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1、本科生毕业设计（论文）摘 要驱动桥位于传动系的末端，其功用是将传动轴或变速器传来的转矩增大并适当减低转速后分配给左、右驱动轮。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,对于轻型客车尤为重要。本次设计的轻客型号是中顺世纪微型轻客，参照传统设计方法进行设计。首先确定驱动桥的总体方案，再选择其主要部件的结构形式，比如主减速器采用单级主减速器，差速器采用对称式圆锥行星齿轮差速器，半轴选用的是半浮式半轴等。然后对各个部件的主要参数，结构尺寸和强度进行计算，满足设计的要求。本次设计所设计的单级主减速驱动桥，具有结构简单，工作可靠，造价低廉等特点。由此可见，采用传动效率高的单级减速驱动桥是轻型客
2、车驱动桥的一个发展方向。关键字：轻客；驱动桥；主减速器；差速器 AbstractDrive axle is at the end of the transmission system of a vehicle, whose function is to reduce rotation speed, increase the torque from the drive shaft or transmission, and distribute it to the left and right driving wheels. As one of four important assemblies
3、of the vehicles, the performance of the drive axles directly influences on the whole automobile, especially for the light buses.The type of the light bus designed in this work is Zhongshun light passenger micro-century. Following the traditional design methods, we first determine the overall scheme
4、of the drive axle, and then choose the structure of its main parts, such as the single-level main gearbox, the symmetry, circular cone, planetary gears differential, the semi-floating supporting haft shaft, etc. After that, the calculations of the various components main parameters, structure dimens
5、ions and stress are carried out to satisfy the design requirements. The designed drive axle which uses the single-level reduction gearbox , has the simple structure, dependable work, construction cost inexpensive and other characteristics. Thus it can be seen,we found that using the single-level red
6、uction gearbox, which has high transmission efficiency, has become development direction of the light bus.Key words: light bus; drive axle; main reduction gearbox; differential 目 录第1章 绪 论1第2章 驱动桥总体方案论证2第3章 主减速器设计43.1 主减速器简介43.2 主减速器结构方案分析43.2.1主减速器的齿轮类型43.2.2主减速器的减速形式53.2.3主减速器的主动锥齿轮的支承形式53.3 主减速器的基
7、本参数选择与设计计算63.3.1主减速比的确定63.3.2主减速器齿轮计算载荷的确定63.3.3主减速器齿轮基本参数选择83.3.4主减速器双曲面锥齿轮设计计算及强度校核103.4主减速器齿轮的材料及热处理143.5主减速器的润滑14第4章 差速器设计164.1 差速器简介164.2差速器的机构形式的选择164.3对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理174.4差速器齿轮主要参数的选择184.5差速器齿轮的几何尺寸计算与强度校核204.6差速器齿轮的材料22第5章 驱动车轮的传动装置235.1 车轮传动装置简介235.2半轴的形式选择235.3半轴计算载荷的确定245.4半轴直径的选择245.5半
8、轴的强度计算255.6半轴花键的强度计算255.7半轴的结构设计及材料与热处理26第6章 驱动桥壳设计286.1驱动桥壳简介286.2驱动桥壳结构选择286.3驱动桥壳强度分析计算28第7章 结论35参考文献36致 谢37附 录A38附 录B45IV第1章 绪 论本课题是中顺世纪轻型客车驱动桥的结构设计。故本说明书将以“驱动桥设计”内容对驱动桥及其主要零部件的结构型式与设计计算作一一介绍。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。汽车驱动桥结
9、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，也对汽车的行驶性能如动力性、经济性、平顺性、通过性、机动性和操动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、分总成等的品种最多的大总成。例如，驱动桥包含主减速器、差速器、驱动车轮的传动装置（半轴及轮边减速器）、桥壳和各种齿轮。由上述可见，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代机械制造工艺。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。课题所设计的客车最高车速V140km/h,发动机额定功
10、率75KW，最大扭矩185Nm。本课题的设计思路可分为以下几点：首先选择初始方案，微型客车一般采用后桥驱动，所以设计的驱动桥结构需要符合微型客车的结构要求；接着选择各部件的结构形式；最后选择各部件的具体参数，设计出各主要尺寸。所设计的客车驱动桥制造工艺性好、外形美观，工作更稳定、可靠。该驱动桥设计大大降低了制造成本，同时驱动桥使用维护成本也降低了。设计的产品达到了结构简单，修理、保养方便；机件工艺性好，制造容易的要求。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，
11、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。如果你的变速器出了故障，对于后轮驱动的汽车就不需要对差速器进行维修，但是对于前轮驱动的汽车来说也许就有这个必要了，因为这两个部件是做在一起的。所以后轮驱动必然会使得乘车更加安全、舒适，从而带来可观的经济效益。第2章 驱动桥总体方案论证由于设计的是长5.07米，总质量2500KG的客车后驱动桥，要设计这样一个级别的驱动桥，一般选用非断开式结构以与非独立悬架相适应，该种形式的驱动桥的桥壳是一根支撑在左右驱动车轮的刚性空心梁，一般是铸造或钢板冲压而成，主减速器，差速器和半轴等所有传动件都装在其中，此时
12、驱动桥，驱动车轮都属于簧下质量。驱动桥的结构形式有多种，基本形式有三种如下：1)中央单级减速驱动桥。此是驱动桥结构中最为简单的一种，是驱动桥的基本形式， 在载重汽车中占主导地位。一般在主传动比小于6的情况下，应尽量采用中央单级减速驱动桥。目前的中央单级减速器趋于采用双曲面锥齿轮，主动小齿轮采用骑马式支承。2)中央双级驱动桥。在国内目前的市场上，中央双级驱动桥主要有2种类型：一类如伊顿系列产品，事先就在单级减速器中预留好空间，当要求增大牵引力与速比时，可装入圆柱行星齿轮减速机构，将原中央单级改成中央双级驱动桥，这种改制“三化”（即系列化，通用化，标准化）程度高， 桥壳、主减速器等均可通用，锥齿轮
13、直径不变；另一类如洛克威尔系列产品，当要增大牵引力与速比时，需要改制第一级伞齿轮后，再装入第二级圆柱直齿轮或斜齿轮，变成要求的中央双级驱动桥，这时桥壳可通用，主减速器不通用， 锥齿轮有2个规格。由于上述中央双级减速桥均是在中央单级桥的速比超出一定数值或牵引总质量较大时，作为系列产品而派生出来的一种型号，它们很难变型为前驱动桥，使用受到一定限制；因此，综合来说，双级减速桥一般均不作为一种基本型驱动桥来发展，而是作为某一特殊考虑而派生出来的驱动桥存在。3)中央单级、轮边减速驱动桥。轮边减速驱动桥较为广泛地用于油田、建筑工地、矿山等非公路车与军用车上。当前轮边减速桥可分为2类：一类为圆锥行星齿轮式轮
14、边减速桥；另一类为圆柱行星齿轮式轮边减速驱动桥。圆锥行星齿轮式轮边减速桥。由圆锥行星齿轮式传动构成的轮边减速器，轮边减速比为固定值2，它一般均与中央单级桥组成为一系列。在该系列中，中央单级桥仍具有独立性，可单独使用，需要增大桥的输出转矩，使牵引力增大或速比增大时，可不改变中央主减速器而在两轴端加上圆锥行星齿轮式减速器即可变成双级桥。这类桥与中央双级减速桥的区别在于：降低半轴传递的转矩，把增大的转矩直接增加到两轴端的轮边减速器上 ，其“三化”程度较高。但这类桥因轮边减速比为固定值2，因此，中央主减速器的尺寸仍较大，一般用于公路、非公路军用车。圆柱行星齿轮式轮边减速桥。单排、齿圈固定式圆柱行星齿轮
15、减速桥，一般减速比在3至4.2之间。由于轮边减速比大，因此，中央主减速器的速比一般均小于3，这样大锥齿轮就可取较小的直径，以保证重型汽车对离地问隙的要求。这类桥比单级减速器的质量大，价格也要贵些，而且轮穀内具有齿轮传动，长时间在公路上行驶会产生大量的热量而引起过热；因此，作为公路车用驱动桥，它不如中央单级减速桥。综上所述，由于设计的驱动桥的传动比为4.556，小于6。所以选择非断开式中央单级减速驱动桥。况且由于随着我国公路条件的改善和物流业对车辆性能要求的变化，大型汽车驱动桥技术已呈现出向单级化发展的趋势，主要是单级驱动桥还有以下几点优点：(1)单级减速驱动桥是驱动桥中结构最简单的一种，制造工艺简单，成本较低， 是驱动桥的基本类型，在微型汽车上占有重要地位；(2) 微型汽车发动机向低速大转矩发展的趋势，使得驱动桥的传动比向小速比发展；(3) 随着公路状况的改善，特别是高速公路的迅猛发展，微型汽车使用条件对汽车通过性的要求降低。因此，微型汽车不必像过去一样，采用复杂的结构提高通过性；(4) 与带轮边减速器的驱动桥相比，由于产品结构简化，单级减速驱动桥机械传动效率提高，易损件减少，可靠性提高。 图1.1 单级减速驱动桥第3章 主减速器设计3.1 主减速器
