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1、前言3设计要求4第一章 驱动桥结构方案拟定5图1-2中央主减速器整体式驱动桥5第二章 主减速器设计62.1主减速器的结构形式6主减速器的齿轮类型8主减速器主，从动锥齿轮的支承形式82.2 主减速器的基本参数选择与设计计算9主减速器计算载荷的确定9主减速器基本参数的选择11主减速器圆弧锥齿轮的几何尺寸计算13主减速器圆弧锥齿轮的强度计算152.齿轮弯曲强度163.轮齿接触强度17主减速器轴承的载荷计算18第三章 差速器设计233.1 对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理233.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的结构243.3 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计26差速器齿轮的基本参数的选择26差速器齿轮的
2、几何计算28差速器齿轮的强度计算30第四章 驱动半轴的设计324.1结构形式分析324.1 全浮式半轴计算载荷的确定344.2 全浮式半轴的杆部直径的初选354.3 全浮式半轴的强度计算354.4 半轴花键的强度计算364.5半轴的结构设计及材料与热处理36第五章 驱动桥壳的设计385.1 铸造整体式桥壳的结构395.2 桥壳的受力分析与强度计算40参考文献41附件42前言汽车驱动桥位于传动系的末端。其基本功用是增扭、降速和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
3、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。设计驱动桥时应当满足如下基本要求：1） 选择适当的主减速比，以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。2） 外廓尺寸小，保证汽车具有足够的离地间隙，以满足通过性的要求。3） 齿轮及其它传动件工作平稳，噪声小。4） 在各种载荷和转速工况下有较高的传动效率。5） 具有足够的强度和刚度，以承受和传递作用于路面和车架或车身间的各种力和力矩；在此条件下，尽可能降低质量，尤其是簧下质量，减少不平路面的冲击载荷，提高汽车的平顺性。6） 与悬架导向机构运动协调。7） 结构简单，加工工艺性好，制造容易，维修，调整方便。驱动桥的结构
4、型式按工作特性分，可以归并为非断开式驱动桥和断开式驱动桥两大类。当驱动车轮采用非独立悬架时，应该选用非断开式驱动桥，称为非独立悬架驱动桥；当驱动车轮采用独立悬架时，则应该选用断开式驱动桥，称为独立悬架驱动桥。独立悬架驱动桥结构较复杂，但大大提高了汽车在不平路面上的行驶平顺性。设计要求 车型：载货汽车 设计基础数据：1.车型：载货汽车；2.空载质量：4080kg前：1930kg后：2150kg；3.满载质量：9290kg前：2360kg后：6930kg；4.轮距：前：1810mm后：1800mm；5.最高车速：90km/h最大爬坡度：大于30%；6.传动系最小传动比：7.31主减速器传动比：6.
5、33；7.额定功率：99kw（最高车速时3000r/min时）；8.最大转矩：353Nm（12001400r/min时）；9.轮胎规格：GB516-8219设计要求：； 附件要求：1.装配图一张；2.轴图一张；3.齿轮图一张。第一章 驱动桥结构方案拟定由于要求设计的是载货汽车的后驱动桥，要设计这样一个级别的驱动桥，一般选用非断开式驱动桥以与非独立悬架相适应。该种形式的驱动桥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，此时驱动桥，驱动车轮都属于簧下质量。123456789101半轴2圆锥滚子轴承3支承螺栓4主减速器从动锥齿轮5油封
6、6主减速器主动锥齿轮7弹簧座8垫圈9轮毂10调整螺母图1-1 驱动桥图1-2中央主减速器整体式驱动桥第二章 主减速器设计2.1主减速器的结构形式主减速器的结构形式主要是根据其齿轮的类型，主动齿轮和从动齿轮的安置方法以及减速形式的不同而异。驱动桥中主减速器、差速器设计应满足如下基本要求：a）所选择的主减速比应能保证汽车既有最佳的动力性和燃料经济性。b）外型尺寸要小，保证有必要的离地间隙；齿轮其它传动件工作平稳，噪音小。c）在各种转速和载荷下具有高的传动效率；与悬架导向机构与动协调。d）在保证足够的强度、刚度条件下，应力求质量小，以改善汽车平顺性。e）结构简单，加工工艺性好，制造容易，拆装、调整方
7、便。按主减速器的类型分，驱动桥的结构形式有多种，基本形式有三种如下：1)中央单级减速器。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。一般在主传动比较小的情况下，应尽量采用中央单级减速驱动桥。图2-1单级主减速器 图2-2双级主减速器2)中央双级主减速器。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，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、轮边减速器。综上所述，中央单级主减速器。它还有以下几点优点：(l)结构最简单，制造工艺简单，成本较低， 是驱动桥的基本类型
8、，在重型汽车上占有重要地位；(2) 载重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，汽车使用条件对汽车通过性的要求降低。(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。单级驱动桥产品的优势为单级驱动桥的发展拓展了广阔的前景。从产品设计的角度看， 载重车产品在主减速比小于6的情况下，应尽量选用单级减速驱动桥。所以此设计采用中央单级减速驱动桥，再配以铸造整体式桥壳。图2-3中央主减速器 主减速器的齿轮类型主减速器的齿轮有弧齿锥齿轮，双曲面齿轮，圆柱齿轮和蜗轮蜗杆
9、等形式。在此选用弧齿锥齿轮传动，其特点是主、从动齿轮的轴线垂直交于一点。由于轮齿端面重迭的影响，至少有两个以上的轮齿同时啮合，因此可以承受较大的负荷，加之其轮齿不是在齿的全长上同时啮合，而是逐渐有齿的一端连续而平稳的地转向另一端，所以工作平稳，噪声和振动小。另外，弧齿锥齿轮与双曲面锥齿轮相比，具有较高的传动效率。 主减速器主，从动锥齿轮的支承形式图2-3主动锥齿轮悬臂式支承图2-4主动锥齿轮跨置式图2-5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。查阅资料、文献，经方案论证，采用悬臂式支承结构（如图2-3示）。跨置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
10、为减小，约减小到悬臂式支承的130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1/51/7。齿轮承载能力较悬臂式可提高10%左右。但结构较复杂，所以选用跨置式。从动锥齿轮采用圆锥滚子轴承支承（如图2-5示）。为了增加支承刚度，两轴承的圆锥滚子大端应向内，以减小尺寸c+d。为了使从动锥齿轮背面的差速器壳体处有足够的位置设置加强肋以增强支承稳定性，c+d应不小于从动锥齿轮大端分度圆直径的70%。为了使载荷能均匀分配在两轴承上，应是c等于或大于d。2.2 主减速器的基本参数选择与设计计算 主减速器计算载荷的确定1. 按发动机最大转矩和最低挡传动比确定从动锥齿轮的计算转矩Tce从动锥齿轮计算转矩
11、TceTce= （2-1）式中：Tce计算转矩，；Temax发动机最大转矩；Temax =353 n计算驱动桥数，1；if变速器传动比，if=7.31；i0主减速器传动比，i0=6.33；变速器传动效率，取=0.9；k液力变矩器变矩系数，K=1；Kd由于猛接离合器而产生的动载系数，Kd=1；i1变速器最低挡传动比，i1=1；代入式（2-1），有： Tce=14700.7 主动锥齿轮计算转矩T=2322.39 Nm2. 按驱动轮打滑转矩确定从动锥齿轮的计算转矩 （2-2）式中 汽车满载时一个驱动桥给水平地面的最大负荷，后桥所承载69300N的负荷; 轮胎对地面的附着系数，对于安装一般轮胎的公路用
12、车，取=0.85；对于越野汽车取1.0；对于安装有专门的防滑宽轮胎的高级轿车，计算时可取1.25; 车轮的滚动半径，在此选用轮胎型号为GB516-82 9.020，则车论的滚动半径为0.456m； ，分别为所计算的主减速器从动锥齿轮到驱动车轮之间的传动效率和传动比，取0.9，由于没有轮边减速器取1.0 所以=29845.23. 按汽车日常行驶平均转矩确定从动锥齿轮的计算转矩对于公路车辆来说，使用条件较非公路车辆稳定，其正常持续的转矩根据所谓的平均牵引力的值来确定： （2-3）式中：汽车满载时的总重量，92900N；所牵引的挂车满载时总重量，N，但仅用于牵引车的计算；道路滚动阻力系数，对于载货汽
13、车可取0.0150.020；在此取0.018汽车正常行驶时的平均爬坡能力系数，对于载货汽车可取0.050.09在此取0.07；汽车的性能系数在此取0；主减速器主动齿轮到车轮之间的效率；主减速器从动齿轮到车轮之间的传动比；n驱动桥数。所以 =38502.7 主减速器基本参数的选择主减速器锥齿轮的主要参数有主、从动齿轮的齿数和、从动锥齿轮大端分度圆直径、端面模数、主从动锥齿轮齿面宽和、中点螺旋角、法向压力角等。1. 主、从动锥齿轮齿数和选择主、从动锥齿轮齿数时应考虑如下因素：1）为了磨合均匀，之间应避免有公约数。2）为了得到理想的齿面重合度和高的轮齿弯曲强度，主、从动齿轮齿数和应不小于40。3）为
14、了啮合平稳，噪声小和具有高的疲劳强度对于商用车一般不小于6。4）主传动比较大时，尽量取得小一些，以便得到满意的离地间隙。5）对于不同的主传动比，和应有适宜的搭配。根据以上要求，这里取=6 =38，能够满足条件：+=44402. 从动锥齿轮大端分度圆直径和端面模数对于单级主减速器，增大尺寸会影响驱动桥壳的离地间隙，减小又会影响跨置式主动齿轮的前支承座的安装空间和差速器的安装。可根据经验公式初选，即 （2-4）直径系数，一般取13.015.3； 从动锥齿轮的计算转矩，为Tce和Tcs中的较小者。所以 =（13.015.3）=（318.5374.8）初选=340 则=/=350/38=8.95参考机械设计手册选取 9，则=342 根据=来校核=10选取的是否合适，其中=（0.30.4）此处，=（0.30.4）=（7.
