（1）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 jh )的较小者，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，即：
n k i i i T T d f e je /0.1max η==6221 N·m （1）
m
m r
jh i r m G T ???=η?'
22=12112 N·m （2）
式中：
T emax ——发动机量大转矩，N·m；300 N·m i 1——变速器最低档传动比i 1=7.31 i 0—— 主减速比i 0= 6.333
η——上述传动部分的效率，取T η=0.9
'2m ——负荷转移系数1.3
K d ——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 d =1
n ——该车的驱动桥数目取1
G 2——汽车满载时一个驱动桥给水平地面的最大负荷，N ；对后桥来说还应考虑到
汽车加速时的负荷增大量；32550 N
?——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；对
越野汽车取?=1.0；对于安装专门的肪滑宽轮胎的高级轿车取?=1.25；货车为一般公路用车取?=0.85；此车?取0.85
r r ——车轮的滚动半径，m ；0.394m
m η，im ——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)。该车无轮边减速器，故m η=97%，m i =1;
故T c =6221 N·m
（2）上面求得的计算载荷，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T jm (N·m)为：
)()(P H R LB LB r
T a jm f f f n
i r G G T ++???+=
η[5] （3）
=2101.5 N·m
式中：
G a ——汽车满载总重，N ；取60000N
G T ——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，计算时轿车取f R ＝0.010～0.015；载货汽车取0.015～
0.020；越野汽车取0.020～0.035；该车取0.015
f H ——汽车正常使用时的平均爬坡能力系数。通常，轿车取0.08；载货汽车和城市
公共汽车取0.05～0.09；长途公共汽车取0.06～0.10，越野汽车取0.09～0.30。该车取0.07; f P ——汽车或汽车列车的性能系数：
]/)(195.016[015.0max e T a P T G G f +?-?==-6.6
由于f P 计算为负，取0值。则f P =0
注意：当计算主减速器主动齿轮时，应将各式分别除以该齿轮的减速比及传动效率。 （3）主动锥齿轮的转矩计算[5]
T z=T C / i 0
T η=6221 /0.95? 5.3=1235.55 N·m
（4）
T z ’
=T jm / i 0
T
η=2101.5/0.95? 5.3=417.38N·m
（5） 式中：
T c ，T jm ——计算转矩，N·m。按最低档传动比时T c ＝6221N·m，按从动齿轮的平均
计算转矩T jm ＝2101.5N·m
i 0 ——主减速比6.333；
T η——上述传动部分的效率，取T η=95%； 3.2.2 主减速器齿轮基本参数的选择
（1）齿数的选择。对于单级主减速器，当i 0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。当i 0≥6时，z 1的最小值可取为5，但为了啮合平稳及提高疲劳强度，Z 1最好大于5。当i 0较小(如i 0=3.5～5)时，引可取为7～12，但这时常常会因主、从动齿轮齿数太多、尺寸太大而不能保证所要求的桥下离地间隙。为了磨合均匀，主、从动齿轮的齿数z 1，z 2之间应避免有公约数；为了得到理想的齿面重叠系数，其齿数之和对于载货汽车应不少于40，对于轿车应不少于50。
本车的主减速比为5.3，主减速比较小，参考文献[5]表3-10、3-13后选用Z 1=8，Z 2=35；实际主减速比为4.4；Z 1+Z 2=43>40符合要求。
（2）节圆直径和端面模数的选择。可根据文献[1]推荐的从动锥齿轮的计算转矩中取较小值按经验公式选出：
322c d T K d ?=
（6）
2d =（13.0～16.0（239.09～294.27）mm
式中：
d 2——从动锥齿轮的节圆直径，mm ； K d2——直径系数，K d2=13.0～16.0； T c ——计算转矩，N·m; 6221 N·m
初选2D =260mm 则齿轮端面模数m =2D /2
z =260/35=7.43mm
2D =m 2z =35?7.43=260.05mm
（3）齿面宽的选择。汽车主减速器螺旋锥齿轮与双曲面齿轮的从动齿轮齿面宽B(mm)推荐为[10]：
B=0.155d 2 （7） =0.155?260.5＝38.09mm 式中：
d 2——从动齿轮节圆直径，260.05mm 。
小锥齿轮的齿面宽一般要比大锥齿轮的大10%,故取41.90mm 。
（4）双曲面齿轮的偏移距E 。轿车、轻型客车和轻型载货汽车主减速器的E 值，不应超过从动齿轮节锥距A 0的40%(接近于从动齿轮节圆直径d 2的20%)；而载货汽车、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A 0的20%（或取E 值为d ：的10%～12%，且一般不超过12%）。传动比愈大则正也应愈大，大传动比的双曲面齿轮传动，偏移距E 可达从动齿轮节圆直径d 2的20％～30％。但当E 大干d 2的20％时，应检查是否存在根切[5]。该车属轻负荷传动，故取E 为30mm 。
（5）双曲面齿轮的偏移方向与螺旋锥齿轮与双曲面齿轮的螺旋方向。它是这样规定的，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[1]。 该车取下偏移主动齿轮为左旋，从动齿轮为右旋。
（7）齿轮法向压力角的选择。格里森制规定轿车主减速器螺旋锥齿轮选用14°30′，或16°的法向压力角；载货汽车和重型汽车则应分别选用20°、22°30′
的法向压力角。对于双曲面齿轮，由于其主动齿轮轮齿两侧的法向压力角不等，因此应按平均压力角考虑，载货汽车选用22°30′的平均压力角，轿车选用19°的平均压力≥8时，其平均压力角均选用21°15′[1]。
角。当z
l
该轿车取齿轮法向压力角为20°
3.3 双曲面齿轮的几何尺寸计算
表1 主减速器双曲面齿轮的几何尺寸参数表[5]
序号项目符号数值
1 主动齿轮齿数1z8
2 从动齿轮齿数2z35
3 端面模数m7.43 mm
F41.90 mm
4 主动齿轮齿面宽
Z
F38.09 mm
5 从动齿轮齿面宽
C
d59.43 mm
6 主动齿轮节圆直径
1
d260.05mm
7 从动齿轮节圆直径
2
续表1 序号项目符号数值
γ12.88°
8 主动齿轮节锥角
1
γ77.12°
9 从动齿轮节锥角
2
A133.31mm
10 节锥距
11 偏移距E30mm
β45.84°
12 主动齿轮中点螺旋角
1
β34.23°
13 从动齿轮中点螺旋角
2
14 平均螺旋角β40.04°
15 刀盘名义半径 d r
114.30mm 16 从动齿轮齿顶角 2θ
1.12° 17 从动齿轮齿根角 2δ
6.34° 18 主动齿轮齿顶高 1'h
7.26mm 19 从动齿轮齿顶高 2'h 1.77 mm 20 主动齿轮齿根高 1''h 5.75mm 21 从动齿轮齿根高 1''h
11.84mm 22 螺旋角 β
35° 23 径向间隙 C
1.51mm 24 从动齿轮的齿工作高 g h
11.5mm 25 主动齿轮的面锥角 01γ
18.81° 26 从动齿轮的面锥角 02γ 78.24° 27
主动齿轮的根锥角
1R γ
11.52°
3.4 主减速器双曲面齿轮的强度计算
3.4.1 单位齿长上的圆周力
F P p /= （8）
式中：
p ——单位齿长上的圆角力，N ／mm ；
P ——作用在齿轮上的圆周力，N ，按发动机最大转矩T eamx 和最大附着力矩两种载荷工况进行计算；
F ——从动齿轮的齿面宽，mm 。
按发动机最大转矩计算时：
F
d n n i ki i T p f g g
e ????=)2/.(1013max （9）
第一挡：
F
d n n i ki i T p f g g
e ????=
)2/.(1013
max =135 N/2mm < 210 N/2mm
直接档：
F
d n n i ki i T p f g g
e ????=
)2/.(1013
max =479 N/2mm < 700 N/2mm 式中：
T emax ——发动机最大转矩，N·m；
i g ——变速器传动比，常取1档及直接档进行计算；１档为4.3；直接档为１
d 1——主动齿轮节圆直径，59.43mm 。 F —一从动齿轮的齿面宽，38.09mm
n ——该车的驱动桥数目；该客车采用发动机后置后驱ｎ为１
f i ——分动器的转动比;
按驱动轮打滑的转矩计算：
3
22,
22102?=m
m r i b D r m G p η?2
23102b D T ce ?=
(10)
式中：
09.38;260;622122===b d T ce
则Ｐ＝1150MPa 〈1429MPa 许用单位齿长上的圆周力如下表2
表2 许用单位齿长上的圆周
按发动机最大转矩计算
按最大附着力矩计算
档位 1档 2档 直接档 附着系数 轿车 893 536 321 893 0.85 货车 1429 250 1429 0.85 公共汽车 982 214 0.85 牵引汽车
536
250
0.65
目前，由于技术的进步，可在上述许用值的基础上增加10%—25%，从上可知设计的齿轮符合要求。
3.4.2 轮齿的弯曲强度计算
汽车主减速器螺旋锥齿轮与双曲面齿轮轮齿的计算弯曲应力w σ (N ／mm 2)为：
3
0102?????????=J
D M F K K K K T S v m
s c w σ
(11)
按(T je 、T jh )较小值校核 主动齿轮的弯曲强度：
30102?????????=
J
D M F K K K K T S v m
s c w σ=20272mm 〈2800N/2mm
从动齿轮的弯曲强度校核：
30102?????????=J
D M F K K K K T S v m
s c w σ=11092mm 〈1750N/2mm
式中：
T j ——齿轮的计算转矩，N·m，对于主动齿轮还需将上述计算转矩换算到主动齿轮
上；
K 0—一超载系数；取1
K s ——尺寸系数，反映材料性质的不均匀性，与齿轮尺寸及热处理等有关。当端面
模数m≥1.6mm 时，K s =44.25/m =0.829；
K m ——载荷分配系数，当两个齿轮均用骑马式支承型式时，K m ＝1.00~1.10；当一个
齿轮用骑马式支承时，K m ＝1.10~1.25。支承刚度大时取小值；K m 取1.1 K v ——质量系数，对于汽车驱动桥齿轮，当轮齿接触良好、周节及径向跳动精度高
时，可取K v ＝1；
F ——计算齿轮的齿面宽38.09mm ； Z ——计算齿轮的齿数是8； m ——端面模数7.43mm ；
J ——计算弯曲应力的综合系数（或几何系数），它综合考虑了齿形系数、载荷作用点的位置、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。参照图5J =0.28
图5 计算用弯曲综合系数J
3.4.3 轮齿的接触强度计算
圆锥齿轮与双曲面齿轮齿面的计算接触应力j σ (MPa)为：
??=FJ
K K K K K T d C v f m s p j 3
0max 11
102σ
(12)
按(T je 、T jh )较小值校核轮齿的接触强度：
??=
FJ
K K K K TcK d C v f m s p j 3
01
102σ
=2027 MPa<[]MPa 2800=σ 式中:
T z 、T c ——分别为主动齿轮的工作转矩和最大转矩，N·m； C p ——材料的弹性系数，对于钢制齿轮副取232.6N 1/2／mm ； d 1——主动齿轮节圆直径，46.818mm ；
K f ——表面质量系数，对于制造精确的齿轮可取K f =1；
F ——齿面宽，38.09mm ，取齿轮副中的较小值(一般为从动齿轮齿面宽)； J 一一计算接触应力的综合系数，J 取0.17。主、从动齿轮的接触应力是相同的。当按日常行驶转矩计算时，许用接触应力为1750MPa ；当按计算转矩计算时，许用接触应力为2800MPa 。计算时应将上述计算转矩换算到主动齿轮上。
3.5 主减速器锥齿轮轴承的载荷计算
3.5.1 锥齿轮齿面上的作用力
齿宽中点处的圆周力： m
2d T
F = (13) 式中：
T —作用在该齿轮上的转矩，作用在主减速器主动齿轮上的当量转矩见下式[5]：
3
1
3333332223111max )100(...)100()100()100(1001????????????++++=tR gR iR t g i t g i t g i e dz f i f f i f f i f f i f T T 其中：
max e T --发动机最大转矩
iR i i i f f f f ...,,321--变速器在各挡的使用率，参考文献[5]的表3-14选取 gR g g g i i i i ...,,321--变速器各挡的传动比
tR t t t f f f f ...,,321--变速器在各挡时发动机转矩利用率，参考文献[5]的表3-41选取
其中max
e ei
Ti T T f =
，ei T 为变速器处于第i 档时的发动机转矩 所以主动锥齿轮的当量转矩为dz T T =1=261 N·m
m d --该齿轮齿面宽中点的分度圆直径
2222sin γb d d m -= （14）
222sin 260.0538.09sin 70.78225.84m D d F γ=-=-??=mm （15）
主动齿轮有：1
2
212
1cos cos ββz z d d m m =
=50.27
F 1=10.38KN 对于从动齿轮有： 1
2
12cos cos ββ?=
F F （16）
=12.32 KN
式（14）—（15）中： 2b --从动齿轮齿面宽 2γ--从动齿轮节锥角
21,ββ--分别为主、从动齿轮的螺旋角
21,Z Z --分别为主、从动齿轮的齿数
3.5.2 锥齿轮的轴向力和径向力 （1）轴向力
主动齿轮：
)cos sin sin (tan cos 1
γβγαβ
+=F F az （17） =10800 N
从动齿轮：
)cos sin sin (tan cos 2
γβγαβ
-=F F ac （18） =2310 N （2）径向力
主动齿轮：
)sin sin cos (tan cos 1
γβγαβ
-=F F Rz （19） =2060 N
从动齿轮：
)sin sin cos (tan cos 2
γβγαβ
+=F F Rc （20） =9700 N
上述的式4个式中，,α为锥齿轮的法向压力角；β为螺旋角：γ为节锥角 当锥齿轮齿面所受的圆周力、轴向力与径向力计算确定后，根据主减速器轴承的布置尺寸，即可求出轴承所受的载荷。主动锥齿轮轴的材料选用40C r 钢，调质处理。[11]查表7-1得材料的强度极限 B σ=700MPa ；查表7-12得 []b 1σ=65MPa
可以推出轴所满足条件的最小直径：
3
min n
P c d T
≥ （21） =25.69mm
其中c 由文献[13]的表7-11中取得c=100；T P ；n 分别为发动机的额定功率和转速，其值由表2-1中可得。
即取min d =30 mm 3.5.3 锥齿轮轴承的载荷 (1)主动齿轮轴承的选择 初选 a=65,b=40 轴承A ，B 的径向载荷分别为
Ar F =
（22）
JX1021TS3轻型货车驱动桥设计Design of Pickup Truck Driving Axle
摘要 轻型汽车在商用汽车生产中占有很大的比重，而且驱动桥在整车中十分重要。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，而对于载货汽车显得尤为重要。为满足目前当前载货汽车的快速、高效率、高效益需要的同时时，必须要搭配一个高效、可靠的驱动桥。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的轻型货车驱动桥具有一定的实际意义。 本设计首先论述了驱动桥的总体结构，在分析驱动桥各部分结构型式、发展过程及其以往形式的优缺点的基础上，确定了总体设计方案：采用整体式驱动桥，主减速器的减速型式采用单级减速器，主减速器齿轮采用螺旋锥齿轮，差速器采用圆锥行星齿轮差速器，半轴采用全浮式型式，桥壳采用铸造整体式桥壳。在本次设计中，主要完成了单级减速器、圆锥行星齿轮差速器、全浮式半轴的设计和桥壳的校核及材料选取等工作。最后运用AUTOCAD完成装配图和主要零件图的绘制。 关键词：轻型货车；驱动桥；单级主减速器；差速器；半轴；桥壳
ABSTRACT Pickup trucks take a large proportion of commercial vehicles production, and the drive axle is one of the most important structure. Drive axle is the one of automobile four important assemblies, Its performance directly influence on the entire automobile, especially for the truck .Because using the big power engine with the big driving torque satisfied the need of high speed, heavy-loaded, high efficiency, high benefit today` truck, must exploiting the high driven efficiency single reduction final drive axle is becoming the trucks’ developing tendency. Design a simple, reliable, low cost of the drive axle, can greatly reduce the total cost of vehicle production, so the title of the fine structure of the design of a pickup vehicle drive axle has a certain practical significance. The configuration of the Driving Axle is introduced in the thesis at first. On the basis of the analysis of the structure and the developing process of Driving Axle, the design adopted the Integral Driving Axle, Single Reduction Gear for Main Decelerator’s deceleration form, Spiral Bevel Gear for Main Decelerator’s gear, Full Floating for Axle and Casting Integral Axle Housing for Axle Housing. In the design, we accomplished the design for Double Reduction Gear, tapered Planetary Gear Differential Mechanism, Full Floating Axle, the checking of Axle Housing and the election of the material and so on. Finally complete the final assembly drawing by using AUTOCAD and mapping the main components.In this paper, first of all determine the structure of major components and the main design parameters, the analysis of the various parts of the structure of the bridge drive type, the form of the development process and its advantages and disadvantages of the past, determined on the basis of the design program, using the traditional design method of various parts of the drive axle Main reducer, differential, axle, axle housing was designed to calculate and complete the check. Finally complete the final assembly drawing by using AUTOCAD and mapping the main components.
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；
摘要 驱动桥位于传动系末端，其基本功用是增矩、降速，承受作用于路面和车架或车身之间的作用力。它的性能好坏直接影响整车性能，而对于载重汽车显得尤为重要。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、高效益的需要时，必须搭配一个高效、可靠的驱动桥，所以采用传动效率高的单级减速驱动桥已经成为未来载重汽车的发展方向。驱动桥设计应主要保证汽车在给定的条件下具有最佳的动力性和燃油经济性。本设计根据给定的参数，按照传统设计方法并参考同类型车确定汽车总体参数，再确定主减速器、差速器、半轴和桥壳的结构类型，最后进行参数设计并对主减速器主、从动齿轮、半轴齿轮和行星齿轮进行强度以及寿命的校核。驱动桥设计过程中基本保证结构合理，符合实际应用，总成及零部件的设计能尽量满足零件的标准化、部件的通用化和产品的系列化及汽车变型的要求，修理、保养方便，机件工艺性好，制造容易。 关键字：轻型货车；驱动桥；单级主减速器；差速器；半轴；桥壳
ABSTRACT Drive axle is at the end of the powertrain, and its basic function is increasing the torque and reducing the speed,bearing the force between the road and the frame or body.Its performance will have a direct impact on automobile performance .Because using the big power engine with the big driving torque satisfied the need of high speed，heavy-loaded，high efficiency，high benefit today’ heavy truck，must exploiting the high driven efficiency single reduction final drive axle is becoming the heavy truck’ developing tendency. Drive axle should be designed to ensure the best dynamic and fuel economy on given condition. According to the design parameters given ,firstly determine the overall vehicle parametres in accordance with the traditional design methods and reference the same vehicle parameters, then identify the main reducer, differential, axle and axle housing structure type, finally design the parameters of the main gear,the driven gear of the final drive, axle gears and spiral bevel gear and check the strength and life of them. In design process of the drive axle,we should ensure a reasonable structure, practical applications, the design of assembly and parts as much as possible meeting requirements of the standardization of parts, components and products’ univertiality and the serialization and change , convenience of repair and maintenance, good mechanical technology, being easy to manufacture. Keywords: Pickup truck; Drive axle; Single reduction final drive; Differential; Axle; Drive Axle housing
本科学生毕业设计 CA1040轻型货车驱动桥设计 学院名称：汽车与交通工程学院 专业班级：车辆工程 学生姓名： 指导教师： 职称：实验师
摘要 驱动桥位于传动系末端，其基本功用是增矩、降速，承受作用于路面和车架或车身之间的作用力。它的性能好坏直接影响整车性能，而对于载重汽车显得尤为重要。轻型货车在商用货运汽车生产中占有很大的比重，为满足目前当前载货汽车的高速度、高效率、高效益的需要，必须要搭配一个高效、可靠的驱动桥。因此设计出结构简单、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，并且通过对汽车驱动桥的学习和设计实践，可以更好的学习并掌握现代汽车设计与机械设计的全面知识和技能，所以本课题设计一款结构优良的轻型货车驱动桥具有一定的实际意义。 驱动桥设计应主要保证汽车在给定的条件下具有最佳的动力性和燃油经济性。本设计根据给定的参数，按照传统设计方法并参考同类型车确定汽车总体参数，再确定主减速器、差速器、半轴和桥壳的结构类型，最后进行参数设计并对主减速器主、从动齿轮、半轴齿轮和行星齿轮进行强度以及寿命的校核。驱动桥设计过程中基本保证结构合理，符合实际应用，总成及零部件的设计能尽量满足零件的标准化、部件的通用化和产品的系列化及汽车变型的要求，修理、保养方便，机件工艺性好，制造容易。 关键词：驱动桥；单级主减速器；差速器；半轴；桥壳
ABSTRACT Drive axle is at the end of the power train, and its basic function is increasing the torque and reducing the speed, bearing the force between the road and the frame or body. Its performance will have a direct impact on automobile performance .Because using the big power engine with the big driving torque satisfied the need of high speed，heavy-loaded，high efficiency，high benefit today’ heavy truck，must exploiting the high driven efficiency single reduction final drive axle is becoming the heavy truck’ developing tendency. Because using the big power engine with the big driving torque satisfied the need of high speed, heavy-loaded, high efficiency, high benefit today` truck, must exploiting the high driven efficiency single reduction final drive axle is becoming the trucks’ developing tendency. Design a simple, reliable, low cost of the drive axle, can greatly reduce the total cost of vehicle production, and promote the economic development of automobile and automotive drive axle of the study and design practice, can better learn and to master modern automotive design and mechanical design of a comprehensive knowledge and skills, so the title of the fine structure of the design of a pickup vehicle drive axle has a certain practical significance. According to the design parameters given ,firstly determine the overall vehicle parameters in accordance with the traditional design methods and reference the same vehicle parameters, then identify the main reducer, differential, axle and axle housing structure type, finally design the parameters of the main gear, the driven gear of the final drive, axle gears and spiral bevel gear and check the strength and life of them. In design process of the drive axle, we should ensure a reasonable structure, practical applications, the design of assembly and parts as much as possible meeting requirements of the standardization of parts, components and products’ universality and the serialization and change , convenience of repair and maintenance, good mechanical technology, being easy to manufacture. Key words: Drive axle; Single reduction final drive; Differential; Axle; Drive Axle housing
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
目录 摘要 .................................................... 错误!未定义书签。Abstract ................................................. 错误!未定义书签。 1 绪论 ................................................... 错误!未定义书签。 本课题研究的目的和意义................................ 错误!未定义书签。 汽车驱动桥国内外发展状况............................. 错误!未定义书签。 本课题研究的主要任务................................. 错误!未定义书签。 汽车驱动桥概述....................................... 错误!未定义书签。 2 主减速器设计 ........................................... 错误!未定义书签。 主减速器结构形式简介及选择........................... 错误!未定义书签。 主减速器的基本参数选择与设计计算..................... 错误!未定义书签。 主减速齿轮计算载荷的确定 ......................... 错误!未定义书签。 主减速齿轮基本参数的选择 ......................... 错误!未定义书签。 齿轮的几何尺寸计算 ............................... 错误!未定义书签。 主减速器齿轮的材料选择............................... 错误!未定义书签。 主减速器齿轮强度计算................................. 错误!未定义书签。 主减速器齿轮支承形式的选择........................... 错误!未定义书签。 主减速器齿轮轴承的载荷计算........................... 错误!未定义书签。 锥齿轮齿面上的作用力 ............................. 错误!未定义书签。 锥齿轮齿面上的轴向力和径向力 ..................... 错误!未定义书签。 主减速器齿轮轴承的选择 ........................... 错误!未定义书签。 3 差速器设计 ............................................. 错误!未定义书签。 差速器介绍........................................... 错误!未定义书签。 差速器的原理......................................... 错误!未定义书签。 差速器齿轮主要参数选择................................ 错误!未定义书签。 差速器齿轮几何尺寸计算............................... 错误!未定义书签。 差速器齿轮的强度计算................................. 错误!未定义书签。 4 半轴设计 ............................................... 错误!未定义书签。 半轴的类型与选择..................................... 错误!未定义书签。 全浮式半轴的设计计算................................. 错误!未定义书签。
摘要 轻型汽车在商用汽车生产中占有很大的比重，而且驱动桥在整车中十分重要。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，而对于载货汽车显得尤为重要。为满足目前当前载货汽车的快速、高效率、高效益的需要时，必须要搭配一个高效、可靠的驱动桥。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，并且通过对汽车驱动桥的学习和设计实践，可以更好的学习并掌握现代汽车设计与机械设计的全面知识和技能，所以本题设计一款结构优良的轻型货车驱动桥具有一定的实际意义。 本文首先确定主要部件的结构型式和主要设计参数，在分析驱动桥各部分结构形式、发展过程及其以往形式的优缺点的基础上，确定了总体设计方案，采用传统设计方法对驱动桥各部件主减速器、差速器、半轴、桥壳进行设计计算并完成校核。最后运用AUTOCAD完成装配图和主要零件图的绘制。 关键词：轻型货车；驱动桥；单级主减速器；差速器；半轴；桥壳
ABSTRACT . Pickup trucks take a large proportion of commercial vehicles production, and the drive axle is one of the most important structure. Drive axle is the one of automobile four important assemblies, Its performance directly influence on the entire automobile, especially for the truck .Because using the big power engine with the big driving torque satisfied the need of high speed, heavy-loaded, high efficiency, high benefit today` truck, must exploiting the high driven efficiency single reduction final drive axle is becoming the trucks’ developing tendency. Design a simple, reliable, low cost of the drive axle, can greatly reduce the total cost of vehicle production, and promote the economic development of automobile and automotive drive axle of the study and design practice, can better learn and to master modern automotive design and mechanical design of a comprehensive knowledge and skills, so the title of the fine structure of the design of a pickup vehicle drive axle has a certain practical significance. In this paper, first of all determine the structure of major components and the main design parameters, the analysis of the various parts of the structure of the bridge drive type, the form of the development process and its advantages and disadvantages of the past, determined on the basis of the design program, using the traditional design method of various parts of the drive axle Main reducer, differential, axle, axle housing was designed to calculate and complete the check. Finally complete the final assembly drawing by using AUTOCAD and mapping the main components. Keywords: Pickup truck; Drive axle; Single reduction final drive; Differential; Axle; Drive Axle housing
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
目录 1 前言 (1) 本课题的来源、基本前提条件和技术要求 (1) 本课题要解决的主要问题和设计总体思路 (1) 预期的成果 (2) 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) 主减速器的设计 (7) 主减速器的结构型式 (7) 主减速器主动锥齿轮的支承型式及安装方法 (10) 主减速器从动锥齿轮的支承型式及安装方法 (11) 主减速器的基本参数的选择及计算 (11) 差速器的设计 (14) 差速器的结构型式 (14) 差速器的基本参数的选择及计算 (16) 半轴的设计 (17) 半轴的结构型式 (17) 半轴的设计与计算 (17) 驱动桥壳结构选择 (20) 5 结论 (22) 参考文献 (23)
1 前言 本课题是进行轻型货车汽车后驱动桥的设计。设计出小型轻型货车汽车后驱动桥，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。 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。 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
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