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1、2012届毕业设计说明书The design is a reference to the traditional axle design. Access to a lot of information in the design process.This design is the first demonstration program. Followed by the structure of the drive axle design. Including the choice of the number of gear pairs, the choice of gear type dif
2、ferential design, the choice of the differential gear, axle housing structure. Which force the check: the main driven gear check, check, bearing axle spline and gear shaft spline checking, axle check under different working environments. In the design process in accordance with the conditions of use
3、 of design reference models, purpose, and select the appropriate structure. Taking into account the practicality, economy, stability of the drive axle.3D modeling software for UG7.5, and catiaV5 2D drawings drawn mainly use catiaV5. Use of UG7.5 assembly simulation exercise. And detect the spatial r
4、elationships of various parts in the 3D modeling process. Appropriate changes to the parameters of the primary.The design seeks to meet the case, the axle structure is simplified. Try to reduce costs and improve the stability of the drive axle. However, due to the limitations of their own level, the
5、re are many inadequacies. I hope you correct!Key words: medium-sized trucks the rear axle differential axle housingI目录第一章 主减速器的设计11.1主减速器的结构形式11.2主减速器减速型式的选择11.3主减速器齿轮型式的选择11.3.1螺旋锥齿轮与双曲面齿轮比较21.3.2双曲面齿轮传动比螺旋锥齿轮传动还具有如下优点21.4主减速器主动齿轮的支承型式选择31.4.1主减速器主动齿轮的支承型式31.5主减速器从动齿轮支承的选择41.6主减速器齿轮计算荷载的确定51.7主减速器齿
6、轮基本参数的选择71.7.1齿数的选择71.7.2节圆直径的选择81.7.3齿轮端面模数的选择81.7.4齿面宽的选择91.7.5双曲面齿轮的偏移距E与偏移方向的选择91.7.6双曲面齿轮螺旋方向的选择101.7.7螺旋角的选择111.7.8齿轮法向压力角的选择131.8双曲面齿轮的强度计算151.8.1单位齿长上的圆周力151.8.2齿轮的弯曲强度计算161.8.3齿轮的接触强度计算181.9主减速器齿轮的材料及热处理191.10主减速器轴承的计算20第二章 差速器262.1差速器的结构与选择262.2差速器齿轮基本参数选择272.2.1行星齿轮数目的选择272.2.2行星齿轮球半径RB的确
7、定272.2.3行星齿轮与半轴齿轮齿轮数的选择282.2.4差速器锥形齿轮模数及半轴齿轮节圆直径的初选282.2.5压力角282.2.6行星齿轮的安装直径及其深度L的确定292.3差速器齿轮的弯曲应力29第三章 驱动桥车轮的传动装置313.1半轴的型式313.1.1半浮式半轴313.1.2 3/4浮式半轴313.1.3全浮式半轴313.2 半轴的设计与计算343.2.1载荷工况343.2.2全浮式半轴的设计计算343.2.3主动锥齿轮花键的校核363.2.4半轴结构设计及材料37第四章 驱动桥桥壳384.1 桥壳结构的形式与选择384.1.1可分式桥壳384.1.2整体式桥壳384.1.3组合
8、式桥壳404.2桥壳的强度计算404.2.1桥壳的静弯曲应力计算414.2.2在不平的路面冲击载荷作用下桥壳的强度计算424.2.3汽车以最大牵引力行驶时桥壳的强度计算434.2.4汽车紧急制动时桥壳的强度计算45总结47致谢48参考文献49附录50第一章 主减速器的设计主减速器的功用是将输入的转矩增大并相应的减低转速，以及当发动机纵置事还具有改变转矩旋转方向的作用。1.1主减速器的结构形式为了满足不同的需求，主减速器的结构形似也是不同的。按参加减速的齿轮副数目分，有单级式主减速器和双级式主减速器。在双级式主减速器中，若第二级减速齿轮有两副，并置于两车车轮附近，实际上成为独立的部件，则称为轮边
9、主减速器。按主减速器主传动比挡数分，有单速式和双速式。前者的传动比是固定的，后者有两个传动比供驾驶员选择，以适应不同的行驶条件的需求。按齿轮副的形式分，有圆柱齿轮、锥齿轮、双曲面齿轮、蜗杆齿轮6。1.2主减速器减速型式的选择主减速器的减速型式分为单级减速、双级减速、单级贯通、主减速器及轮边减速等。减速型式的选择与汽车的类型及使用条件有关，有时也与制造厂已有的产品系列及制造条件有关，由于本次设计参考的车辆驱动形式为4X2，所以不用考虑单级贯通主减速器。但主要取决于动力性、经济性等整车性能所要求的主减速器比io的大小及驱动桥的离地间隙、驱动动桥的数目与布置型式等。单级主减速器具有结构简单。质量小、
10、尺寸紧凑及制造成本低等特点，因此它广泛地运用主减速比io7.6的各种中小型汽车上。大多数中型货车都采用这种型式。多数采用单级主减速的载货汽车的传动比则选择在57.双级主减速器结构复杂、质量大、制造成本高，因此仅用在主减速比在7.6io12且在采用单级减速器不能满足既定的减速比与离地间隙要求的重型汽车上。也就说双级主减速器在相同的主减速比的情况下，可以大大缩小驱动桥的尺寸从而增大了最小离地间隙。轮边主减速器也属于双级主减速器的一种，它不仅具有减小驱动桥尺寸的优点还具有减小半轴所受的转矩。但是它的缺点也是明显的。根据驱动桥设计的基本要求在单级减速器满足的情况下，不考虑双级主减速器。又因本次设计参考
11、的车型为中型货车。无论从生产成本与售后维修成本来说首选单级主减速器1。1.3主减速器齿轮型式的选择现代汽车驱动桥上，主减速器采用得最广泛的是螺旋锥齿轮和双曲面齿轮。蜗杆蜗轮传动虽然在汽车驱动桥上也得到了一定的应用，但主要是在超重型汽车上，当高速发动机与相对较低车速和较大轮胎之间的配合要有大的主减速比（814）时，采用一级蜗杆传动比较合适，因此本次设计也无需考虑蜗杆传动。在货车驱动桥设计中通常在双级主减速器才会出现圆柱齿轮，因此也不需要考虑。螺旋锥齿轮如图1-3（a）所示。其主、从动齿轮轴线线相较于一点。交角可以是任意的，但在绝大多数的汽车驱动桥上，主减速器齿轮副都采用900交角的布置。由于轮齿
12、端面重叠的影响，至少有两对以上齿轮同时啮合，因此，螺旋锥齿轮能承受较大的负荷。加之齿轮不是在齿的全长上同时啮合，而是逐渐地由齿的一端连续而的转向另一端，使得其工作平稳，即使在高速运转时，噪声和振动动是很小的。对啮合精度很敏感，齿轮副锥顶稍有不吻合便会使工作条件急剧变坏，并伴随磨损增大和噪声增大。为保证齿轮 副的正确啮合，必须将支承轴承预紧，提高支承刚度，增大壳体刚度。图1-3 螺旋锥齿轮与双曲面齿轮传动（a） 螺旋锥齿轮传动 （b）双曲面齿轮齿轮传动双曲面齿轮如图1-3（b）所示。其主、从动动齿轮轴线不相交而呈现空间交叉，其空间交叉角也是900。但其具有偏移距离。当偏移距离大到一定的程度时，可
13、使一个齿轮轴从另一个齿轮轴旁边通过。这样就能在每个齿轮的两边布置尺寸紧凑的支承。这对增强支承刚度。保证齿轮正确啮合从而提高齿轮寿命都有好处。1.3.1螺旋锥齿轮与双曲面齿轮比较1.当双曲面齿轮与螺旋锥齿轮尺寸相同时，双曲面齿轮传动有更大的传动比。 2.当传动比一定，从动齿轮尺寸相同时，双曲面主动齿轮比相应的螺旋锥齿轮有较大的直径，较高的轮齿强度以及较大的主动齿轮轴和轴承刚度。 3.当传动比一定，主动齿轮尺寸相同时，双曲面从动齿轮直径比相应的螺旋锥齿轮为小，因而有较大的离地间隙。 1.3.2双曲面齿轮传动比螺旋锥齿轮传动还具有如下优点1.在工作过程中，双曲面齿轮副不仅存在沿齿高方向的侧向滑动，而
14、且还有 沿齿长方向的纵向滑动。纵向滑动可改善齿轮的磨合过程，使其具有更高的运转平稳性。 2.由于存在偏移距，双曲面齿轮副使其主动齿轮的螺旋角大于从动齿轮的螺旋角，这样同时啮合的齿数较多，重合度较大，不仅提高了传动平稳性，而且使齿轮的弯曲强度提高约30。 3.双曲面齿轮传动的主动齿轮直径及螺旋角都较大，所以相啮合轮齿的当量曲率半径较相应的螺旋锥齿轮为大，其结果使齿面的接触强度提高。 4.双曲面主动齿轮的变大，则不产生根切的最小齿数可减少，故可选用较少的齿数，有利于增加传动比。 5.双曲面齿轮传动的主动齿轮较大，加工时所需刀盘刀顶距较大，因而切削刃寿命较长。6.双曲面主动齿轮轴布置在从动齿轮中心上
15、方，便于实现多轴驱动桥的贯通，增大传动轴的离地高度。布置在从动齿轮中心下方可降低万向传动轴的高度 ，有利于降低轿车车身高度，并可减小车身地板中部凸起通道的高度。当传动比io4.5时，双曲面齿轮更具优势。当传动比4.5io2时，两种齿轮都很适合。当传动比2io时，螺旋锥齿轮更为合适。本次设计的车桥的传动比为6.33，因此选双曲面齿轮更为合理。1.4主减速器主动齿轮的支承型式选择主减速器中必须保证主、从动齿轮具有良好的啮合状况，才能使它们很好的 工作。齿轮的正确啮合，除与齿轮的加工质量、装配调整及轴承、主减速器壳体的刚度有关以外，还与齿轮的支承刚度密切相关8。1.4.1主减速器主动齿轮的支承型式1.悬臂式悬臂式支承结构(图 1-4a)的特点是在主动齿轮大端一侧采用较长的轴颈，其上安装两个圆锥滚子轴承。为了减小悬臂长度 a 和增加两支承间的距离凸 b，以改善支承刚度，应使两轴承圆锥滚子的大端朝外，使作用在齿轮上离开锥顶的轴向力由靠近齿轮的轴承承受，而反向轴向力则由另一轴承承受。为了尽可能地增加支承刚度，支承距离 b 应大于 2
