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1、兰州工业高等专科学校毕业设计摘 要驱动桥作为汽车四大总成之一，其基本的功用是增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩，再将转矩分配给左右驱动车轮，并使左右驱动车轮具有汽车行驶运动所要求的差速功能。同时，驱动桥还要承受作用于路面和车架或承载车身之间的铅垂力、纵向力，横向力及其力矩，其质量，性能的好坏直接影响整车的安全性，经济性、舒适性、可靠性，它的性能的好坏直接影响整车性能。而对于商用汽车显得尤为重要。当采用大功率发动机输出大的转矩以满足目前商用载重汽车的快速、重载的高效率、高效益的需要时，必须要搭配一个高效、可靠的驱动桥。本设计参照传统驱动桥的设计方法进行了载重汽车驱动桥的设计。本设计首先确定主要
2、部件的结构型式和主要设计参数；然后参考类似驱动桥的结构，确定出总体设计方案；最后对主，从动锥齿轮，差速器圆锥行星齿轮，半轴齿轮，全浮式半轴和整 体式桥壳的强 度进行校核以及对支承轴承进行了寿命的校核 。关键词：商用汽车 驱动桥 单级减速桥 锥齿轮 ABSTRACT Drive axle is the one of automobile four important assemblies. It performance directly influence on the entire automobile，especially for the heavy truck.Because using
3、the big power engine with the big driving torque satisfied the need of high speed,heavy-loaded,high efficiency,high benefit todayheavy truck,single reduction final drive axle is.This design following the traditional designing method of the drive axle. First,make up the main partsstructure and the ke
4、y designing parameters; thus reference to the similar driving axle structure,decide the entire designing project;fanially check the strength of the axle drive bevel pinion,bevel gear whee,the differentional planetary pinion,differential side gear, full-floating axle shaft and the banjo axle housing,
5、 and the life expection of carrier bearing.The designing take the spiral bevel gear for the tradional hypoid gear,as the gear type of heavy trucks final drive,with the expection of the question being discussed,further.Key words: heavy truck drive axle single reduction final drive bevel gear. 目 录摘要1A
6、BSTRACT2前言1第一章 驱动桥结构方案分析3第二章 主减速器总成设计42.1 主减速器的结构形式设计42.2 主减速器的基本参数选择与计算42.3 主减速器圆弧锥齿轮的计算7第三章 差速器设计173.1 差速器的结构设计173.2 差速器齿轮的基本参数的选择173.3 差速器齿轮的几何计算193.4 差速器齿轮的强度计算21第四章 驱动半轴的设计234.1 半轴计算载荷的确定234.2半轴的强度计算24第五章 驱动桥壳的设计265.1 铸造整体式桥壳的结构265.2 桥壳的强度计算27结 论31谢 辞32参考文献331前 言驱动桥一般由主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳等组成。其功用是：将
7、万向传动装置传来的发动机转矩通过主减速器、差速器、半轴等传到驱动车轮，实现降速、增大转矩；通过主减速器圆锥齿轮副改变转矩的传递方向；通过差速器实现两侧车轮差速作用，保证内、外车轮以不同转速转向。汽车传动系的首要任务是与发动机协同工作，以保证汽车在各种行驶条件下正常行驶所必需的驱动力与车速，并使汽车具有良好的动力性与燃油经济型。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是纵向安置的，为使其转矩能传给左、右驱动车轮，必须经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
8、轮间的转矩分配问题和差速要求。其次，是因为变速器的主要任务仅在于通过选择适当的档位数及各档传动比,以使发动机的转矩转速特性能适应汽车在各种行驶阻力下对动力性与经济性的要求。而驱动桥主减速器的功用则在于当变速器处于最高档位（通常为直接档，有时还有超速档）时，使汽车有足够的牵引力，适当的最高车速和良好的燃料经济性。为此，则需将通过变速器或分动器经万向传动装置传来的动力，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，要想使汽车传动系设计得合理，首先必须选择好传动系的总传动比，并适当地将它分配给变速器和驱动桥。后者的减速比称为主减速比。当变速器处于最高档位时，汽车的动力性及燃油经济性
9、主要取决于主减速比。在汽车的总布置设计时，应根据该车的工作条件及发动机、传动系、轮胎等有关参数，选择合适的主减速比来保证汽车具有良好的动力性和燃料经济性。差速器的功用是当汽车转弯行驶或在不平路面行驶时，使左右驱动车轮以不同的角速度滚动，以保证两侧驱动车轮与地面间作纯滚动运动。汽车行驶过程中，车轮对路面的相对运动有两种状态滚动和滑动，其中滑动又有滑转和滑移两种。汽车行驶时，左右车轮在同一时间内所滚过的路程往往是不相等的。左右两轮胎内的气压不等、胎面磨损不均匀、两车轮上的负荷不均匀而引起车轮滚动半径不相等；左右两轮接触的路面条件不同，行驶阻力不等等。这样，如果驱动桥的左、右车轮刚性连接，则不论转弯
10、行驶或直线行驶，则不可避免地产生驱动轮在路面上的滑移或滑转，这不仅会加剧轮胎的磨损与功率和燃料的消耗，而且可能导致转向沉重，通过性和操纵稳定性变坏。为了防止这些现象的发生，汽车左、右驱动轮间都装有轮间差速器，从而保证了驱动桥两侧车轮在行程不等时具有不同的旋转角速度，满足了汽车行驶运动学要求。差速器是个差速传动机构，用来在两输出轴间分配转矩，并保证两输出轴有可能以不同的角速度转动，用来保证各驱动轮在各种运动条件下的动力传递，避免轮胎与地面间打滑。差速器按其结构特征可分为齿轮式、凸轮式、蜗轮式和牙嵌自由轮式等多种形式。驱动桥的传动效率主要决定于其齿轮啮合及轴承运转是的摩擦损失和润滑油的扰动、飞溅引
11、起的功率损失。除齿轮精度及支承刚度外，正确选择润滑油可减小齿面间的摩擦损失，改善啮合；除转速影响外，正确选择轴承的尺寸及型号、间隙或预紧度，改善润滑等是减小轴承摩擦损失的有效措施；除主减速器从动齿轮轮缘的宽度、切线速度及润滑油黏度的影响外，选择合理的油面高度，可控制润滑油的扰动、飞溅引起的功率损失，这些都是减小驱动桥的功率损失提高其传动效率的主要方法。随着高速公路网状况的改善和国家环保法规的完善，环保、舒适、快捷成为货车市场的主旋律。对整车主要总成之一的驱动桥而言，小速比、大扭矩、传动效率高、成本低逐渐成为货车主减速器技术的发展趋势。货车发动机向低速大扭矩方向发展的趋势，使得驱动桥的传动比向小
12、速比发展。为顺应节能、环保的大趋势，货车的技术性能在向节能、环保、安全、舒适的方面发展。因此，要求货车车桥也要轻量化、低噪声、高效率、大扭矩、宽速比、长寿命和低生产成本。对不同用途的汽车来说，驱动桥的结构形式虽然可以不同，但在使用中对他们的基本要求却是一致的。综上所述，对驱动桥的基本要求可以归纳为以下几点：(1)所选择的主减速器比应满足汽车在给定使用条件下具有最佳的动力性和经济性；(2)当两驱动车轮以不同角速度转动时，应能将转矩平稳且连续不断地传递到两个驱动车轮上；(3)当左右两驱动车轮的附着系数不同时，应能充分利用汽车的牵引力；(4)能承受和传递路面与车架或车厢之间的铅垂力、纵向力和横向力及
13、其力矩；(5)驱动桥各零部件在强度高、刚性好、工作可靠及使用寿命长的条件下，应力求做到质量小，特别是非悬挂质量应尽量小，以减小不平路面给驱动桥的冲击载荷，从而改善汽车的平顺性；(6)轮廓尺寸不大，以便于汽车的总布置及与所要求的驱动桥离地间隙相适应；(7)齿轮及其他传动机件工作平稳，无噪音或低噪音；(8)驱动桥总成及零部件的设计应能尽量满足零件的标准化、部件的通用化和产品的系列化汽车变型的要求；(9)在各种载荷及转速工况下有高的传动效率；(10)结构简单，修理、保养方便；机件工艺性好，制造容易。第一章 驱动桥结构方案分析由于要求设计的是4吨级的后驱动桥，要设计这样一个级别的驱动桥，一般选用非断开
14、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线螺旋伞齿轮，主动小齿轮采用骑马式支承， 有差速锁装置供选用。2)中央双级驱动桥。由于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
15、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边减速桥；另一类为圆柱行星齿轮式轮边减速驱动桥。综上所述，将设计的驱动桥的传动比定为4.45，小于6。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，重型汽车驱动桥技术已呈现出向单级化发展的趋势。单级桥产品的优势为单级桥的发展拓展了广阔的前景。从产品设计的角度看， 重型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。第二章 主减速器总成设计2.1 主减速器的结构形式设计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。1. 齿轮的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
