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1、轻型货车驱动桥设计-毕业论文 轻型货车驱动桥设计-毕业论文 摘要 本说明书阐述的内容是关于轻型客车驱动桥总成设计和计算过程。 驱动桥是汽车行驶系的重要组成部分，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、右车轮，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。所以其设计质量直接关系到整车性能的好坏。所以在设计过程中，设计者本着严谨和认真的态度进行设计。 在绪论部分，对驱动桥各总成及其选用形式作了简明扼要的说明。 在方案论证部分，对驱动桥及其总成结构形式的选择作了具体的说明。本设计选用了单级减速器，采用的是双曲面齿轮啮合传动，尽量的简化结构，缩减尺寸，有效的利用空间，
2、充分减少材料浪费，减轻整体质量。由于是轻型货车，主要形式在路面较好的条件下，因此没有使用差速锁。 在设计计算与强度校核部分，对主减速器主从动齿轮、差速器齿、轮车轮传动装置和花键等重要部件的参数作了选择。同时也对以上的几个部件进行了必要的校核计算。 在工艺部分，对本设计的制造和装配等工艺，作了个简单的分析。 结束语是作者对本次毕业设计的一些看法和心得体会，并对悉心帮助和指导过我的指导老师和同学表示衷心的感谢和深深的敬意。 关键词驱动桥轻型客车差速器主减速器 ABSTRACT The main content of this bachelor paper is the process of the
3、 design and calculation of the drive axle for mini-bus. As one of main component of vehicle drive line, its basic effect is to enlarge the torques that comes from the drive shafts or directly from the transmission, and distributes the torques to side wheels, and make the side wheels have the differe
4、ntial drive axle has an important effect on vehicle performance, therefore, we should keep a serious and earnest attitude during the course of design. In the exordium part, it has short and sweet introduced the assembly and pattern selection for drive axle. In the part of selection and argumentation
5、 ,a concrete description of structure form of drive axle and its assemblies are made. In this design, it has selected the single-grade main-reducer drive axle, it is two hypoid gears, it can simplify the structure, reduce the size, make effect use of the space and materials, reduce the whole quality
6、. As it is for mini-bus and often use on good rods, so it dosent use differential block. In the part of designing conclusion and strength check, parameter of the essential units such as the speed reduction,differential,wheel drive mechanism and so on are selected. At the same time, the author makes
7、the strength check to the main speed reduction,differential wheels drive mechanism. In the technology of drive ring gear shaft is analyzed, afterwards its dimensional chain is calculated. In the conclusion, the author makes a brief summary about this Graduation Project. And the author gives his hear
8、tily thanks and respects to the guide teachers and classmates, who helped and supervised the author a lot. Key words drive axle mini-bus differential gear main-reducer 目录 1 绪论 (4) 2 驱动桥总成的结构形式及布置 (5) 3 主减速器 (7) 3.1 减速器的结构形式选择 (7) 3.2 主减速器计算载荷的确定 (8) 3.3 主减速器锥齿轮主要参数的选择 (11) 3.4 双曲面齿轮的校核 (13) 3.5 锥齿轮的
9、材料 (16) 3.6 主减速器主从动齿轮的支撑方案 (16) 3.7 主减速器锥齿轮轴承载荷计算 (17) 4 差速器设计 (23) 4.1 差速器形式的选择 (23) 4.2 差速器齿轮的设计 (24) 4.3 差速器齿轮的强度校核 (25) 5 车轮传动装置 (26) 6 驱动桥壳设计 (29) 6.1 驱动桥壳结构方案分析 (29) 6.2 驱动桥壳强度计算 (30) 7花键设计计算 (33) 7.1 结构形式及参数的选择 (33) 7.2 花键校核 (33) 8 工艺性和经济性分析 (34) 结论 (36) 致谢 (37) 参考文献 (38) 附录A (39) 附录B (44) 1
10、绪论 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，并将动力合理的分配给左右驱动轮，另外还承受作用与路面和车架或车身之间的垂直力纵向力和横向力。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油经济性。 2)外形尺寸要小，保证有必要的离地间隙。 3)齿轮及其他传动件工作平稳，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
11、运动相协 调。 7)结构简单，加工工艺性好，制造容易，拆装调整方便。 2 驱动桥总成的结构形式及布置 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，即驱动桥壳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，这种驱动桥无钢性的整体外壳，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做弹性联系，并可彼此独立地分别相对于车架或车身做上下摆动，车轮传动装置采用万向节传动。 具有桥壳的非断开式驱动桥结构简单，制造工艺性好成本低，工作可靠，维修调整容易广泛应用于各种载
12、货汽车客车及多数的越野汽车和部分小轿车上。但整个驱动桥均属于簧下质量，对汽车平顺性和降低动载荷不利。断开式驱动桥结构较复杂，成本较高，但它大大地增加了离地间隙，减小了簧下质量，从而改善了行驶平顺性，提高了汽车的平均车速;减小了汽车在行驶时作用与车轮和车桥上的动载荷，提高了零部件的使用寿命；由于驱动车轮与地面的接触情况及对各种地形的适应性较高，大大增敲了车轮的抗侧滑能力。 由于轻型客车主要在城市内短途，路面状况较好且车速不高，所以使用结构简单成本低廉的非独立悬架，整体式驱动桥。结构示意图如下： 他由驱动桥壳主减速器差速器半轴和轮毂组成。从变速器经万向传动装置输入驱动桥的转矩，首先传到主减速器，在
13、此增大转矩并相应降低转速后，经差速器分配给左右半轴，最后通过半轴外缘的凸缘盘传至驱动车轮的轮毂，轮毂驱动车轮运动。 3 主减速器 3.1 主减速器的结构形式选择 主减速器的功用：将输入的转矩增大并相应降低转速，以及当发动机纵置时还具有改变转矩旋转方向的作用。 为了较为清晰地讲述，下面将列表说明单级与双级主减速器，螺旋锥齿轮与双曲面齿轮的有缺点和使用条件。 单级与双级主减速器对比表 螺旋锥齿轮与双曲面齿轮对比表 由于本设计题目为轻型客车驱动桥设计，而不是载重货车或者越野车，因此采用单级主减速器已经足够了。 为保证有足够的离地间隙，减小从动齿轮的尺寸，选择了双曲面齿轮。 3.2 主减速器计算载荷的
14、确定 3.2.1主减速比的选择 1 预选 248.41*1204000*338.0*377.0*377.0max 0 =gh p r i v n r i r r ：车轮滚动半径0.338M p n ：发动机输出功率最大时主轴转速4000rpm max v ：最高车速120km/h gh i ：变速器最高档速比1 为了得到足够的储备功率，0i 一般应加大10%25%，取大10%，则 0i =4.248*1.1=4.672 2 选择齿数 当0i 较小（3.55）时，1z 取712 ，为减小重量尺寸，取1z =8，则 2z =4.672*1z =37.376 所以取2z =37（38有公约数）， 因
15、此最终选择0i =37/8=4.625 3.2.2 从动齿轮计算载荷的确定 1) 按发动机最大转矩计算 Nm n k i i T T T d e ce 32621 9.0*1*625.4*452.4*17601max = d k ：猛接离合器所产生的动载系数 max e T ：发动机的最大转矩 1i ：变速器的一档传动比 0i ：主减速器的减速比 ：发动机到驱动桥之间的传动效率 n ：计算驱动桥数 2) 按驱动轮打滑 1*1338.0*2.1*85.0*8.9*130022=L L r cs i r m G T ?，=4392nm 2G :满载状态下的后桥静载荷 2m ：最大加速度时的后轴负荷
16、系数 ? ：轮胎与路面间的附着系数 r r ：轮胎的滚动半径 L i ：轮边减速比 L ：轮边传动效率 3) 按汽车日常行驶平均转矩确定的从动轮的计算转矩cF T ： nm n i r f f f G T L L r P H R cF 8341*1*1)0008.0015.0(*338.0*8.9*2650*)(*=+=+= G ：汽 车满载总重 R f ：道路的滚动阻力系数 H f ：汽车正常使用的平均爬坡能力 P f ：汽车在爬坡时的加速能力系数 l ：轮边传动效率 n ：计算驱动桥数 3.2.3主动齿轮的计算转矩z T G c z i T T 0= c T ：从动齿轮的计算转矩 0i ：
17、主减速比 G ：主从动齿轮间的传动效率 1) 按发动机的最大扭矩和传动系最低档速比确定的主动锥齿轮的计算转矩 nm i T T G ce Ze 73596.0*625.432620= 2) 按驱动轮打滑转矩确定的主动锥齿轮的计算转矩 nm i T T G cs Zs 98996.0*625.4 43920= 3) 按汽车日常行驶平均转矩确定的主动锥齿轮的计算转矩 nm i T T G cF ZF 18896.0*625.48340= 3.3 主减速器锥齿轮主要参数的选择 以下各项的计算中，nm T T T cs ce c 3262,min= 3.3.1 主动锥齿轮齿数选择 选取原则： 21Z
18、Z +不小于 21Z Z 避免有公约数 1Z 不小于 所以选37,82 1=Z Z 符合这些要求 3.3.2 从动轮大端分度圆直径2D 和断面模数s m mm T k d c d 63.2073262*14 332= d k ：直径系数，取为 mm T k m c m s 6.53262*3776.033= 3.3.3 齿面宽度 经验公式估算:m d F 18.3263.207*155.0155.02= 取为32.2mm 3.3.4 双曲面齿轮偏移距E 的确定 E 过大使齿轮纵向滑移过大，引起齿面早期磨损 E 过小不能发挥双曲面齿轮的优点 E 应给接近0.22d 且2 4.0A E 22.0d 0.2*207.63=41.5mm mm A 7464.434.00 =(后面的程序计算结果) 所以，取E 0mm 下偏移，即由从动齿轮的锥顶向其齿面看去，并使主动齿轮处于右侧，主动齿轮在从动齿轮中心线的下方。 3.3.5中点螺旋角 越大，则重合度越大，轮齿强度越大，啮合齿数越多，传动平稳。 越小，齿轮上所受的轴向力越大，轴承载荷越大，轴承寿命缩短。 预选: 2 1 2 1 55363 .20740*90625.4*525*90525 =+=+=d E Z Z 3.3.6螺旋方向的确定