《驱动桥壳毕业设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《驱动桥壳毕业设计.docx（24页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、驱动桥壳毕业设计 驱动桥壳毕业设计 某型重卡驱动桥设计 摘要 驱动桥是构成汽车的四大总成之一，一般由主减速器、差速器、车 轮传动装置和驱动桥壳等组成，它位于传动系末端，其基本作用是 增矩、降速，承受作用于路面和车架或车身之间的力。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，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。 本文参照传统驱动桥的设计方法进行了载重汽车驱动桥的设计本次 设计首先对驱动桥的特点进行了说明，根据给定的数据确定汽车总 体参数，再确定主减速器、差速器、半轴和桥壳的结构类型及参数，并对其强度进行校核。数据确定后，利用autocad建立二维图，再
2、 用catia软件建立三维模型，最后用caita中的分析模块对驱动桥壳 进行有限元分析。 关键词：驱动桥；cad；catia；有限元分析 abstract drivie axle is one of the four parts of a car, it is generally constituted by the main gear box, the differential device, the wheel transmission device and the driving axle shell and so on it is at the end of the powertrai
3、n.its basic function is increasing the torque and reducing speed and bearing the force between the road and the frame or body.its performance will have a direct impact on automobile performance,and it is particularly important for the truck. using single stage and high transmission efficiency of the
4、 drive axle has become the development direction of the future trucks. this article referred to the traditional driving axles design method to carry on the truck driving axles design.in this design,first part is the introduction of the characteristics of the drive axle,according to the given date to
5、 calculate the parameters of the automobile,then confirm the structure types and parameters of the main reducer, differential mechanism,half shaft and axle housing,then check the strength and life of them.after confirming the parameters, using autocad to establish 2 dimensional model,then using cati
6、a establish 3 dimensional model. finally using the analysis module in catia to finite element analysis for the axle housing. key words: drive axle;cad;catia;finite element analysis 目录 1 绪论 (1) 1.1 驱动桥简介 (1) 1.2 国内外研究现状 (1) 1.3 驱动桥设计要求 (1) 2 驱动桥设计 (3) 2.1 主减速器设计 (3) 2.1.1 主减速器的结构形式 (3) 2.1.2 主减速器的减速形
7、式 (4) 2.1.3 主减速器主，从动锥齿轮的支撑方案 (4) 2.1.4 主减速器基本参数选择与计算载荷的确定 (6) 2.2 差速器设计 (17) 2.2.1 对称锥齿轮式差速器工作原理 (17) 2.2.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的结构 (17) 2.2.3 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计 (18) 2.3 驱动半轴的设计 (23) 2.3.1 结构形式分析 (23) 2.3.2全浮式半轴的结构设计 (24) 2.3.3 全浮式半轴的强度计算 (24) 2.3.4 半轴的结构设计及材料与热处理 (25) 2.3.5 半轴花键的强度计算 (25) 2.4 驱动桥壳的设计 (26) 2.
8、4.1整体式桥壳的结构 (27) 2.4.2 桥壳的受力分析与强度计算 . 27 3 catia三维建模 . 错误！未定义书签。 3.1 catia软件介绍 . 错误！未定义书签。 3.2.1 主动锥齿轮三维建模 . 错误！未定义书签。 3.2.2 主减速器壳三维建模 . 错误！未定义书签。 3.2.3 轴承三维建模 . 错误！未定义书签。 3.3 差速器建模 . 错误！未定义书签。 3.3.1 齿轮的三维建模 . 错误！未定义书签。 3.3.2 半轴齿轮的建模 . 错误！未定义书签。 3.3.3 从动齿轮建模 . 错误！未定义书签。 3.4 半轴三维建模 . 错误！未定义书签。 3.5 驱动
9、桥壳三维建模 . 错误！未定义书签。 3.6 轮胎三维建模 . 错误！未定义书签。 3.7 主减速器及行星齿轮建模 . 错误！未定义书签。 3.8 驱动桥三维建模 . 错误！未定义书签。 4 驱动桥壳的有限元分析 (29) 4.1 驱动桥壳的约束及受力分析 (29) 4.2 计算方法的局限性 (29) 4.3 驱动桥壳的静强度分析 (29) 4.3.1 静强度分析 (29) 4.3.2 结果分析 (31) 参考文献 (32) 致谢 (33) 1 绪论 1.1 驱动桥简介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。车驱动桥轮组，包括轮边减速器、制动器总成、轮毂总成
10、、转向节、支承轴总成、轮边传动轴、 上摆臂联结总成、下摆臂联结总成，支承轴总成为一空心轴，轮边 传动轴贯通支承轴总成的内部，并接至轮边减速器，轮毂总成安装 在支承轴总成上。汽车驱动桥-功能：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，另外还承受作用于路面和车架或车身之间的 垂直立、纵向力和横向力?1?。 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?2?。 1.2 国内外研究现状 汽车和汽车工业在国民经济、现代社会及人民生活中具有十分
11、重要 的作用。在当前中国的经济建设,汽车是在一个非常突出和优先地位。近年来,中国的汽车工业机械行业,其增长速度远远高于其他行业。但 中国汽车工业的发展仍然是远离需求,每年进口大量的各种各样的汽 车和零部件。由于各种原因,中国汽车工业从国际水平还有相当大的 差距,特别是在驱动桥产品设计和研究的距离比较大,它应该知道的许 多部门和企业在中国。目前,中国驱动桥设计,基本上仍在模拟电路设 计和经验设计阶段,这种设计通常是过于保守有限驾驶降低产品成本 和提高性能的桥。因此,设计的主要差距之一,国外的驱动桥太重了,桥梁设计. .在现代桥梁设计中驱动。为了使它尽可能的轻量级不仅可以节省材料消耗和降低成本,而
12、且还合理规划汽车弹簧弹簧质量和降低 动载荷,提高车辆行驶舒适。 但是驱动桥作为各种车辆的组成部分，要求应该具有高度的可靠性 和安全性，这与轻量化常常是矛盾的，所以轻量化设计要保证同时 具有足够的可靠性和绝对的安全性，即在满足上述基本要求的情况 下减轻重量。 驱动桥设计与分析理论对于我国的驱动桥设计具有十分重要的现实 意义。 1.3 驱动桥设计要求 摘要 驱动桥是构成汽车的四大总成之一，一般由主减速器、差速器、车 轮传动装置和驱动桥壳等组成，它位于传动系末端，其基本作用是 增矩、降速，承受作用于路面和车架或车身之间的力。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，采用传动效 率高
13、的单级减速驱动桥已经成为未来载重汽车的发展方向。 本文参照传统驱动桥的设计方法进行了载重汽车驱动桥的设计本次 设计首先对驱动桥的特点进行了说明，根据给定的数据确定汽车总 体参数，再确定主减速器、差速器、半轴和桥壳的结构类型及参数，并对其强度进行校核。数据确定后，利用autocad建立二维图，再 用catia软件建立三维模型，最后用caita中的分析模块对驱动桥壳 进行有限元分析。 关键词：驱动桥；cad；catia；有限元分析 abstract drivie axle is one of the four parts of a car, it is generally constituted
14、by the main gear box, the differential device, the wheel transmission device and the driving axle shell and so on it is at the end of the powertrain.its basic function is increasing the torque and reducing speed and bearing the force between the road and the frame or body.its performance will have a
15、 direct impact on automobile performance,and it is particularly important for the truck. using single stage and high transmission efficiency of the drive axle has become the development direction of the future trucks. this article referred to the traditional driving axles design method to carry on t
16、he truck driving axles design.in this design,first part is the introduction of the characteristics of the drive axle,according to the given date to calculate the parameters of the automobile,then confirm the structure types and parameters of the main reducer, differential mechanism,half shaft and ax
17、le housing,then check the strength and life of them.after confirming the parameters, using autocad to establish 2 dimensional model,then using catia establish 3 dimensional model. finally using the analysis module in catia to finite element analysis for the axle housing. key words: drive axle;cad;ca
18、tia;finite element analysis 目录 1 绪论 (1) 1.1 驱动桥简介 (1) 1.2 国内外研究现状 (2) 1.3 驱动桥设计要求 (2) 2 驱动桥设计 (4) 2.1 主减速器设计 (5) 2.1.1 主减速器的结构形式 (5) 2.1.2 主减速器基本参数选择与计算载荷的确定 (7) 2.1.3 小结 (17) 2.2 差速器设计 (17) 2.2.1 对称锥齿轮式差速器工作原理 (17) 2.2.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的结构 (18) 2.2.3 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计 (18) 2.2.4 小结 (23) 2.3 驱动半轴的设计 (23)
19、 2.3.1 结构形式分析 (23) 2.3.2 全浮式半轴的结构设计 (24) 2.3.3 全浮式半轴的强度计算 (25) 2.3.4 半轴的结构设计及材料与热处理 (25) 2.3.5 半轴花键的强度计算 (26) 2.4 驱动桥壳的设计 (27) 2.4.1 整体式桥壳的结构 (27) 2.4.3 小结 (29) 3 catia三维建模 (30) 3.1 catia软件介绍 (30) 3.2 主减速器建模 (31) 3.2.1 主动锥齿轮三维建模 (31) 3.2.2 主减速器壳三维建模 (34) 3.2.3 轴承三维建模 (34) 3.3 差速器建模 (35) 3.3.1 齿轮的三维建
20、模 (35) 3.3.2 半轴齿轮的建模 (36) 3.3.3 从动齿轮建模 (36) 3.4 半轴三维建模 (38) 3.5 驱动桥壳三维建模 (38) 3.6 轮胎三维建模 (39) 3.7 主减速器及行星齿轮建模 (40) 3.8 驱动桥三维建模 (40) 4 驱动桥壳的有限元分析 (41) 4.1 驱动桥壳的约束及受力分析 (41) 4.2 计算方法的局限性 (41) 4.3 驱动桥壳的静强度分析 (41) 4.3.1 静强度分析 (41) 4.3.2 结果分析 (43) 4.4 小结 (44) 结论 (45) 致谢 (46) 参考文献 (47) 附录a (48) 附录b (55) 1
21、 绪论 1.1 驱动桥简介 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?1?。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
22、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
23、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
24、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?。 毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）题目: 江淮中型卡车驱动桥的设计院系名称: 汽车 与交通工程学院专业班级:车辆工程10-11班学生姓名: 导师姓名: 开题时间: 2022年3月14日 一、课题研究的目的和意义 汽车驱动桥是汽车传动系统的重要组成，承载着汽车的满载荷重及地面经车轮、车架及承载式车身经悬架给予的垂直力、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。汽车驱动桥的结构型式和设计参数除对汽车的可靠性与耐久性有重要影响外，
25、也对汽车行驶性能如动力性、经济性、平顺性、通过性、机动性和操纵稳定性等有直接影响。另外，汽车驱动桥在汽车的各种总成中也是涵盖机械零件、部件、分总成等的。例如，驱动桥包含主减速器、差速器、驱动车轮的传动装置、桥壳和各种齿轮。有上述可见，汽车驱动桥设计涉及的机械零部件及元件的品种极为广泛，对这些零部件、元件及总成的制造也几乎要设计到所有的现在机械制造工艺。因此，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。 汽车驱动桥作为汽车传动系统中的主要机构，它的发展经历了100多年，随着汽车技术不断进步和发展，汽车驱动桥技术的发展也发生了很大的变化，驱动桥的发
26、展趋势是越来越复杂。随着汽车向采用大功率发动机和轻量化方向的发展以及路面条件的改善，近年来主减速器比有减小的趋势，以满足高速行驶的要求。要完成江淮中型卡车驱动桥的设计，首先就要对驱动桥有关的部件有一个初步的了解，主要是它的改进和功能，然后是主减速器、差速器、半轴的参数选择与计算，还有就是驱动桥桥壳的受力分析及强度计算。其次，要求熟练运用电脑绘图方法进行绘制。绘制驱动桥各个图形和总装配图，最终完成该设计。中国汽车工业依旧处于发展阶段，未来的汽车工业依然要靠我们一代又一代汽车人的努力，让我们中国的汽车工业真正的站立起来。对于中国汽车行业的未来发展，我们这一代汽车人是有责任的，我们现在是在上一代汽车
27、人的庇荫下成长。我们也要通过自己的努力，努力实现工业现代化，让下一代汽车人也能站在我们的肩膀上，为中国人自己的汽车事业贡献自己的青春年华。 二、课题研究的现状及分析 目前国产车桥在国内市场占据了绝大部分份额，但仍有一定数量的车桥依赖进口，国产车桥与国际先进水平仍有一定差距。国内车桥长的差距主要体现在设计和研发能力上，目前有研发能力的车桥厂家还不多，一些厂家仅仅停留在组装阶段。实验设备也有差距，比 如工程车和牵引车在行驶过程中，齿轮啮合接触区的形状是不同的，国外先进的设备能够模拟这种状态，而我国现在还在摸索中。国内 车桥厂家都是与国际知名品牌厂家合作，利用国内本土资源优势及 国外先进的技术支持生
28、产。如1995年柳工与德国采埃孚公司在柳州 建立的合资公司，除 生产采埃孚高技术水平双变外，还生产采埃孚高技术水平驱动桥， 供中国高技术及出口装载机、平地机等配套，为中国高技术水平驱 动桥技术的发展起到了促进作用。成工引进了卡特三节式湿式桥的 样机，成功开发了成工的三节式系列湿式桥，已批量推向了市场。2022年，东风车桥通过与美国德纳公司合资合作，双方斥巨资已经 建成国内规模最大、效益最佳、管理最好的商用车桥公司，逐步融 入全球汽车零部件大循环之中。徐州美驰车桥有限公司是由美国的 阿文美驰公司和徐州工程机械集团有限公司共同投资的合资公司， 公司投资总额2408.7万美元，注册资本1680.3万
29、美元，其中美方 股比为60%、中方为40%，拥有员工1000多人，其中工程技术人 员100多人，主要产品包括各种轮式车辆用刚性桥、从动桥、转向 驱动桥、转向贯通驱动桥、贯通桥。 还有就是通过引进国外先进的技术，依托本土的环境优势建立的民 族企业，占据着国内市场的大部份额。如引进意大利菲亚特技术、 依托于中国一拖旗下的一拖（洛阳）开创装备科技有限公司就是典 型的代表。其农机驱动桥产品已从16马力覆盖至200马力，所生产 的80160马力驱动桥在市场上占据着主导地位，有“中国第一桥”的 美誉。此外，山东的前进桥厂、烟台捷林达桥厂以及新昌齿轮箱厂 也在不断借鉴国内外先进的技术，推动国产驱动桥的发展。
30、而国际 知名品牌传动系生产商进军中国市场，成立的独资企业。如卡拉罗 青岛的公司、德纳在无锡的工厂以及eme在陕西成立的销售公司等。由于刚刚进驻中国市场，暂时还处于竞争上的劣势，还无法对本土 企业造成太大的威胁，但随着国际交流日趋密切，这些企业最终必 将成为民族产业不可小视的竞争对手。 为了规范道路车辆的制造,为治理超限超载提供技术上的准则,由国家 发改委、交通部、公安部共同提出的强制性标准gb1589-2022道 路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值于2022年4月28日发布,该标 准对汽车车桥的载荷进行了明确规定:单轴挂车轴荷的最大限值每侧 单胎为6000kg,每侧双胎为10000kg,并装双轴挂
31、车轴荷的最大限值 为20000kg,并装三轴挂车轴荷的最大限值为24000kg。这样,为了实 现车辆多拉快跑又不违反国家法规,各汽车生产厂家在6x4、8x4等多轴车的基础上推出了10x6以上的多轴重型车。但这些多轴车都是在双联驱动桥的基础上增加浮动桥而成,虽然其称10x6,但实际起驱动作用的只有两个驱动桥,这样,由于驱动桥不能对车轮进行合理的扭矩分配,使得增加浮动桥后的整车行驶系没有很好地发挥车桥驱动的作用。为了能合理地分配扭矩,以满足某些独立悬挂多轴驱动车型的使用,一些车桥生产厂家自主研发了三联驱动桥,三联驱动桥的扭矩分配原理是:每一个驱动桥都可以得到从发动机传出的扭矩的1/3。这样就可以在
32、很大限度上满足多轴车的需要,合理分配从发动机传到车轮上的扭矩,提高这类车型的可靠性和安全性,并为以后的四联、五联驱动桥打下科学基 础。 为了在市场竞争中凸出本企业车桥的亮点,现在各车桥厂做得最多的事情就是在传统车桥的基础上不断增加具有竞争优势的先进附件:比如为了增加汽车行驶安全性,增加abs防抱死系统、驱动防滑控制系统(asr)、制动间隙调整臂、无石棉制动摩擦片等装置,是今后车桥发展必不可少的项目;为了提高车辆行驶的平顺性,很好地保护车辆运载货物,选装空气悬架或橡胶悬挂是有效途径。 虽然汽车科技发展迅速,但在目前的状态下车桥的结构并没有多大的变化,为了适应市场的需要,适应国家法律、法规的需要,
33、车桥技术的进展主要是:改变桥壳的制造工艺以提高制造的效率、增加车桥附件的技术含量以提高车辆行驶安全性、提高车桥的自润滑能力以提高车桥的使用寿命、增加电子技术在车桥的上应用以减少人工操纵的疲劳、减少维修费用、提高服务质量、降低车桥成本以提高车桥的竞争力等方面开发车桥,从最大限度上满足车桥高速、重载、智能发展的需要,以生产出具有本企业特色、适合市场需要的车桥。 三、研究的基本内容、拟解决的主要问题 1、基本内容 1) 驱动桥结构方案的确定：驱动桥的结构种类和设计要求；主减速器结构 方案的确定；差速器结构方案的确定；半轴形式的确定；桥壳形式的确定。 2) 主减速器的设计：计算出主减速比；主减速器计算
34、载荷的确定；主减速 器齿轮参数的选择；主减速器齿轮强度计算；主减速器轴承计算； 主减速器齿轮材料及热处理等。 3) 差速器的计算：差速器齿轮参数的选择；差速器齿轮尺寸的计算；差速 器齿轮强度的计算；差速器齿轮材料的选择。 4) 半轴设计：半轴载荷的确定；半轴杆部直径的选择；半轴强度计算；半 轴花键的强度计算；半轴材料的强度及热处理。 5) 驱动桥桥壳的设计：桥壳设计的基本要求；桥壳的结构形式；桥 壳的我 强度分析。 2、设计的主要问题 1) 通过资料可知桥壳强度计算的载荷工况分为三种情况：传递最大 牵引力 或最大制动力；最大侧向力时；通过不同路面垂直力最大时。 2) 主减速器的主减速比应能保证汽车具有最佳的燃油经济性及动力性； 3) 半轴结构的确定：通过资料可知轴的长度和轴上安装的零件尺寸 有关， 相反，轴承的尺寸又和轴的直径有关，设计时，一定要根据结构要求，设定尺寸，例如用轴承的跨距计算轴的直径来保证轴的静强度，再根据安装工艺要求来画出轴的结构图，然后按危险截面进行疲劳 强度校核，来保证轴类零件的疲劳强度要求。 4) 齿轮及个零部件应工作平稳，噪声小。