轻型货车驱动桥设计

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1、目录1 前言 21.1 本课题的来源、基本前提条件和技术要求 21.2 本课题要解决的主要问题和设计总体思路 21.3 预期的成果 22 国内外发展状况及现状的介绍 43 总体方案论证 54 具体设计说明 84.1 主减速器的设计 84.1.1 主减速器的结构型式 84.1.2 主减速器主动锥齿轮的支承型式及安装方法 104.1.3 主减速器从动锥齿轮的支承型式及安装方法 114.1.4 主减速器的基本参数的选择及计算 124.2 差速器的设计 154.2.1 差速器的结构型式 154.2.2 差速器的基本参数的选择及计算 164.3 半轴的设计 174.3.1 半轴的结构型式 174.3.2

2、 半轴的设计与计算 184.4 驱动桥壳结构选择 215 结论 23参 考 文 献 错 误! 未定义书签。1 前言本课题是进行轻型货车汽车后驱动桥的设计。 设计出小型轻型货车汽车后驱 动桥，包括主减速器、差速器、驱动车轮的传动装置及桥壳等部件，协调设计车 辆的全局。1.1 本课题的来源、基本前提条件和技术要求a. 本课题的来源：轻型载货汽车在汽车生产中占有大的比重。驱动桥在整车中十分重要，设计出结构简单、工作可靠、造价低廉的驱动桥，能大大降低整车 生产的总成本，推动汽车经济的发展。b. 要完成本课题的基本前提条件是： 在主要参数确定的情况下， 设计选用驱 动桥的各个部件，选出最佳的方案。c.

3、技术要求：设计出的驱动桥符合国家各项轻型货车的标准 1 ，运行稳定可 靠，成本降低，适合本国路面的行驶状况和国情。1.2 本课题要解决的主要问题和设计总体思路a. 本课题解决的主要问题：设计出适合本课题的驱动桥。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，有了变速器还不能完全解决发动机特性与汽车行驶要求间的矛盾和结构布 置上的问题。 首先是因为绝大多数的发动机在汽车上的纵向安置的， 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要求。

4、其 次，需将经过变速器、传动轴传来的动力，通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，要想使汽车驱动桥的设计合理，首先必须选 好传动系的总传动比，并恰当地将它分配给变速器和驱动桥。b. 本课题的设计总体思路：非断开式驱动桥的桥壳，相当于受力复杂的空 心梁，它要求有足够的强度和刚度， 同时还要尽量的减轻其重量。 所选择的减速 器比应能满足汽车在给定使用条件下具有最佳的动力性和燃料经济性。 对载货汽 车，由于它们有时会遇到坎坷不平的坏路面， 要求它们的驱动桥有足够的离地间 隙，以满足汽车在通过性方面的要求。 驱动桥的噪声主要来自齿轮及其他传动机 件。提高它们的加工精度、装配精

5、度，增强齿轮的支承刚度，是降低驱动桥工作 噪声的有效措施。 驱动桥各零部件在保证其强度、 刚度、可靠性及寿命的前提下 应力求减小簧下质量， 以减小不平路面对驱动桥的冲击载荷， 从而改善汽车行驶 的平顺性。1.3 预期的成果 设计出小型轻型货车汽车的驱动桥，包括主减速器、差速器、驱动车轮的传动装置及桥壳等部件， 配合其他同组同学， 协调设计车辆的全局。 使设计出的产 品使用方便，材料使用最少，经济性能最高。a. 提高汽车的技术水平，使其使用性能更好，更安全，更可靠，更经济，更舒适，更机动，更方便，动力性更好，污染更少。b. 改善汽车的经济效果，调整汽车在产品系列中的档次，以便改善其市场 竞争地位

6、并获得更大的经济效益2 国内外发展状况及现状的介绍为适应不断完善社会主义市场经济体制的要求以及加入世贸组织后国内外 汽车产业发展的新形势， 推进汽车产业结构调整和升级， 全面提高汽车产业国际 竞争力，满足消费者对汽车产品日益增长的需求， 促进汽车产业健康发展， 特制 定汽车产业发展政策。通过该政策的实施，使我国汽车产业在 2010 年前发展成 为国民经济的支柱产业， 为实现全面建设小康社会的目标做出更大的贡献。 政府 职能部门依据行政法规和技术规范的强制性要求，对汽车、农用运输车 （ 轻型货 车车及三轮汽车，下同 ） 、摩托车和零部件生产企业及其产品实施管理，规范各 类经济主体在汽车产业领域的

7、市场行为。 轻型货车汽车， 在汽车发展趋势中， 有 着很好的发展前途。 生产出质量好， 操作简便， 价格便宜的轻型货车汽车将适合 大多数消费者的要求。 在国家积极投入和支持发展汽车产业的同时， 能研制出适 合中国国情， 包括道路条件和经济条件的车辆， 将大大推动汽车产业的发展和社 会经济的提高。在新政策汽车产业发展政策中，在 2010 年前，我国就要成为世界主要 汽车制造国，汽车产品满足国内市场大部分需求并批量进入国际市场； 2010 年， 汽车生产企业要形成若干驰名的汽车、 摩托车和零部件产品品牌； 通过市场竞争 形成几家具有国际竞争力的大型汽车企业集团，力争到 2010 年跨入世界 500

8、强 企业之列，等等。同时，在这个新的汽车产业政策描绘的蓝图中，还包含许多涉 及产业素质提高和市场环境改善的综合目标， 着实令人鼓舞。 然而， 不可否认的 是，国内汽车产业的现状离产业政策的目标还有相当的距离。自 1994 年汽车 工业产业政策 颁布并执行以来， 国内汽车产业结构有了显著变化， 企业规模效 益有了明显改善， 产业集中度有了一定程度提高。 但是，长期以来困扰中国汽车 产业发展的散、 乱和低水平重复建设问题， 还没有从根本上得到解决。 多数企业 家预计，在新的汽车产业政策的鼓励下， 将会有越来越多的汽车生产企业按照市 场规律组成企业联盟，实现优势互补和资源共享。3总体方案论证驱动桥的

9、结构型式按齐总体布置来说共有三种，即普通的非断开式驱动桥, 带有摆动半轴的非断开式驱动桥和断开式驱动桥。777777777777777图3-1驱动桥的总体布置型式简图（a）普通非断开式驱动桥；（b）带有摆动半轴的非断开式驱动桥；（c）断开式驱动桥图3-2 非断开式驱动桥普通非断开式驱动桥2，如图3-2，由于其结构简单、造价低廉、工作可靠，最 广泛地用在各种载货汽车、客车和公共汽车上，在多数的的越野汽车和部分轿车 上也采用这种结构。它的具体结构是桥壳是一根支承在左、 右驱动车轮上的刚性 空心梁，而齿轮及半轴等所有的传动机件都装在其中。这时整个驱动桥、驱动车轮及部分传动轴均属簧下质量，使汽车的簧下

10、质量较大，这是它的一个缺点。采用单级主减速器代替双级主减速器可大大减小驱动桥质量。采用钢板冲压-焊接的整体式桥壳及钢管扩制的整体式桥壳，均可显著地减轻驱动桥的质量。驱动桥的轮廓尺寸主要决定于主减速器的型式。在汽车的轮胎尺寸和驱动桥 下的最小离地间隙已经确定的情况下，也就限定了主减速器从动齿轮直径的尺寸。 在给定主减速器速比的条件下，如果单级主减速器不能满足离地间隙要求，则可 改用双级结构。后者仅推荐用于主减速比大于 7.6且载货在6t以上的大型汽车 上。在双级主减速器中，通常是把两级减速齿轮放在一个主减速器壳内，也可以将第二级减速齿轮移向驱动车轮并靠近轮毂， 作为轮边减速器。在后一种情况下 又

11、有五种布置方案可供选择。方案（二）：断开式驱动桥图3-3 断开式驱动桥断开式驱动桥区别于非断开式驱动桥的明显特点在于前者没有一个连接左 右驱动车轮的刚性整体外壳或梁2。断开式驱动桥的桥壳是分段的，并且彼此之 间可以做相对运动，所以这种桥称为断开式的。另外，它又总是与独立悬架相匹 配，故又称为独立悬挂驱动桥。这种桥的中段，主减速器及差速器等是悬置在车 架横梁或车厢底板上，或与脊梁式车架相联。主减速器、差速器与传动轴及一部 分驱动车轮传动装置的质量均为簧上质量。两侧的驱动车轮由于采用独立悬挂则 可以彼此独立地相对于车架或车厢作上下摆动，相应地就要求驱动车轮的传动装 置及其外壳或套管，作相应摆动。所

12、以断开式驱动桥也称为“带有摆动半轴的驱 动桥”。汽车悬挂总成的类型及其弹性元件与减振装置的工作特性是决定汽车行驶平顺 性的主要因素，因汽车簧下部分质量的大小，对其平顺性也有显著的影响。断开式驱动的簧下质量较小，又与独立悬架相配合，致使驱动车轮与地面的接触情况及对各种地形的适应性比较好， 由此可大大地减小汽车在不平路面上行 驶时的振动和车厢倾斜； 提高汽车的行驶平顺性和平均行驶速度； 减小车轮和车 桥上的动载荷及零件的损坏， 提高其可靠性及使用寿命。 但是，由于断开式驱动 桥及与其相配的独立悬挂的结构复杂， 故这种结构主要见于对行驶平顺性要求较 高的一部分及一些越野汽车上， 且后者多属于轻型以下

13、的越野汽车或多桥驱动的 重型越野汽车。方案（三）：多桥驱动的布置为了提高装载量和通过性， 有些重型汽车及全部中型以上的越野汽车都是采 用多桥驱动，常采用4X 4、6X 6、8X 8等驱动型式2。在多桥驱动的情况下， 动力经分动器传给各驱动桥的方式有两种。 相应这两种动力传递方式， 多桥驱动 汽车各驱动桥的布置型式分为非贯通式与贯通式。 前者为了把动力经分动器传给 各驱动桥， 需分别由分动器经各驱动桥自己专用的传动轴传递动力， 这样不仅使 传动轴的数量增多， 且造成各驱动桥的零件特别是桥壳、 半轴等主要零件不能通 用。而对 8X 8 汽车来说，这种非贯通式驱动桥就更不适宜，也难与布置了。为了解决

14、上述问题，现代多桥驱动汽车都是采用贯通式驱动桥的布置型式。 在贯通式驱动桥的布置中， 各桥的传动轴布置在同一纵向铅垂平面内， 并且 各驱动桥分别用自己的传动轴与分动器直接联接， 而是位于分动器前面的或后面 的各相邻两桥的传动轴， 是串联布置的。 汽车前后两端的驱动桥 （第一、第四桥） 的动力，是经分动器并贯通中间桥（分别穿过第二、第三桥）而传递的。其优点 是，不仅减少了传动轴的数量， 而且提高了各驱动桥零件的相互通用性， 并且简 化了结构、减小了体积和质量。这对于汽车的设计（如汽车的变形） 、制造和维 修，都带来方便。四桥驱动的越野汽车也可采用侧边式及混合式的布置。经上述分析， 考虑到所设计的

15、轻型载货汽车的载重和各种要求， 其价格要求 要尽量低， 故其生产成本应尽可能降低。 另由于轻型载重汽车对驱动桥并无特殊 要求，和路面要求并不高，故本设计采用普通非断开式驱动桥。4具体设计说明4.1主减速器的设计 主减速器的结构型式主减速器的结构型式，主要是根据其齿轮类型、主动齿轮和从动齿轮的安置 方法以及减速型式的不同而异。在现代汽车驱动桥上，主减速器采用得最广泛的是“格里森”（Gleason ）制或“奥利康” （Oerlikon ）制的螺旋锥齿轮和双面锥齿轮。图4-1 螺旋锥齿轮与双曲面齿轮传动（a）螺旋锥齿轮传动；（b）双曲面齿轮传动采用双曲面齿轮。他的主、从动齿轮轴线不相交而呈空间交叉。其空间交叉角（即 将一轴线平移，使之与另一轴线相交的交角）也都是采用90。主动齿轮轴相对于从动齿轮轴有向上或向下的偏移，称为上偏置或下偏置。这个偏移量称为双 曲面齿轮的偏移距。当偏移距大到一定程度，可使一个齿轮轴从另一个齿轮轴旁 通过。这样就能在每个齿轮的两边布置尺寸紧凑的支承。这对于增强支承刚度、 保证齿轮正确啮合从而提高齿轮寿命大有好处。 和螺旋锥齿轮由于齿轮的轴线相 交而使得主、从动齿轮的螺旋角相等的情况不同， 双曲面齿轮的偏移距使得主动 齿轮的螺旋角大于从动齿轮的螺旋角。 因此，双曲面传动齿轮副的法向模数或法 向周节虽相等，但端面模