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1、CSU1030A货车总体设计及驱动桥设计摘要本文主要介绍驱动桥的结构原理、布置型式的选择及主减速器、半轴及桥壳等的设计、计算和绘图过程，且根据CSU1030A货车兼具城市行走、既载人又载货，行驶范围广的特点，采用类比的方法，选用准双曲线齿轮主减速器，合理布置各齿轮部件，设计计算各齿轮的参数、半轴等，并对各零件进行校核。 关键词: CSU1030A货车；设计；驱动桥目 录1 总体设计31.1轴数、驱动形式、布置形式31.2 汽车主要参数41.3发动机功率、转速、扭矩41.4 汽车轮胎的选折51.5 传动系传动比61.6 变速器传动比62驱动桥设计82.1 概述82.2 驱动桥的结构方案92.3
2、主减速器的设计11 2.3.1 主减速器的结构形式11 2.3.2 主减速器的基本参数选择与设计计算12 2.3.3 双曲面齿轮的几何尺寸计算14 2.3.4 主减速器锥齿轮轴承的载荷计算162.3.5 主减速器齿轮的材料及热处理202.4 差速器的设计212.4.1 差速器类型的选择 212.4.2 差速器齿轮的基本参数选择222.4.3 差速器齿轮的几何参数的计算252.4.4 差逮器齿轮与强度计算262.5.3 半轴的强度验算262.5 驱动桥壳设计27总结28参考文献 291. 总体设计已知设计参数如下：装载质量（kg）汽车型号最大总质量（kg）最大车速（Km/h）1500CSU103
3、0A3370 80根据已知数据，查有关书籍得以下初步总体设计方案：1.1 轴数、驱动形式、布置形式1.1.1 轴数：两轴汽车可以有两轴、三轴、四轴甚至更多的轴数。影响选轴的因素主要有汽车的总质量、道路法规对轴载质量的限制和轮胎的负荷能力以及汽车的结构等。根据国家道路交通法规、设计规范及汽车的用途可知，包括乘用车以及汽车总质量小于19t的公路运输车辆和轴荷不受道路、桥梁限制的不在公路上行驶的车辆，均采用结构简单、制造成本低廉的两轴方案。由于给定的货车总质量为3370kg，则设计采用两轴方案。1.1.2 驱动形式：4*2后轮双胎汽车的用途、总质量和对车辆通过性能的要求等，是影响选取驱动形式的主要因
4、素。增加驱动轮数能够提高汽车的通过能力，驱动轮数越多，汽车的结构越复杂，整备质量和制造成本也随之提高，同时也使汽车的总体布置工作变得困难。因是货车，故采用4*2后轮双胎驱动方式。1.1.3 布置形式：平头式发动机前置后驱动，发动机置于前轴之上，驾驶室之正下方 对货车的几种典型的布置形式进行分析比较。发动机前置后桥驱动的货车的主要优点是：可以采用直列、V型或卧式发动机；发现发动机故障容易；发动机的接近性良好，维修方便；离合器、变速器等操纵机构的结构简单，容易布置；货箱地板高度低。主要缺点是：如果采用平头式驾驶室，而且将发动机布置在前轴之上，处于驾驶员、副驾驶员座位之间时，驾驶室内部拥挤，隔绝发动
5、机工作噪声、气味、热量和振动的工作困难，离合器、变速器等操纵机构复杂。发动机中置后桥驱动的货车，可以采用水平对置式发动机布置在货箱下方，因发动机通过性不好，需特殊设计，故维修不便；离合器、变速器等操纵机构结构复杂；因发动机距地面近，容易被车轮带起的泥土弄脏；受发动机位置影响，货箱地板高度高。因为这种布置形式的缺点多，并且难以克服，故已不再采用。发动机后置后桥驱动的货车是在发动机后置后桥驱动的乘用车的底盘基础上变型而来的，所以采用已经极少了。它的主要缺点是离合器、变速器等操纵机构复杂；发现发动机故障和维修发动机都困难以及发动机容易被泥土弄脏；后桥容易超载等。综上所述本方案采用平头式发动机前置后驱
6、动的布置形式。1.2 汽车主要参数：1.2.1 外形尺寸(mm)：5200*1900*2100外廓尺寸的确定需考虑法规、汽车的用途、装载质量及涵洞和桥梁等道路尺寸条件。GB 1589-1989规定了汽车外廓尺寸限界，货车、整体式客车总长不应超过12m;汽车宽不超过2.5m，汽车高不超过4m等。根据EQ1061G2D3载货汽车的技术参数，可以设计外廓尺寸为（5200*1900*2100）1.2.2 货箱尺寸(mm)：3600*1800*380车厢尺寸要考虑汽车的用途参考同类车型选取，但必须保证运送散装煤和袋装粮食时能装足额定的装载质量。根据EQ1061G2D3载货汽车的技术参数，车厢内部尺寸为（
7、3600*1800*380）。1.2.3轴荷分配： 表1-0整备质量(kg)1900总质量（kg）3370空载前轴(kg)1045(55%)满载前轴(kg)1179.5（35%）空载后轴(kg)855（45%）满载后轴(kg)2190.5（65%）汽车的轴荷分配可根据汽车的驱动形式、发动机位置、汽车结构特点、车头形式及总质量等参照参考文献1并参考EQ1061G2D3载货汽车的技术参数选取。1. 轴距(mm)：27002. 前悬/后悬(mm)：850/16003. 前/后轮距(mm)：1400/13504. 质量系数：1.15. 货车车头长(mm)：1400轴距、轮距、前悬、后悬的参数参照汽车设
8、计教材，并参考了EQ1061G2D3载货汽车选取的。1.3发动机功率、转速、扭矩及发动机型号的确定根据下式估算发动机的最大功率：式中的A为正投影面积，根据外形尺寸计算得到，货车CD取0.81.0。 根据估算出来的最大功率从国内主要汽车发动机生产厂家的产品中选定发动机型式（汽油机或者柴油机）和型号，国内汽车发动机生产厂家主要有：玉柴、朝柴、解放、东风、长安、柳州动力、云内动力、北京内燃机等，可上网查询相关产品的型号及参数A为正投影面积1900*2400 mm = 4560000mm2 =4.56 m2 CD取0.8T 为传动系效率，根据参考文献1，对驱动桥单级主减速器的42汽车可取90%，故T取
9、90%fr为滚动阻力系数，根据参考文献1，对货车取0.02g为重力加速度，取9.8m/s2 ma为汽车总质量，3370kgvamax为最高车速，80km/h由以上参数可计算得：Pemax =43.57KW式中的A为正投影面积，可以参考已有的同类车型的尺寸计算得到，货车CD取0.81.0。根据估算出来的最大功率从国内主要汽车发动机生产厂家的产品中选定发动机型式（汽油机或者柴油机）和型号，国内汽车发动机生产厂家主要有：玉柴、朝柴、解放、东风、长安、柳州动力、云内动力、北京内燃机等，可上网查询相关产品的型号及参数。因此选取发动机功率为44kW。发动机的基本参数： 表1-1发动机型号490QC燃油种类
10、柴油最大功率(kW)44最大扭矩(N.m)1601.4汽车轮胎的选择轮胎及车轮用来支撑汽车，承受汽车重力，在车桥（轴）与地面之间传力，驾驶人员经操纵转向轮，可实现对汽车运动方向的控制。轮胎及车轮对汽车的许多重要性能，包括动力性、经济性、通过性、操纵稳定性、制动性及行驶安全性和汽车的承载能力都有影响，因此，选择轮胎是很重要的工作。轮胎及车轮的选择应满足一下基本要求：足够的负荷能力和速度能力；较小的滚动阻力和行驶噪声；良好的均匀性和质量平衡性；耐磨损、耐老化、抗刺扎和良好的气密性；质量小、价格低、拆装方便、互换性好。根据汽车的用途及轴荷、最高车速并参考同类汽车选取，可上汽车轮胎制造商网站查找有关轮
11、胎和轮辋参数。国产轮胎的知名品牌有：三角、双钱/回力、成山、东风、风神等。1、 型号：6.50-162、 技术指标：层数10，轮辋型号：6.0，允许内压560kpa,最大负荷14050kg,断面宽度215mm，外直径765mm3、数量：41.5确定传动系最小传动比，即主减速器传动比在选定最小的传动比时，要考虑到最高挡行驶时有足够的动力性能。根据参考文献9机最大功率时的车速应等于最高车速或略小于最高车速： 即主减速器传动比： (最高档为直接档)式中：为滚动半径；为发动机额定功率时的转速；为最高车速（应根据选定发动机后的参数重新估算）， 为变速器的最高挡传动比，若最高挡为直接挡，则=1。由已选轮胎
12、得：自由直径为：d=765mm由=Fd/2得：滚动半径=364.23mm其中：子午线轮胎：F=3.05；斜交轮胎：F=2.99由上述可知，=3200 rpm；=80km/h根据公式可得：=4.39。故取4.391.6确定传动系最大传动比，从而计算出变速器最大传动比。确定传动系最大传动比时，要考虑三方面：最大爬坡度；附着力；汽车的最低稳定车速。就普通货车而言，当已知时，确定传动系最大传动比也就是确定变速器I挡传动比。汽车爬大坡时车速很低，可忽略空气阻力，汽车的最大驱动力应为：或 即 =3.10 一般货车的最大爬坡度为30，即根据参考文献3，表1-2 滚动阻力系数f的数值 取一般的沥青或混凝土路面f=0.018由已知数据和计算数据得，最大总质量G=3370kg；=364.23mm；
