本科学生毕业设计
汽车前驱动桥的结构设计
系部名称：汽车与交通工程学院
专业班级：车辆工程 XX班
学生姓名：XXX
指导教师：XXX
职称：实验师
黑龙江工程学院
二○一三年六月
The Graduation Design for Bachelor's Degree
The Structural Design of The Car Front Drive Axle
Candidate：XXX
Specialty：Vehicle Engineering
Class：XX
Supervisor：Experimentalist XX
Heilongjiang Institute of Technology
2013-06·Harbin
摘要
随着现代车型的发展，普通汽车已经逐渐走进每个人的生活中。车桥设计是汽车设计中重要的环节之一，国产驱动桥在国内市场占据了绝大部分份额，但仍有一定数量的车桥依赖进口，国产车桥与国际先进水平仍有一定差距。
本次设计首先通过查阅近几年来有关国内外前驱动桥设计的文献资料，综合所学专业知识，了解并掌握了汽车前驱动桥结构及工作原理，根据所给的汽车参数制定了相应的设计方案。
然后通过查阅相关标准、手册资料，确定了驱动桥的主要零部件的主要设计参数，完成转向器、万向节、主减速器、差速器、半轴及桥壳的结构和尺寸设计计算，并进行相应校核，再根据所计算选取的参数画出了转向驱动桥的整体装配图、差速器装配图以及部分零件图。
关键词：前驱动；转向驱动桥；主减速器；差速器；半轴；桥壳
ABSTRACT
As the development of the auto industry, car has gradually become part of everyone's life. Axle design is one of the important parts of automotive design, domestic drive axle in the domestic market accounted for the lion's share, but there is still a certain number of axles dependent on imports, there is still a certain gap between domestic axle and the international advanced level.
Firstly, this design is lookup of the domestic and international front drive axle design documents in recent years, integrated the knowledge of our expertise we had knew and mastered the car’s front drive axle structure and working principle, formulated according to the vehicle parameters to the corresponding design programs.
Then refered to the relevant standard, manual data to determine the main design parameters of the main components of the drive axle, completed the structure and size of the steering, universal joints, main gear box, differential, axle and axle housing, and check, according to the calculated parameters selected to draw the overall steering drive axle assembly drawings, the differential assembly drawings as well as some parts diagram.
Key words: Front drive；Steering drive axle；Main reducer；Differential；Axle；Axle housing
目录
摘要 (Ⅰ)
ABSTRACT (Ⅱ)
第1章绪论 (1)
1.1 前言 (1)
1.1.1 概论 (1)
1.1.2 预期的成果 (1)
1.2 国内外发展状况及现状的介绍 (1)
1.3 本设计的目的与意义 (3)
1.4 本设计的主要内容 (3)
第2章驱动桥的设计 (5)
2.1 驱动桥参数 (5)
2.2 驱动桥的结构方案 (5)
2.3本章小结 (7)
第三章主减速器设计 (8)
3.1 主减速器的结构型式 (8)
3.1.1主减速器的减速形式 (8)
3.1.2主减速器的齿轮类型 (8)
3.1.3主减速器主、从动锥齿轮的支承方案 (9)
3.2 主减速器基本参数选择与设计计算 (9)
i的确定 (9)
3.2.1主减速比
3.2.2主减速器齿轮计算载荷的确定 (9)
3.2.3主减速器齿轮基本参数的选择 (12)
3.3主减速器螺旋锥齿轮的强度计算 (17)
3.3.1 单位齿长上的圆周力 (17)
3.3.2 轮齿的弯曲强度计算 (18)
3.3.3 轮齿的接触强度计算 (19)
3.4主减速器锥齿轮轴承的载荷计算与型号选择 (20)
3.4.1锥齿轮齿面上的作用力 (20)
3.4.2锥齿轮的轴向力和径向力计算 (21)
3.4.3锥齿轮轴的轴径选择 (22)
3.4.4锥齿轮轴承载荷的计算 (23)
3.5主减速器齿轮的材料及热处理 (25)
3.6主减速器的润滑 (25)
3.7本章小结 (26)
第4章差速器设计 (28)
4.1 差速器齿轮基本参数选择 (29)
4.2 差速器齿轮与强度计算 (32)
4.3 锥形摩擦盘的设计 (33)
4.4本章总结 (36)
第5章半轴设计与万向节选择 (37)
5.1 半轴的型式 (37)
5.2半轴尺寸选取 (37)
5.3 半轴的强度验算 (38)
5.4 半轴的结构设计及材料与热处理 (39)
5.5万向节结构选择 (40)
5.6 万向节尺寸计算 (41)
5.7 万向节的材料及热处理 (42)
5.8本章总结 (42)
第6章驱动桥壳设计 (43)
6.1驱动桥壳的选择 (43)
6.2本章小结 (43)
结论 (44)
参考文献 (45)
致谢 (46)
第1章绪论
1.1 前言
本课题针对城市普通轿车转向驱动桥的设计。设计的主要任务是完成轿车的前转向驱动桥设计，包括驱动半轴，万向节，桥壳，车轮等部件，协调设计车辆的全局。
1.1.1 概论
1. 本课题解决的主要问题
设计出符合课题要求的前转向驱动桥。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。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。
2. 本课题的设计总体思路
一些汽车提供行驶的平稳性而采用独立悬挂而采用断开式驱动桥的桥壳。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。
1.1.2 预期的成果
掌握汽车前驱动桥结构及工作原理，基于所给定的主要零部件的主要设计参数，完成转向器、万向节和自由轮毂、主减速器、差速器、半轴及桥壳的结构和尺寸设计计算，并进行相应校核。要求设计规范合理，计算准确，并计算机辅助绘图画出装配图和零件图，编写设计说明书。
1.2 国内外发展状况及现状的介绍
目前国产驱动桥在国内市场占据了绝大部分份额，但仍有一定数量的车桥依赖进
口，国产车桥与国际先进水平仍有一定差距。国内车桥长的差距主要体现在设计和研发能力上，目前有研发能力的车桥厂家还不多，一些厂家仅仅停留在组装阶段。实验设备也有差距，比如工程车和牵引车在行驶过程中，齿轮啮合接触区的形状是不同的，国外先进的实验设备能够模拟这种状态，而我国现在还在摸索中。
在具体工艺细节方面，我国和世界水平的差距还比较大，归根结底后桥的共用时承载和驱动。在这两方面，今年来出现了一些新的变化。另外，在结构方面，单级驱动桥的使用比例越来越高；技术方面，轻量化、舒适性的要求将逐步提高。总体而言，现在汽车向节能、环保、舒适等方面发展的趋势，要求车桥向轻量化、大扭矩、低噪声、宽速比、寿命长和低生产成本。
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(低速载货车及三轮汽车，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市场行为。低速载货汽车，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，价格便宜的低速载货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，我国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；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。
1.3 本设计的目的与意义
随着现代车型的多样化、个性化的需求与发展，越野车以其优越的克服恶劣环境的能力吸引着大众的视线。而车桥设计是汽车设计中重要的环节之一。转向桥，是指承担转向任务的车桥。一般汽车的前桥是转向桥。四轮转向汽车的前后桥，都是转向桥。它利用车桥中的转向节使两端的车轮偏转一定的角度，以实现汽车的转向。它除承担汽车的垂直载荷外，还承受纵向力和侧向力及这些力造成的力矩。转向桥通常位于汽车前部，因此也常称为前桥。各种车型的转向桥结构基本相同，主要由前梁，转向节组成。汽车驱动桥位于传动系的末端，其基本功用是增大由传动轴或直接从变速器传来的转矩，将转矩合理的分配给左、右驱动车轮具有汽车行驶运动学所要求的差速功能；同时，驱动桥还要承受作用于路面和车架或车厢之间的铅垂力、纵向力和横向力。驱动桥一般由主减速器，差速器，驱动车轮的传动装置和桥壳组成。对于前轮驱动汽车和全轮驱动汽车，前桥既要转向，又要传递动力，叫做转向驱动桥。通过本题目的设计，学生可综合运用《汽车构造》、《汽车理论》、《汽车设计》、《机械设计》、《汽车制造工艺学》等课程的知识，使学生掌握运用标准、手册和查阅相关技术资料等，培养汽车设计技能，达到综合训练的效果。由于本题目模拟工程一线实际情况，学生通过毕业设计可与工程实践直接接触，使学生学会从工程一线的角度出发，合理选择各总成的结构类型，制定设计方案，正确地分析、计算、校核，并考虑制造工艺、经济、使用、维修等问题，培养未来工作的综合能力，从而可以提高学生解决实际问题的能力。
1.4 本设计的主要内容
本次设计主要是通过查阅近几年来有关国内外前驱动桥设计的文献资料，综合所学专业知识进行设计，所要完成的主要任务如下：
(1)通过比较不同方案和方法选取最佳方案进行设计，掌握汽车前驱动桥结构及工作原理；
(2)基于给定的参数确定主要零部件的主要设计参数，完成转向器、万向节和自由轮毂、主减速器、差速器、半轴及桥壳的结构和尺寸设计计算，并进行相应校核；
(3)用计算机辅助绘图画出装配图和零件图，并编写设计说明书。
1.5 本章小结
首先，介绍了驱动桥在国内的现状，虽然国产驱动桥在国内市场占据了绝大部分份额，但仍有一定数量的车桥依赖进口，国产车桥与国际先进水平仍有一定差距。以及在如此严酷的竞争环境下国内企业的对策。
然后，本章主要介绍了本次课题设计的目的与意义是学生可综合运用《汽车构造》、《汽车理论》、《汽车设计》、《机械设计》、《汽车制造工艺学》等课程的知识，使学生掌握运用标准、手册和查阅相关技术资料等，培养汽车设计技能，达到综合训练的效果。使学生学会从工程一线的角度出发，合理选择各总成的结构类型，制定设计方案，正确地分析、计算、校核，并考虑制造工艺、经济、使用、维修等问题，培养未来工作的综合能力，从而可以提高学生解决实际问题的能力。
最后，明确了本次课程设计主要内容为：
(1)通过比较不同方案和方法选取最佳方案进行设计，掌握汽车前驱动桥结构及工作原理；
(2)基于给定的参数确定主要零部件的主要设计参数，完成转向器、万向节和自由轮毂、主减速器、差速器、半轴及桥壳的结构和尺寸设计计算，并进行相应校核；
(3)用计算机辅助绘图画出装配图和零件图，并编写设计说明书。
第2章驱动桥的设计
2.1 驱动桥参数
汽车的主要参数包括尺寸参数，质量参数和汽车性能参数。
汽车的主要尺寸参数有车身长度、车身宽度、轴距、前轮距、后轮距、离地最小间隙等。汽车的质量参数包括整车整备质量、汽车总质量、载客量、轴荷分配等。汽车性能参数主要有动力性参数、燃油经济性参数、最大功率、最大扭矩、通过性几何参数，操作稳定性参数，制动性参数等。
基本参数
项目数据单位
车身长度4600 mm
车身宽度1855 mm
轴距2660 mm
整体质量1590 kg
前轮距1560 mm
后轮距1560 mm
离地最小间隙最大功率最大扭矩最高车速主减速比前轮胎规格后轮胎规格
190
125/6000
224/400
180
5.791
225/65R17
225/65R17
mm
kw/rpm
N·m/rpm
Km/h
—
—
—
2.2 驱动桥的结构方案
在选择驱动桥总成的结构型式时，应当从所设计汽车的类型及使用、生产条件出发，并和所设计汽车的其他部件，尤其是悬架的结构型式与特性相适应，以共同保证整个汽车预期使用性能的实现。驱动桥的总成的结构型式，按其总体布置来说有三种：普通的非断开式驱动桥、带有摆动半轴的非断开式驱动桥合和断开式驱动桥。
驱动桥的结构形式与驱动车轮的悬架形式密切相关。当车轮采用非独立悬架时，
驱动桥应为非断开式(或称为整体式)，即驱动桥是一根连接左右驱动车轮的刚性空心梁，而主减速器、差速器及车轮传动装置(由左、右半轴组成)都装在它里面。当采用独立悬架时，为保证运动协调，驱动桥应为断开式。这种驱动桥无刚性的整体外壳，主减速器及其壳体装在车架或车身上，两侧驱动车轮则与车架或车身作弹性联系，并可彼此独立地分别相对于车架或车身作上下摆动，车轮传动装置采用万向传动机构。为了防止运动干涉，应采用花键轴或一种允许两轴能有适量轴向移动的万向传动机构。
非断开式驱动桥的桥壳是一跟支承在左右驱动车论上的刚性空心梁，而主减速器、差速器及半轴等传动机件都装在其中。这时，整个驱动桥和驱动车轮的质量以及传动轴的部分质量都是属于汽车的非悬挂质量，使汽车的非悬挂质量较大，这是普通非断开式驱动桥的一个缺点。整个驱动桥通过弹性悬架与车架连接。非断开式驱动桥的整个驱动桥和驱动车轮的质量以及传动轴的部分质量都是属于汽车的非悬挂质量。因此，在汽车的平顺性、操纵稳定性和通过性等方面不如断开式驱动桥。[12]
图2.1 非断开式驱动桥
图2.2 断开式驱动桥
因本车为中档SUV轿车，采用的为断开时驱动桥，即采用独立悬挂式。断开式驱
动桥的簧下质量较小，又与独立悬挂相配合，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，独立悬架驱动桥结构虽然叫复杂，但可以大大提高汽车在不平路面上的行驶平顺性，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。
2.3本章小结
首先本章主要介绍了汽车的主要参数包括尺寸参数，质量参数和汽车性能参数，以及本次驱动桥设计所给定的汽车的参数。
最后介绍了汽车驱动桥的结构类型主要分为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，分析并选择了本次设计的驱动桥的结构方案为断开式驱动桥。
第三章主减速器设计
主减速器是汽车传动系中减小转速、增大扭矩的主要部件，它是依靠小齿轮与大齿轮啮合，通过大的传动比来增加扭矩。主减速器类型较多，有单级、双级、双速、轮边减速器等。
3.1 主减速器的结构型式
3.1.1主减速器的减速形式
单级主减速器：由于单级主减速器具有结构简单、质量小、尺寸紧凑及制造成本低廉的优点，广泛用在主减速比i0<7.6的各种中、小型汽车上。根据本次课程设计所给的主传动比i0<7.6的特点，采用单级主减速器优势突出。
3.1.2主减速器的齿轮类型
在现代汽车驱动桥上，主减速器采用得最广泛的是螺旋锥齿轮和双曲面齿轮。
螺旋锥齿轮的主从齿轮轴线相交于一点，交角可以是任意的，但是绝大多数的汽车驱动桥上，主减速齿轮副都采用90°交角的布置方案，由于轮齿端面重叠的影响，至少有两对以上的轮齿同时啮合，因此螺旋锥齿轮能承受较大的符合。加之其轮齿不是在齿的全长同时啮合，而是逐渐由齿的一端连续而平稳地转向另一端，因此其工作平稳，即使在告诉时，噪声和振动也很小。而且螺旋锥齿轮与双曲面齿轮的都有沿着齿廓方向的滑动，并且双曲面传动还具有齿长方向的纵向滑动，导致双曲面齿轮产生更多的热量，使接触点的温度升高，传动效率相比于螺旋锥齿轮的传动效率略低，达96%，因此在本次设计当中，我们采用的是螺旋锥齿轮传动。
1—螺母; 2—后桥凸缘; 3—油封; 4—前轴承; 5—主动锥齿轮调整垫片;
6—隔套; 7—垫片; 8—位置调整垫片; 9—后轴承;10—主动锥齿轮
图2.2 主动锥齿轮及调整装置零件图
3.1.3主减速器主、从动锥齿轮的支承方案
在壳体结构及轴承型式已定的情况下，主减速器主动齿轮的支承型式及安置方法，对其支承刚度影响很大，这是齿轮能否正确啮合并具有较高使用寿命的重要因素之一。
现在汽车主减速器主动锥齿轮的支承型式有悬臂式、骑马式两种。装载质量为2t 以上的汽车主减速器主动齿轮都是采用骑马式支承。但是骑马式支承增加了导向轴承支座，是主减速器结构复杂，成本提高。轿车和装载质量小于2t 的货车，常采用结构简单、质量较小、成本较低的悬臂式结构。在这里采用悬臂式结构合理。
主减速器从动锥齿轮的支承刚度依轴承的型式、支承间的距离和载荷在支承之间的分布而定。为了增加支承刚度，支承间的距离应尽可能缩小。两端支承多采用圆锥滚子轴承，安装时应使他们的圆锥滚子的大端相向朝内，小端相背朝外。
3.2 主减速器基本参数选择与设计计算
主减速比0i 、驱动桥的离地间隙和计算载荷，是主减速器设计的原始数据，应在
汽车总体设计时就确定。
3.2.1主减速比0i 的确定
主减速比对主减速器的结构型式、轮廓尺寸、质量大小以及当变速器处于最高档位时汽车的动力性和燃料经济性都有直接影响。0i 选择应在汽车总体设计时和传动系的总传动比i 一起由整车动力计算来确定。可利用在不同0i 下的功率来研究0i 对汽车动力性的影响。通过优化设计，对发动机与传动系参数作最佳匹配的方法来选择0i 值，可使汽车获得最佳的动力性和燃料经济性。在本设计中，主传动比是已知确定的，其值0 5.791i 。
3.2.2主减速器齿轮计算载荷的确定
通常是将发动机最大转矩配以传动系最低档传动比时和驱动车轮打滑时这两种情况下。作用于主减速器从动齿轮上的转矩的较小者，作为载货汽车和越野汽车在强度计算中用以验算主减速器从动齿轮最大应力的计算载荷，即：
按照最低档传动比求T je
汽车变速器最低档传动比选择，应根据汽车最大爬坡度、驱动车轮与路面的附着
力、汽车的最低稳定车速以及主减速比和驱动车轮的滚动半径等综合考虑、确定。
由最大爬坡度要求的变速器Ⅰ档传动比：
式子中：
M ——汽车质量，本车质量为1590Kg ；
G ——重力加速度为9.8；
max ψ—道路最大阻力系数取0.7；
r r ——驱动车轮的滚动半径这里为0.36215m ；
T e max ——发动机最大转矩为224N ?m ；
0i ——主减速比为5.791；
η——传动系的传动效率0.9。
据车轮与路面的附着条件：
4.1085224
5.7910.9==??
式子中：
G2汽车满载静止于水平路面时驱动桥给地面的载荷这里取
29.815582G G N =?=满；
φ——道路的附着系数为0.85；
变速器的最低档变化取值范围是13.3838 4.1085g i ≤≤ ；
根据现有市场上的变速器我们选着其最低档的传动比为1 3.833g i =
汽车的车轮型号为225/65R17则其半径为：
2250.6521725.4362.152
r r mm **+*==
2241 3.8331 5.7910.90
1
4479.532N m ?????=
=? 式中：
T je —从动齿轮转矩，N ?m ；
max e T —发动机最大转矩，取max 224e T =N ?m ；
n —驱动桥数，取1n =(选择2WD 车型)；
f i —分动器传动比，1f i =；
0i —主减速器传动比，0 5.791i =；
η—变速器传动效率，0.90η=；
k —超载系数，1k =；
1i —变速器最低挡传动比，1 3.833i =；
2. 按驱动轮打滑转矩确定从动锥齿圆柱齿轮的计算转矩
2T r js m m G r i ?η= (3-5)
2241 3.8331 5.7910.90
1
4479.532N m ?????=
=? 式中：
T js —计算转矩，N ?m ；
2G —满载情况下前驱动桥对水平地面的的静载荷，为
29.855%10241G G =??=满N ；
?—轮胎与路面间的附着系数，在安装一般轮胎的汽车在良好的混凝土或沥青路
上，取0.85，对于安装防测滑轮胎的乘用车可取1.25，对于越野车一般取1.0；
r r —车轮的滚动半径，取362.15mm ；
m i —主减速器从动齿轮到车轮之间的传动比，取1；
m η—主减速器主动齿轮到车轮之间的传动效率，为0.97；
因此最小值为T 3252c =N ?m 。
3. 上面求得的计算载荷，是最大转矩而不是正常持续转矩，不能用它作为疲劳损坏的依据。对于公路车辆来说，使用条件较非公路车辆稳定，其正常持续转矩是根据所谓平均比牵引力的值来确定的，即主减速器从动齿轮的平均计算转矩jm T (N·m)为：
()189000.362150.010.08010.97
635N m ?=
++?=?
式中：
a G —汽车满载总重，18900 N
T G —所牵引的挂车满载总重，但仅用于牵引车；
R f —道路滚动阻力系数，计算时轿车取R f =0.010～0.015；载货汽车取0.015～
0.020；越野汽车取0.020～0.035；该车取0.010
H f —汽车正常使用时的平均爬坡能力系数。通常轿车取0.08；载货汽车和城市公
共汽车取0.05～0.09；长途公共汽车取0.06～0.10，越野汽车取0.09～0.30。
该车取0.08；
P f —汽车或汽车列车的性能系数：
]/)(195.016[01.0max e T a P T G G f +?-?=
=]195/22589195.016[01.0?-=-6.6由于P f 计算为负，取0值。则P f =0
3.2.3主减速器齿轮基本参数的选择
1. 主动齿轮的转矩计算
03252T 5795.7910.97c z T i η===? N·m
'0635T 1135.7910.97
jm
z T i η===? N·m 2. 主减速器锥齿轮的参数选择
(1) 齿数的选择
对于单级主减速器，当i 0较大时，则应尽量使主动齿轮的齿数取值小些，以得到满意的驱动桥离地间隙。当i 0≥6时，z 1的最小值可取为5，但为了啮合平稳及提高疲劳强度，Z 1最好大于5。当i 0较小(如i 0=3.5～5)时，引可取为7～12，但这时常常会因主、从动齿轮齿数太多、尺寸太大而不能保证所要求的桥下离地间隙。为了磨合均匀，主、从动齿轮的齿数z 1，z 2之间应避免有公约数；为了得到理想的齿面重叠系数，其齿数之和对于载货汽车应不少于40，对于轿车应不少于50。
本车的主减速比为5.791，主减速比较小，参考文献[5]表3-10、3-13后选用Z 1=9，Z 2=52；实际主减速比为5.778；Z 1+Z 2=61>50符合要求。
(2) 节圆直径的选择
可根据文献[1]推荐的从动锥齿轮的计算转矩中取较小值按经验公式选出：
式中：
d 2——从动锥齿轮的节圆直径，mm ；
K d2——直径系数，K d2=13.0～15.3；
T c ——计算转矩，N·m; T c 为3252 N·m
根据该式可知从动锥齿轮大端分度圆直径的取值范围为 192.6mm ～247.20mm.参考文献[5]中推荐当以Ⅰ挡传递max e T 时，节圆直径2d 应大于或等于以下两式算得数值中较小值：
mm i i T d g e 243791.5883.3224346.0346.00max 21=??=≥
mm r G d r 19436215.01024185.0346.085.0346.022=??=≥
即在本设计中需使≥2d 200mm
当以直接传递max e T 时，2d 则需满足以下条件
mm i T d e 207791.5224574.0574.00max 2=??=≥
最后根据上两式中所选得的2d 值中的较大者，即可取2d =245mm
(3) 齿轮端面模数的选择
d 2选定后，可按式m=d 2/z 2算出从动锥齿轮大端端面模数为4.71，并用下式校核：
93.5~44.43252)4.0~3.0(33==?=Tc K m m (3-8)
式中：
T c ——计算转矩，N·m ，3252N·m ；
K m ——模数系数，取K m =0.3-0.4。
由(2-7)可得模数的取值范围为4.44～5.93,故模数取4.71合适。
(4) 齿面宽的选择
汽车主减速器螺旋锥齿轮与双曲面齿轮的从动齿轮齿面宽F(mm)推荐为[10]：
F=0.155d 2 (3-9)
=0.155?245＝37.98mm
式中：
d 2——从动齿轮节圆直径，245mm 。
并且B 要小于10m 即47.1mm 。
考虑到齿轮强度要求取40mm 。
小锥齿轮的齿面宽一般要比大锥齿轮的大10%,故取44mm 。
(5)双曲面齿轮的偏移距E
E 值过大将使齿面纵向滑动过小，从而引起齿面早期磨损和擦伤；E 值过小则不能发挥双曲面齿轮传动的特点。轿车、轻型客车和轻型载货汽车主减速器的E 值，不应超过从动齿轮节锥距A 0的40%(接近于从动齿轮节圆直径d 2的20%)；而载货汽车、越野汽车和公共汽车等重负荷传动，E 则不应超过从动齿轮节锥距A 0的20%(或取E 值为d ：的10%～12%，且一般不超过12%)。传动比愈大则E 也应愈大，大传动比的双曲面齿轮传动，偏移距E 可达从动齿轮节圆直径d 2的20％～30％。但当E 大干d 2的20％时，应检查是否存在根切。该车属轻负荷传动，故取E 为49mm 。
双曲面齿轮的偏移可分为上偏移和下偏移两种。由从动齿轮的锥顶向其齿面看去，并使主动齿轮处于右侧，如果主动齿轮在从动齿轮中心线的上方，则为上偏移；在从动齿轮中心线下方，则为下偏移如果主动齿轮处于左侧，则情况相反，本次设计选择的是上偏移。
(6)螺旋方向
摘要 驱动桥位于传动系末端，其基本功用是增矩、降速，承受作用于路面和车架或车身之间的作用力。它的性能好坏直接影响整车性能，而对于载重汽车显得尤为重要。当采用大功率发动机输出大的转矩以满足目前载重汽车的快速、重载的高效率、高效益的需要时，必须搭配一个高效、可靠的驱动桥，所以采用传动效率高的单级减速驱动桥已经成为未来载重汽车的发展方向。驱动桥设计应主要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。本设计根据给定的参数，按照传统设计方法并参考同类型车确定汽车总体参数，再确定主减速器、差速器、半轴和桥壳的结构类型，最后进行参数设计并对主减速器主、从动齿轮、半轴齿轮和行星齿轮进行强度以及寿命的校核。驱动桥设计过程中基本保证结构合理，符合实际应用，总成及零部件的设计能尽量满足零件的标准化、部件的通用化和产品的系列化及汽车变型的要求，修理、保养方便，机件工艺性好，制造容易。 关键字：轻型货车；驱动桥；单级主减速器；差速器；半轴；桥壳
ABSTRACT Drive axle is at the end of the powertrain, and its basic function is increasing the torque and reducing the speed,bearing the force between the road and the frame or body.Its performance will have a direct impact on automobile performance .Because using the big power engine with the big driving torque satisfied the need of high speed，heavy-loaded，high efficiency，high benefit today’ heavy truck，must exploiting the high driven efficiency single reduction final drive axle is becoming the heavy truck’ developing tendency. Drive axle should be designed to ensure the best dynamic and fuel economy on given condition. According to the design parameters given ,firstly determine the overall vehicle parametres in accordance with the traditional design methods and reference the same vehicle parameters, then identify the main reducer, differential, axle and axle housing structure type, finally design the parameters of the main gear,the driven gear of the final drive, axle gears and spiral bevel gear and check the strength and life of them. In design process of the drive axle,we should ensure a reasonable structure, practical applications, the design of assembly and parts as much as possible meeting requirements of the standardization of parts, components and products’ univertiality and the serialization and change , convenience of repair and maintenance, good mechanical technology, being easy to manufacture. Keywords: Pickup truck; Drive axle; Single reduction final drive; Differential; Axle; Drive Axle housing
驱动桥的详细结构及分类 我爱车网类型：转载来源：腾讯汽车时间：2011-03-02 作者： 驱动桥主要由主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳等组成。它的作用是将万向传动装置传来的动力折过90°角，改变力的传递方向，并由主减速器降低转速，增大转矩后，经差速器分配给左右半轴和驱动轮。 驱动桥的结构型式按工作特性分，可以归并为两大类，即非断开式驱动桥和断开式驱动桥。当驱动车轮采用非独立悬架时，应该选用非断开式驱动桥；当驱动车轮采用独立悬架时，则应该选用断开式驱动桥。因此，前者又称为非独立悬架驱动桥；后者称为独立悬架驱动桥。独立悬架驱动桥结构较复杂，但可以大大提高汽车在不平路面上的行驶平顺性。 （1）非断开式驱动桥 普通非断开式驱动桥，由于结构简单、造价低廉、工作可靠，广泛用在各种载货汽车、客车和公共汽车上，在多数的越野汽车和部分轿车上也采用这种结构。他们的具体结构、特别是桥壳结构虽然各不相同，但是有一个共同特点，即桥壳是一根支承在左右驱动车轮上的刚性空心梁，齿轮及半轴等传动部件安装在其中。这时整个驱动桥、驱动车轮及部分传动轴均属于簧下质量，汽车簧下质量较大，这是它的一个缺点。 整体式驱动桥即非断开式驱动桥组成 驱动桥的轮廓尺寸主要取决于主减速器的型式。在汽车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。在给定速比的条件下，如果单级主减速器不能满足离地间隙要求，可该用双级结构。在双级主减速器中，通常把两级减速器齿轮放在一个主减速器壳体内，也可以将第二级减速齿轮作为轮边减速器。对于轮边减速器：越野汽车为了提高离地间隙，可以将一对圆柱齿轮构成的轮边减速器的主动齿轮置于其从动齿轮的垂直上方；公共汽车为了降低汽车的质心高度和车厢地板高度，以提高稳定性和乘客上下车的方便，可将轮边减速器的主动齿轮置于其从动齿轮的垂直下方；有些双层公共汽车为了进一步降低车厢地板高度，在采用圆柱齿轮轮边减速器的同时，将主减速器及差速器总成也移到一个驱动车轮的旁边。 在少数具有高速发动机的大型公共汽车、多桥驱动汽车和超重型载货汽车上，有时采用蜗轮式主减速器，它不仅具有在质量小、尺寸紧凑的情况下可以得到大的传动比以及工作平滑无声的优点，而且对汽车的总体布置很方便。
本科学生毕业设计 CA1040轻型货车驱动桥设计 学院名称：汽车与交通工程学院 专业班级：车辆工程 学生姓名： 指导教师： 职称：实验师
摘要 驱动桥位于传动系末端，其基本功用是增矩、降速，承受作用于路面和车架或车身之间的作用力。它的性能好坏直接影响整车性能，而对于载重汽车显得尤为重要。轻型货车在商用货运汽车生产中占有很大的比重，为满足目前当前载货汽车的高速度、高效率、高效益的需要，必须要搭配一个高效、可靠的驱动桥。因此设计出结构简单、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，并且通过对汽车驱动桥的学习和设计实践，可以更好的学习并掌握现代汽车设计与机械设计的全面知识和技能，所以本课题设计一款结构优良的轻型货车驱动桥具有一定的实际意义。 驱动桥设计应主要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。本设计根据给定的参数，按照传统设计方法并参考同类型车确定汽车总体参数，再确定主减速器、差速器、半轴和桥壳的结构类型，最后进行参数设计并对主减速器主、从动齿轮、半轴齿轮和行星齿轮进行强度以及寿命的校核。驱动桥设计过程中基本保证结构合理，符合实际应用，总成及零部件的设计能尽量满足零件的标准化、部件的通用化和产品的系列化及汽车变型的要求，修理、保养方便，机件工艺性好，制造容易。 关键词：驱动桥；单级主减速器；差速器；半轴；桥壳
ABSTRACT Drive axle is at the end of the power train, and its basic function is increasing the torque and reducing the speed, bearing the force between the road and the frame or body. Its performance will have a direct impact on automobile performance .Because using the big power engine with the big driving torque satisfied the need of high speed，heavy-loaded，high efficiency，high benefit today’ heavy truck，must exploiting the high driven efficiency single reduction final drive axle is becoming the heavy truck’ developing tendency. Because using the big power engine with the big driving torque satisfied the need of high speed, heavy-loaded, high efficiency, high benefit today` truck, must exploiting the high driven efficiency single reduction final drive axle is becoming the trucks’ developing tendency. Design a simple, reliable, low cost of the drive axle, can greatly reduce the total cost of vehicle production, and promote the economic development of automobile and automotive drive axle of the study and design practice, can better learn and to master modern automotive design and mechanical design of a comprehensive knowledge and skills, so the title of the fine structure of the design of a pickup vehicle drive axle has a certain practical significance. According to the design parameters given ,firstly determine the overall vehicle parameters in accordance with the traditional design methods and reference the same vehicle parameters, then identify the main reducer, differential, axle and axle housing structure type, finally design the parameters of the main gear, the driven gear of the final drive, axle gears and spiral bevel gear and check the strength and life of them. In design process of the drive axle, we should ensure a reasonable structure, practical applications, the design of assembly and parts as much as possible meeting requirements of the standardization of parts, components and products’ universality and the serialization and change , convenience of repair and maintenance, good mechanical technology, being easy to manufacture. Key words: Drive axle; Single reduction final drive; Differential; Axle; Drive Axle housing
毕业设计开题报告 学生姓名系部汽车工程系专业、班级 指导教师姓名职称教授从事 专业 车辆工程是否外聘□是■否 题目名称4吨轻型载货汽车驱动桥设计 一﹑课题研究现状、选题目的和意义 1、研究现状 国外发达国家如美国、德国等，载货汽车中轻型货车占有较大比重，一般在70%~80%，轻型汽车大多为私人用车，用于短途小件物品的运营。国外轻型货车驱动桥开发技术已经非常的成熟，建立新的驱动桥开发模式成为国内外驱动桥开发团体的新目标。驱动桥设计新方法的应用使得其开发周期缩短，成本降低，可靠性增加。随着不断的进步与更新其成熟的程度已经开始迈向新能源的过程，国外的最新开发模式和驱动桥新技术包括：并行工程开发模式、模态分析、驱动桥壳的有限元分析方法、高性能制动器技术、电子智能控制技术进入驱动桥产品；相应的这些先进的开发模式和新技术在国内也逐渐的受到重视并发展起来。 在我国轻型货车同样占有较大市场，据中国汽车工业协会统计，截至2007年底，国内轻型货车（1.8吨<总质量≤6吨）共销售100.53万辆，同比增长了17.64%。2008年，国家对“三农”的投入不断加大，同时随着铁路不断提速也为短途运输提供了机会，受此影响，轻型货车在以后几年也会呈现明显增长。例如曙光车桥公司拥有34条国内一流水平的车桥及零部件专业生产线，年车桥产能70万套，齿轮、半轴等车桥核心零部件产能300万件。轻型汽车车桥也连续五年在全国轻型车桥市场占有率排名第一；公司生产的汽车制动器、齿轮、半轴、轴套类等汽车零部件也都在国内市场占据比较重要的地位，并同时面向国内和国际两个市场。尽管数量上有可人的成色，但是其开发和制造的具体过程还是要更陈旧复杂一些的，我国的技术层面还应该继续钻研，不断创新才可以更加进步。 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，还包括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，不可否认的事，国内汽车产业的现状离产业政策的目的 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的改善，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。
汽车设计课程设计说明书 题目：BJ130驱动桥部分设计验算与校核 姓名： 学号： 专业名称：车辆工程 指导教师： 目录 一、课程设计任务书 (1) 二、总体结构设计 (2) 三、主减速器部分设计 (2) 1、主减速器齿轮计算载荷的确定 (2) 2、锥齿轮主要参数选择 (4) 3、主减速器强度计算 (5) 四、差速器部分设计 (6) 1、差速器主参数选择 (6) 2、差速器齿轮强度计算 (7) 五、半轴部分设计 (8) 1、半轴计算转矩Tφ及杆部直径 (8) 2、受最大牵引力时强度计算 (9) 3、制动时强度计算 (9) 4、半轴花键计算 (9) 六、驱动桥壳设计 (10) 1、桥壳的静弯曲应力计算 (10) 2、在不平路面冲击载荷作用下的桥壳强度计算 (11) 3、汽车以最大牵引力行驶时的桥壳强度计算 (11) 4、汽车紧急制动时的桥壳强度计算 (12)
5、汽车受最大侧向力时的桥壳强度计算 (12) 七、参考书目 (14) 八、课程设计感想 (15)
一、课程设计任务书 1、题目 《BJ130驱动桥部分设计验算与校核》 2、设计内容及要求 （1）主减速器部分包括：主减速器齿轮的受载情况；锥齿轮主要参数选择；主减速器强度计算；齿轮的弯曲强度、接触强度计算。 （2）差速器：齿轮的主要参数；差速器齿轮强度的校核；行星齿轮齿数和半轴齿轮齿数的确定。 （3）半轴部分强度计算：当受最大牵引力时的强度；制动时强度计算。 （4）驱动桥强度计算：①桥壳的静弯曲应力 ②不平路载下的桥壳强度 ③最大牵引力时的桥壳强度 ④紧急制动时的桥壳强度 ⑤最大侧向力时的桥壳强度 3、主要技术参数 轴距L=2800mm 轴荷分配：满载时前后轴载1340/2735(kg) 发动机最大功率：80ps n：3800-4000n/min 发动机最大转矩17.5kg﹒m n：2200-2500n/min 传动比：i1=7.00； i0=5.833 轮毂总成和制动器总成的总重：g k=274kg
毕业设计（论文）--重型载货汽车驱动桥设计 毕业设计任务书 一、毕业设计原始资料 发动机最大功率及转速：206kw/2400r/min； 发动机最大扭矩：N.m／ r／min 装载质量：20870kg； 总质量：kg； 二、毕业设计任务及要求 1．查阅相关资料，对国内外低速载货汽车驱动桥发展状况进行分析，撰写开题报告。 2．低速载货汽车驱动桥的工作分析，完成驱动桥结构方案拟定。 3．低速载货汽车驱动桥整体设计。 4．完成主减速器设计、差速器设计、半轴的设计，进行主要零件计算及强度校核。 5．写出设计计算说明书一份。 6．并完成各非标准零件图和整机的装配图。 三、毕业设计工作量 1．设计说明书 毕业设计说明书应包括下列内容：设计说明书的字数应在0000字以上，采用A4纸
2．查阅参考文献 查阅文献10篇以上，其中查阅与课题有关的外文文献2篇以上，并将其中的1篇文献的摘要的原文和译文（不少于3000汉字）附在附录中。 3．设计图纸 毕业设计图纸应符合国家有关制图标准，正确体现设计意图，图面整洁，布置匀称，尺寸标注齐全，字体端正，线型规范。图纸全部由计算机绘制。 序号图纸内容规格比例 1 装配图1张0号2零件图3张2号 四、毕业设计进度安排 序号起止日期设计内容 1 3月 1日～3月14日调查研究，收集资料，总体设计，方案论证 2 3月15日～3月31日撰写开题报告，开题答辩 3 4月 1日～4月20日部件、零件设计计算阶段编写设计计算说明书 5 5月11日～5月23日绘制图纸 6 5 月24日～ 5月30日毕业设计答辩7 5月31日～ 6月6日毕业设计整改 六、审批意见 1．教研室意见： 教研室主任签名： 年月日 2．学院意见： 教学院长签名： 年月日
摘要 轻型汽车在商用汽车生产中占有很大的比重，而且驱动桥在整车中十分重要。驱动桥作为汽车四大总成之一，它的性能的好坏直接影响整车性能，而对于载货汽车显得尤为重要。为满足目前当前载货汽车的快速、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。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，并且通过对汽车驱动桥的学习和设计实践，可以更好的学习并掌握现代汽车设计与机械设计的全面知识和技能，所以本题设计一款结构优良的轻型货车驱动桥具有一定的实际意义。 本文首先确定主要部件的结构型式和主要设计参数，在分析驱动桥各部分结构形式、发展过程及其以往形式的优缺点的基础上，确定了总体设计方案，采用传统设计方法对驱动桥各部件主减速器、差速器、半轴、桥壳进行设计计算并完成校核。最后运用AUTOCAD完成装配图和主要零件图的绘制。 关键词：轻型货车；驱动桥；单级主减速器；差速器；半轴；桥壳
ABSTRACT . Pickup trucks take a large proportion of commercial vehicles production, and the drive axle is one of the most important structure. Drive axle is the one of automobile four important assemblies, Its performance directly influence on the entire automobile, especially for the truck .Because using the big power engine with the big driving torque satisfied the need of high speed, heavy-loaded, high efficiency, high benefit today` truck, must exploiting the high driven efficiency single reduction final drive axle is becoming the trucks’ developing tendency. Design a simple, reliable, low cost of the drive axle, can greatly reduce the total cost of vehicle production, and promote the economic development of automobile and automotive drive axle of the study and design practice, can better learn and to master modern automotive design and mechanical design of a comprehensive knowledge and skills, so the title of the fine structure of the design of a pickup vehicle drive axle has a certain practical significance. In this paper, first of all determine the structure of major components and the main design parameters, the analysis of the various parts of the structure of the bridge drive type, the form of the development process and its advantages and disadvantages of the past, determined on the basis of the design program, using the traditional design method of various parts of the drive axle Main reducer, differential, axle, axle housing was designed to calculate and complete the check. Finally complete the final assembly drawing by using AUTOCAD and mapping the main components. Keywords: Pickup truck; Drive axle; Single reduction final drive; Differential; Axle; Drive Axle housing
驱动桥设计 摘要 现代工程车辆技术追求高效节能、高舒适性和高安全性等目标。前一项目标与环境保护密切相关,是当代全球性热门话题,后两项目标是车辆朝着高性能化方向发展必须研究和解决的重要课题。转向系统的高性能化是指其能够根据车辆的运行状况和驾驶员的要求实行多目标控制,以获得良好的转向轻便性、较好的路感和较快的响应性。 汽车转向系统是影响汽车操纵稳定性、行驶安全性和驾驶舒适性的关键部分。在追求高效节能\高舒适性和高安全性的今天,电控液压助力转向系统作为一种新的汽车动力转向系统,以其节能、环保、更佳的操纵特性和转向路感,成为动力转向技术研究的焦点。 本文通过查阅相关的文献，介绍了EHPS系统的结构组成和工作原理，在参考现有车型的结构数据的基础上，设计计算转向系的主要参数，确定转向器的结构参数和动力转向部分结构参数，在分析其助力特性的基础上，设计合理的助力特性曲线，并通过MATLAB作出助力特性图，同时提出一种基于车速和转向盘转动角速度的控制策略，根据EHPS系统的特点，通过AMESim和Simulink建立整个系统的模型。通过联合仿真可以得出EHPS系统比HPS系统能提供更好的助力特性和转向路感。 关键词：EHPS；助力特性；结构设计；AMESim与Simulink建模 ABSTRACT
High effective energy saving,high comfort performance and high security are thegoals of contemporary.The first goal closely concerns with environment protecting,is also the popular topic around the world.The last two goals are the important subjects must be researched and solved in making automobile high performance.To make the steering system high performance is that the system can carry out mufti-goals control according to the vehicle states and drive requirements to acquire the steering handiness,better road feeling,better anti-interfering performance and faster response. The motor turing system is the essential part which affects the automobile operation stability,the travel security and the driving comfortablet.Nowadays we pursue highly effective energy conservation,the high comforrtableness and high secure.The electrically hydraulic power steering (EHPS) taking as one kind of new automobile power steering system,it takes the power steering engineering research the focal point by its energy conservation,the environmental protection,the better handling characteristic and changes the road feeling. According to consult relevant literature, this paper introduces the structure and the principle of EHPS, bases the further study of EHPS on the structural parameter date of a certain type of the light lorry, calculates the main parameters of steering system and power steering and devises the hydraulic circuit of EHPS. On the basis of the analysis of EHPS, this paper designs a reasonable EHPS power curve, including plotting the curve with the technique of MATLAB. Taking into account the steady steering and emergency steering, it advances the control strategy plan based on speed, steering wheel angle velocity, the steering wheel torque. Based on the structural characteristics of EHPS, this paper proposed AMESIM and SIMULINK joint simulation of the entire EHPS system. Accord to the result we can know that EHPS can offer more secure handle, more saving energy and way feeling. Key words:EHPS;Characteristics of power; Structure design; AMESim and Simulink Modeling
华南理工大学广州汽车学院 本科生毕业设计（论文）开题报告论文题目重型商用车驱动桥设计 班级07车辆4班 姓名陈威 学号200730851303 指导教师上官文斌 填表日期2011-2-26 二〇一一年二月
说明 1．毕业设计的开题报告是保证毕业设计质量的一个重要环节，为规范毕业设计的开题报告，特印发此表。 2．学生应在开题报告前，通过调研和资料搜集，主动与指导教师讨论，在指导教师的指导下，完成开题报告。 3．此表一式三份，一份交学院装入毕业设计（论文）档案袋，一份交指导教师，一份学生自存。 4．开题报告需经各系或论文指导小组讨论、学院教学指导委员会审查合格后，方可正式进入下一步毕业设计（论文）阶段。
姓名陈威开题时间2011-02 学制本科4年 专业车辆工程指导教师 上官文斌 (导师组长) 论文题目：重型商用车驱动桥设计 开题报告内容： 一、论文的选题背景和意义： 汽车驱动桥位于传动系的末端。其基本功用首先是增扭，降速，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。 对于重型载货汽车来说，要传递的转矩较乘用车和客车，以及轻型商用车都要大得多，以便能够以较低的成本运输较多的货物，所以选择功率较大的发动机，这就对传动系统有较高的要求，而驱动桥在传动系统中起着举足轻重的作用。随着目前国际上石油价格的上涨，汽车的经济性日益成为人们关心的话题，这不仅仅只对乘用车，对于载货汽车，提高其燃油经济性也是各商用车生产商来提高其产品市场竞争力的一个法宝，因为重型载货汽车所采用的发动机都是大功率，大转矩的，装载质量在十吨以上的载货汽车的发动机，最大功率在140KW以上，最大转矩也在700N·m以上，百公里油耗是一般都在34升左右。为了降低油耗，不仅要在发动机的环节上节油，而且也需要从传动系中减少能量的损失。这就必须在发动机的动力输出之后，在从发动机—传动轴—驱动桥这一动力输送环节中寻找减少能量在传递的过程中的损失。在这一环节中，发动机是动力的输出者，也是整个机器的心脏，而驱动桥则是将动力转化为能量的最终执行者。因此，在发动机相同的情况下，采用性能优良且与发动机匹配性比较高的驱动桥便成了有效节油的措施之一。所以设计新型的驱动桥成为新的课题。 二、工作任务分析： 以重型商用车(斯太尔1291.260/N65车型 )为设计对象，进行驱动桥的设计。 （1）熟悉驱动桥的主要结构形式 （2）合理设计驱动桥主减速器、差速器、半轴、桥壳的结构 （3）经过计算，合理选择驱动桥各部件的主要参数 （4）利用CATIA软件进行驱动桥各部件的三维建模
目录 1 前言 (1) 本课题的来源、基本前提条件和技术要求 (1) 本课题要解决的主要问题和设计总体思路 (1) 预期的成果 (2) 2 国内外发展状况及现状的介绍 (3) 3 总体方案论证 (4) 4 具体设计说明 (7) 主减速器的设计 (7) 主减速器的结构型式 (7) 主减速器主动锥齿轮的支承型式及安装方法 (10) 主减速器从动锥齿轮的支承型式及安装方法 (11) 主减速器的基本参数的选择及计算 (11) 差速器的设计 (14) 差速器的结构型式 (14) 差速器的基本参数的选择及计算 (16) 半轴的设计 (17) 半轴的结构型式 (17) 半轴的设计与计算 (17) 驱动桥壳结构选择 (20) 5 结论 (22) 参考文献 (23)
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。 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.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。 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。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
目录 1 前言 (2) 1.1 本课题的来源、基本前提条件和技术要求 (2) 1.2 本课题要解决的主要问题和设计总体思路 (2) 1.3 预期的成果 (2) 2 国内外发展状况及现状的介绍 (4) 3 总体方案论证 (5) 4 具体设计说明 (8) 4.1 主减速器的设计 (8) 4.1.1 主减速器的结构型式 (8) 4.1.2 主减速器主动锥齿轮的支承型式及安装方法 (10) 4.1.3 主减速器从动锥齿轮的支承型式及安装方法 (11) 4.1.4 主减速器的基本参数的选择及计算 (12) 4.2 差速器的设计 (15) 4.2.1差速器的结构型式 (15) 4.2.2差速器的基本参数的选择及计算 (16) 4.3 半轴的设计 (17) 4.3.1半轴的结构型式 (17) 4.3.2半轴的设计与计算 (18) 4.4驱动桥壳结构选择 (21) 5 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.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。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
汽车驱动桥设计 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
车辆工程专业课程设计 学院机电工程学院班级 12级车辆工程 姓名黄扬显学号 成绩指导老师卢隆辉 设计课题某型轻型货车驱动桥设计 2015 年 11 月 15 日 整车性能参数（已知） 驱动形式： 6×2后轮 轴距： 3800mm 轮距前/后： 1750/1586mm 整备质量 4310kg 额定载质量： 5000kg 空载时前轴分配轴荷45%，满载时前轴分配轴荷26% 前悬/后悬： 1270/1915mm 最高车速： 110km/h 最大爬坡度： 35% 长宽高： 6985 、2330、 2350 发动机型号： YC4E140—20 最大功率： 3000rmp 最大转矩： 380N·m/1200～1400mm 变速器传动比： 倒档传动比： 轮胎规格：—20 离地间隙： >280mm
1总体设计 驱动桥处于动力传动系的末端，其基本功能是增大由传动轴或变速器传来的转矩,并将动力合理地分配给左、右驱动轮，另外还承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力力和横向力。驱动桥一般由主减速器、差速器、车轮传动装置和驱动桥壳等组成。 驱动桥设计应当满足如下基本要求： 1)所选择的主减速比应能保证汽车具有最佳的动力性和燃料经济性。 2)外形尺寸要小，保证有必要的离地间隙。 3)齿轮及其它传动件工作平稳，噪声小。 4)在各种转速和载荷下具有高的传动效率。
5)在保证足够的强度、刚度条件下，应力求质量小，尤其是簧下质量应尽量小，以改善汽车平顺性。 6)与悬架导向机构运动协调，对于转向驱动桥，还应与转向机构运动协调。 7)结构简单，加工工艺性好，制造容易，拆装，调整方便。 非断开式驱动桥 普通非断开式驱动桥，由于结构简单、造价低廉、工作可靠，广泛用在各种载货汽车、客车和公共汽车上，在多数的越野汽车和部分轿车上也采用这种结构。他们的具体结构、特别是桥壳结构虽然各不相同，但是有一个共同特点，即桥壳是一根支承在左右驱动车轮上的刚性空心梁，齿轮及半轴等传动部件安装在其中。这时整个驱动桥、驱动车轮及部分传动轴均属于簧下质量，汽车簧下质量较大，这是它的一个缺点。 驱动桥的轮廓尺寸主要取决于主减速器的型式。在汽车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。在给定速比的条件下，如果单级主减速器不能满足离地间隙要求，可该用双级结构。在双级主减速器中，通常把两级减速器齿轮放在一个主减速器壳体内，也可以将第二级减速齿轮作为轮边减速器。对于轮边减速器：越野汽车为了提高离地间隙，可以将一对圆柱齿轮构成的轮边减速器的主动齿轮置于其从动齿轮的垂直上方；公共汽车为了降低汽车的质心高度和车厢地板高度，以提高稳定性和乘客上下车的方便，可将轮边减速器的主动齿轮置于其从动齿轮的垂直下方；有些双层公共汽车为了进一步降低车厢地板高度，在采用圆柱齿轮轮边减速器的同时，将主减速器及差速器总成也移到一个驱动车轮的旁边。 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。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，它又总是与独立悬挂相匹配，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粱或车厢底板上，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致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。 2 主减速器设计 主减速器是汽车传动系中减小转速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齿数少的锥齿轮带动齿数多的锥齿轮。对发动机纵置的汽车，其主减速器还利用锥齿轮传动以改变动力方向。由于汽车在各种道路上行使时，其驱动轮上要求必须具有一定的驱动力矩和转速，在动力向左右驱动轮分流的差速器之前设置一个主减速器后，便可使主减速器前面