目录
1前言 (1)
1.1本课题的来源、基本前提条件和技术要求： (1)
1.2本课题要解决的主要问题和设计总体思路： (1)
1.3预期的成果 (2)
2 国内外发展状况及现状的介绍： (2)
3 总体方案论证 (3)
4 具体设计说明 (5)
4.1主减速器的设计： (5)
4.1.1 主减速器的结构型式 (5)
4.1.2主减速器主动锥齿轮的支承型式及安装方法 (7)
4.1.3主减速器从动锥齿轮的支承型式及安装方法 (8)
4.1.4 主减速器的型式 (9)
4.1.5主减速器的基本参数的选择及计算 (9)
4.2差速器的设计 (12)
4.2.1差速器的结构型式 (12)
4.2.2差速器的基本参数的选择及计算 (13)
4.3 半轴的设计 (14)
4.3.1半轴的结构型式 (14)
4.3.2半轴的设计与计算 (15)
4.4驱动桥壳的设计 (18)
4.4.1桥壳的结构型式 (18)
5 结论 (19)
参考文献 (20)
1 前言
该汽车是依据中山奥赛特汽车有限公司生产的BM-4010PD型号汽车做的设计，该设计是建立在数据参数给定的情况下做出的汽车后桥传动和结构设计。
奔马低速载货汽车系列
产品型号 BM-4010PD (二)主要结构特点：全序模压成型排半、单排驾驶室、液压、气压或机械前翻,造型优美,电泳涂漆,耐腐蚀;弧形曲面档风玻璃,视野开阔,内置软卧,可按需配装豪华仪表台,高档音响,暖风机,镀铬导流罩,滴水装置,断气刹,排气刹和空调选装部件,驾乘舒适.
大梁各孔数控激光加工一次完成,加强型等截面型钢铆接车架,刚性好,强度高,承载能力强. 整体锻压式工字梁,加强型大扭矩琵琶式后桥,高强度三开式工程货厢,配装自卸手柄机构和工程顶缸或双顶缸结构,承载量大,举升力强,操作便捷,性能稳定. 节能型名优发动机,排放少,油耗低,动力强劲. 配装气压式液压双管路带真空助力制动系统和软轴式副变速,操纵省力,安全可靠. 驾驶员座椅可根据人体工程学原理自由调节角度,
(一)技术参数
万达系列
BM4010PD BM4015PD
驾驶室型式排半
货厢尺寸(mm) 3400×1900×500
发动机型号490
标定功率(Kw) 45.6
额载质量(kg) 1000+3人1500+3人
车桥规格1061或1062
变速箱规格530型(5+1)带副变速、同步器
自卸型式125工程项
制动型式液压助力或气压制动
轮胎(前/后) 7.50-16/7.50-16(双)
本课题是进行载货汽车后驱动桥的设计。设计出小型载货汽车后驱动桥，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
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低速载货汽车后驱动桥的设计
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
设计出小型低速载货汽车的驱动桥，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(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，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强企业之列，等等。同时，在这个新的汽车产业
2
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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。
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
方案（一）：非断开式驱动桥
低速载货汽车后驱动桥的设计
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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4×4、6×6、8×8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8×8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：
4.1.1 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。
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低速载货汽车后驱动桥的设计
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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，但端面模数或端面周节是不等的。主动齿轮的端面模数或端面周节是大于从动齿轮的。这一情况就使得双曲面齿轮传动的主动齿轮比相应的螺旋锥齿轮传动的主动齿轮有更大的直径和更好的强度和刚度。其增大的程度与偏移距的大小有关。另外，由于双曲面传动的主动齿轮的直径及螺旋角都较大，所以相啮合齿轮的当量曲率半径较相应的螺旋锥齿轮当量曲率半径为大，从而使齿面间的接触应力降低。随偏移距的不同，双曲面齿轮与接触应力相当的螺旋锥齿轮比较，负荷可提高至175%。双曲面主动齿轮的螺旋角较大，则不产生根切的最少齿数可减少，所以可选用较少的齿数，这有力于大传动比传动。当要求传动比大而轮廓尺寸又有限时，采用双曲面齿轮更为合理。因为如果保持两种传动的主动齿轮直径一样，则双曲面从动齿轮的直径比螺旋锥齿轮的要小，这对于主减速比5.40 i 的传动有其优越性。对中等传动比，两种齿轮都能很好适应。由于双曲面主动齿轮螺旋角的增大，还导致其进入啮合的平均齿数要比螺旋锥齿轮相应的齿数多，因而双曲面齿轮传动比螺旋锥齿轮冲动工作更加平稳、无噪声，强度也高。双曲面齿轮的偏移距还给汽车的总布置带来方便。
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4.1.2 主减速器主动锥齿轮的支承型式及安装方法
图4-2 主动锥齿轮齿面受力图
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，这是齿轮能否正确捏合并具有较高使用寿命的因素之一。
图4-3 骑马式支承
1-调整垫圈；2-调整垫片
本设计采用骑马式支承（图4-3）。齿轮前、后两端的轴颈均以轴承支承。骑马式支承使支承刚度大为增加，使齿轮在载荷作用下的变形大为减小，约减小到悬臂式1/30以下。而主动锥齿轮后轴承的径向负荷比悬臂式的要减小至1/5～1/7。齿轮承载能力较悬臂式可提高10%左右。此外，由于齿轮大端一侧前轴承及后轴承之间的距离很小，可以缩短主动锥齿轮轴的长度，使布置更紧凑，这有利于减小传动轴夹角及整车布置。骑马式支承的导向轴承（即齿轮小端一侧的轴承）都采用圆柱滚子式的，并且其内外圈可以分离，以利于拆装。为了进一步增强刚度，应尽可能地减小齿轮大端一侧两轴承间的距离，增大支承轴径，适当提高轴承的配合的配合紧度。
低速载货汽车后驱动桥的设计
4.1.3 主减速器从动锥齿轮的支承型式及安装方法
图4-4 主减速器从动锥齿轮的支承型式及安置办法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轴承之间的分布而定。两端支承多采用圆锥锥子轴承，安装时使它们的圆锥滚子大端相向朝内，而小端相背朝外。
为了防止从动齿轮在轴向载荷作用下的偏移，圆锥滚子轴承也应预紧。由于从动锥齿轮轴承是装在差速器壳上，尺寸较大，足以保证刚度。球面圆锥滚子轴承（图4-4（b））具有自动调位的性能，对轴的歪斜的敏感性较小，这在主减速器从动齿轮轴承的尺寸大时极其重要。
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4.1.4 主减速器的型式
图4-5 采用组合式桥壳的单级主减速器
1
调整垫片（用于调整轴承的预紧度） 2 调整垫片（用于调整齿面啮合区位置）
减速型式的选择与汽车的类型及使用条件有关，但它主要取决于由动力性、经济性等整车性能所要求的主减速比 0i 的大小及驱动桥下的离地间隙、驱动桥的数目及布置型式等。
本设计采用组合式桥壳的单级主减速器（图）。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等优点。其主、从动锥齿轮轴承都直接支承在与桥壳铸成一体的主减速器壳上，结构简单、支承刚度大、质量小、造价低。
4.1.5 主减速器的基本参数的选择及计算
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。
A. 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 的选择应在汽车总体设计时和传动系的总传动比T i 一起由整车动力计算来确定。可利用在不同o i 下的功率平衡图来研究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价匹配的方法来选择0i 值，可使汽车获得最佳的动力性和燃料经济性。
为了得到足够的功率储备而使最高车速稍有下降，0i 按下式计算[3]：
gh a p r i n r i max 0)
472.0377.0(ν～= ()14-
式中：r r —车轮滚动半径，m ；
低速载货汽车后驱动桥的设计
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gh i —变速器最高档传动比；
max a ν—汽车最高车速；
p n —发动机最大转速
==gh a p
r i n r i max 0)472.0377.0(ν～67.695
.461.23400044.0443.0=??? 根据所选定的主减速比o i 值，确定主减速器的减速型式为单级。查表得汽车驱动桥的离地间隙为200mm.
B ．主减速齿轮计算载荷的计算
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（je T 、?j T ）的较下者，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。既[3]
： n K i T T T TL e je /0max η???= ()24-
LB
LB r j i r G T ???=
η??2 ()34- 式中：max e T —发动机最大转矩，m N ?；
TL i —由发动机到所计算的主减速器从动齿轮之间的传动系最低档传动比； T η—上述传动部分的效率，取9.0=T η；
0K —超载系数，对于一般载货汽车、矿用汽车和越野汽车以及液力传动的各类汽车
取10=K ；
n —该车的驱动桥数目；
2G —汽车满载时一个驱动桥给水平地面的最大负载，N ；对后桥来说还要考虑到汽车
加速时的负荷增大量；
?—轮胎对路面的附着系数，对于安装一般轮胎的公路用汽车，取85.0=?； r r —车轮的滚动半径，m ；
LB η，LB i —分别为由所计算的主减速器从动齿轮到驱动轮之间的传动效率和减速比
（例如轮边减速器等）。
由式（4-2）、式（4-3）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牵引力来确定的，即主减速器从动齿轮的平均计算转矩jm T （Nm ）为[4] )()(P H R LB LB r T a jm f f f n
i r G G T ++???+=
η ()44- 式中：a G —汽车装载总重，N ； T G —所牵引的挂车满载总重，N ，但仅用于牵引车；
R f —道路滚动阻力系数；
H f —汽车正常使用时的平均爬坡能力系数；
P f —汽车或汽车列车的性能系数。
11 ??
????+-=max )(195.0161001e T A P T G G f ()54-
当()16195.0max
>+e T a T G G 时 取0=P f ()()006.0015.019.067.604000)()(++??+=++???+=
P H R LB LB r T a jm f f f n i r G G T η =22()m N ?
C ．主减速齿轮基本参数的选择
a.齿数的选择
对于单级主减速器，当0i 较大时，则应尽量使主动齿轮的齿数1z 取得小些，以得到满意的驱动桥离地间隙。当≥0i 6时，1z 的最小值可取为5，但为了啮合平稳及提高疲劳强度，1z 最好大于5。取61=z ， 342=z [5]。
b.节圆半径的选择
可根据从动锥齿轮的计算转矩（见式4-4、式4-5并取两者中较小的一个为计算依据）按经验公式选出：
322j d T K d ?= ()64-
式中 d d —从动锥齿轮的节圆半径，mm ；
2d K —直径系数，取16132～=d K ；
j T —计算转矩，m N ?。
mm T K d j d 4222153322=?=?=
c.齿轮端面模数的选择
2d 选定后可按式22/z d m =算出从动齿轮大端端面模数，并用下式校核：
3j m T K m ?= ()74-
式中 m K —模数系数。
2.134/42/22===z d m
2.1224.033=?=?=j m T K m
d.齿面宽的选择
汽车主减速器双曲面齿轮的从动齿轮齿面宽()mm F 为：
2155.0d F = ()84-
()mm d F 51.642155.0155.02=?==
低速载货汽车后驱动桥的设计
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4.2 差速器的设计
4.2.1差速器的结构型式
差速器选用对称式圆锥行星齿轮差速器。其结构原理如图（4-6）所示[6]
。普通对称式圆锥行星齿轮差速器由差速器左、右壳，2个半轴齿轮，4个行星齿轮，行星齿轮轴，半轴齿轮等组成。其工作原理如图所示。0ω为主减速器从动齿轮或差速器壳的角速度；1ω、2ω分别为左右驱动车轮或差速器半轴齿轮的角速度；3ω为行星齿轮绕其轴的自转角速度。
图4-6 普通圆锥齿轮差速器的工作原理简图
当汽车在平坦路面上直线行驶时，差速器各零件之间无相对运动，则有
021ωωω==
03=ω
这时，差速器壳经十字轴以力P 带动行星齿轮绕半轴齿轮中心作“公转”而无自转（03=ω）。行星齿轮的轮齿以2/P 的反作用力。对于对称式差速器来说，两半轴齿轮的节圆半径r 相同，故传给左、右半轴的转矩均等于2Pr/，故汽车在平坦路面上直线行驶时驱动左、右车轮的转矩相等。
当汽车转弯时，假如左右轮之间无差速器，则按运动学要求，行程长的外侧车轮将产生滑移，而行程短的内侧车轮将产生滑转。由此导致在左、右轮胎切线方向上各产生一附加阻力，且它们的方向相反，如图所示。当装有差速器时，附加阻力所形成的力矩使差速器起差速作用，以免内外侧驱动车轮在地面上的滑转和滑移，保证它们以不同的转速1ω和2ω正常转动。当然，若差速器工作时阻抗其中各零件相对运动的摩擦大，则扭动它的力矩就大。在普通的齿轮差速器中这种摩擦力很小，故只要左、右车轮所走路程稍有差异，差速器开始工作。
当差速器工作时，行星齿轮不仅有绕半轴齿轮中心的“公转”，而且还有绕行星齿轮以
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角速度为3ω的自转。这时外侧车轮及其半轴齿轮的转速将增高，且增高量为1
33
z z ω（3z 为行星齿轮齿数，1z 为该侧半轴齿轮齿数），这样，外侧半轴齿轮的角速度为： 1
3301z z ωωω+= 在同一时间内，内侧车轮及其半轴齿轮（齿数为2z ）的转速将减低，且减低量为233
z z ω，由于对称式圆锥齿轮差速器的两半轴齿数相等，于是内侧半轴齿轮的转速为：
1
33
02z z ωωω-= 由以上两式得差速器工作时的转速关系为 0212ωωω=+
()94-
即两半轴齿轮的转速和为差速器壳转速的两倍。
由式（4-9）知：
当02=ω时，012ωω=，或
当01=ω时，022ωω=
当00=ω时，21ωω-= 最后一种情况00=ω，有时发生在使用中央制动时，这时很容易导致汽车失去控制，使汽车急转和甩尾。
4.2.2差速器的基本参数的选择及计算
由于差速器亮是装在主减速器从动齿轮上，故在确定主减速器从动齿轮尺寸时．应考虑差速器的安装；差速器壳的轮廓尺寸也受到从动齿轮及主动齿轮导向轴承支座的限制。
1．差速器齿轮的基本参数选择
A ．行星齿轮的基本参数选择
本载货汽车选用4个行星齿轮[7]
。
B ．行星齿轮球面半径)(mm R B 的确定
圆锥行星齿轮差速器的尺寸通常决定于行星齿轮背面的球面半径B R ，它就是行星齿轮的安装尺寸，实际上代表了差速器圆锥齿轮的节锥矩，在一定程度上表征了差速器的强度。
球面半径可根据经验公式来确定： 3j B B T K R = ()104-
式中：B K —行星齿轮球面半径系数；
j T —计算转矩，m N ?。 mm T K R j B B 72252.233=?==
低速载货汽车后驱动桥的设计
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B R 确定后，即可根据下式预选其节锥矩：
()B R A 99.098.00～= ()114-
()mm R A B 86.6798.099.098.00=?==～
C ．行星齿轮与半轴齿轮齿数的选择
选用行星齿轮齿数为10，半轴齿轮齿数为16。
D ．差速器圆锥齿轮模数及半轴齿轮节圆直径的初步确定
先初步求出行星齿轮和半轴齿轮的节锥角1γ，2γ：
211arctan
z z =γ； 1
22a r c t a n z z =γ ()124- 式中：1z ，2z 为行星齿轮和半轴齿轮齿数 ?===1034
6arctan arctan 211z z γ ?===80634arctan arctan
122z z γ 再求出圆锥齿轮的大端模数：
22
0110sin 2sin 2γγz A z A m == ()134- 4.010sin 6
86.62sin 2sin 2220110=??===γγz A z A m 节圆半径d 右下式求得：
zm d = ()144-
mm m z d 4.24.0611=?==
mm m z d 6.134.03422=?==
4.3 半轴的设计
4.3.1半轴的结构型式
采用半浮式半轴。半浮式以靠近外端的轴颈直接支承在置于桥壳外端内孔中的轴承上，而端部则以具有锥面的轴颈及键与车轮轮毂相固定。半浮式半轴承受的载荷复杂，但它结构简单、质量小、尺寸紧凑、造价低廉等优点。
15
图4-7 半浮式半轴的结构型式与安装
4.3.2半轴的设计与计算
半轴的主要尺寸是它的直径，设计与计算时首先应合理的确定其计算载荷。
半轴的计算要考虑以下三种可能的载荷工况：
A ．纵向力2X （驱动力或制动力）最大时（?22Z X =），附着系数?取0.8，没有侧向力作用；
B ．侧向力2Y 最大时，其最大值发生于侧滑时，为12?Z ，侧滑时轮胎与地面的侧向附着系数1?在计算中取1.0，没有纵向力作用；
C ．垂向力最大时，这发生在汽车以可能的高速通过不平路面时，其值为d k g Z )(2ω-，d k 是动载荷系数，这时没有纵向力和侧向力作用。
半浮式半轴的设计计算，应根据上述三种载荷工况进行
图4-8 半浮式半轴及受力简图
低速载货汽车后驱动桥的设计
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a ． 半浮式半轴在上述第一种工况下
半轴同时承受垂向力2Z 、纵向力2X 所引起的弯矩以及由2X 引起的转矩r r X 2。
对左、右半轴来说，垂向力L Z 2
'，R Z 2'为 w w R L g G m g Z Z Z -'=-='='2
2222 ()154- 式中：2G —满载静止汽车的驱动桥对水平地面的载荷，N ；
m '—汽车加速和减速时的质量转移系数；
w g —一侧车轮（包括轮毂、制动器等）本身对水平地面的载荷，N 。
N g G m g Z Z Z w w R L 1372098002
392002.122222=-?=-'=-='=' 纵向力按最大附着力计算，即
?2222G m X X R
L '== ()164- 式中：?—轮胎与地面的附着系数。
N G m X X R L 188168.02
392002.12222=??='==? 左、右半轴所承受的合成弯矩()m N M ?∑为
()()22222222B B L L X Z b X Z b M -'=-'=∑ ()174- ()()()()222222222218816137201.0+=-'=-'=∑B B L L X Z b X Z b M
m N ?=2329
转矩为
r R r L r X r X T 22== ()184-
44.01881622?===r R r L r X r X T
m N ?=04.8279
b ． 半浮式半轴在上述第二种载荷工况下
半轴只受弯矩。在侧向力2Y 的作用下，左、右车轮承受的垂向力L Z 2、R Z 2和侧
向力L Y 2、R Y 2各不相等，而半轴所受的力为
w w L L g B hg G g Z Z -???
? ???+=-='21222212? ()194-
17
w w R R g B hg G g Z Z -???? ???-=-='21222
212? ()204- 1212
2212?????
? ???+=B hg G Y L ()214-
1212
2212?????
? ???-=B hg G Y R ()224-
式中：2B —驱动车轮的轮矩，mm ；
g h —汽车质心高度，mm ；
1?—轮胎与路面的侧向附着系数；
980016500.16002123920021221222-??? ????+=-???? ?
??+=-='w w L L g B hg G g Z Z ? N 24108=
980016500.16002123920021221222-??? ????-=-???? ?
??-=-='w w R R g B hg G g Z Z ? N 4508=
??? ????+=???? ?
??+=16500.1600212392002121212
2??B hg G Y L N 33908=
??? ????-=???
? ???-=16500.1600212392002121212
2??B hg G Y R N 5292=
左、右半轴所受的弯矩分别为：
b Z Y M L L L 2
2'-=∑ ()234- b Z Y M R R R 2
2'+=∑ ()244- m N b Z Y M L L L ?=?-='-=∑2.314971.0241083390822
m N b Z Y M R R R ?=?+='+=∑8.110341.0450*******
低速载货汽车后驱动桥的设计
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c ．半浮式半轴在上述第三种载荷工况下半轴只受垂向弯矩：
b g G k M w d V ???
? ??-=∑22 ()254- 式中：d k —动载系数。
m N b g G k M w d V ?=???? ??-=???
? ??-=∑24501.098002392005.222 4.4驱动桥壳的设计
驱动桥桥壳是汽车上的主要零件之一，非断开式驱动桥的桥壳起着支承汽车荷重的作用，并将载荷传给车轮。作用在驱动车轮上的牵引力、制动力、侧向力和垂向力也是经过桥壳传到悬挂及车架或车厢上。因此桥壳既是承载件又是传动件，同时它又是主减速器、差速器及驱动车轮传动装置（半轴）的外壳。
在汽车行驶过程中，桥壳承受繁重的载荷，设计时必须考虑在动载荷下桥壳有足够的强度和刚度。为了减小汽车的簧下质量以利于降低动载荷、提高汽车的行驶平顺性，在保证强度和刚度的前提下应力求减小桥壳的质量。桥壳还应结构简单、制造方便以利于降低成本。其结构还应保证主减速器的拆装、调整、维修和保养方便。在选择桥壳的结构型式时，还应考虑汽车的类型、使用要求、制造条件、材料供应等。
4.4.1桥壳的结构型式
选用可分式桥壳。它的结构如图所示，整个桥壳由一个垂直结合面分为左右两部分，每一部分均由一个铸件壳提和一个压入其外端的半轴套管组成。半轴套管与壳体用铆钉联接。
图4-9 可分式桥壳
5 结论
此次设计了驱动桥及其各个部件，包括驱动桥的设计、主减速器的设计、差速器的设计、半轴的设计和桥壳的设计。
所选择的主减速比在满足汽车在给定使用的条件下，具有最佳的动力性和燃料经济性。差速器在保证左、右驱动车轮能以汽车动力学所要求的差速滚动外并能将转矩平稳而连续不断地传递给左、右驱动车轮。驱动桥各零部件在保证其强度、刚度、可靠性及使用寿命的前提下，减小簧下质量。初步改善了汽车的平顺性。选用的结构简单，维修也比较方便，制造容易。但同时，在驱动桥的设计上还存在着不足，有待解决。
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摘要 汽车驱动桥是汽车的主要部件之一，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。汽车差速器位于驱动桥内部，为满足汽车转弯时内外侧车轮或两驱动桥直接以不同角度旋转，并传递扭矩的需求，在传递扭矩时应能够根据行驶的环境自动分配扭矩，提高了汽车通过性。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。 随着汽车技术的成熟，轻型车的不断普及，人们根据差速器使用目的的不同，设计出多种类型差速器。与国外相比，我国的车用差速器开发设计不论在技术上，还是在成本控制上都存在不小的差距，尤其是目前兴起的三维软件设计方面，缺乏独立开发与创新能力，这样就造成设计手段落后，新产品上市周期慢，材料品质和工艺加工水平也存在很多弱点。 本文认真地分析了国内外驱动桥中差速器设计的现状及发展趋势，在论述汽车驱动桥的基本原理和运行机理的基础上，提炼出了在差速器设计中应掌握的满足汽车行驶的平顺性和通过性、降噪技术的应用及零件的标准化、部件的通用化、产品的系列化等关键技术；阐述了汽车差速器的基本原理并进行了系统分析；根据经济、适用、舒适、安全可靠的设计原则和分析比较，确定了轻型车差速器总成及半轴的结构型式；轻型车差速器的结构设计强度计算运用了理论分析成果；最后运用CATIA软件对汽车差速器进行建模设计，提升了设计水平，缩短了开发周期，提高了产品质量，设计完全合理，达到了预期的目标。 关键词：驱动桥；差速器；半轴；结构设计；
Automobile driving axle is one of the main components of cars, its basic function is increased by the transmission shaft or directly by coming from torque, again will torque distribution to drive wheels, and make about driving wheel has about vehicle movement required differential function. Auto differential drive to meet internal, located in car wheel or when turning inside and outside two axles directly with different point of view, and transfer the rotating torque transmission torque in demand, according to the environment should be driving torque, improve the automatic assignment car through sex. Its quality, performance will have a direct impact on the security of the vehicle, economy, comfort and reliability. As car technology maturity, the increasing popularity of small, people of different purposes according to differential, the design gives a variety of types differential. Compared with foreign countries, China's automotive differential development design whether in technology, or in the cost control there are large gap, especially at present the rise of 3d software design, lack of independent development and innovation ability, thus causing design means backward, new products listed cycle slow, materials quality and craft processing level also has many weaknesses. This paper conscientiously analyzes the differential drive axle design at home and abroad in the present situation and development trend of automobile driven axle, this basic principle and operation mechanism, carry on the basis of the differential practiced a meet the design should be mastered in smooth and automobile driving through sexual, noise reduction technology application and parts of standardization, parts of generalization, serialization of products, and other key technology; Expounds the basic principle and automotive differential system analysis; According to economic, applicable, comfortable, safe and reliable design principles and analysis comparison, determine the small differential assembly and half shaft structure type; Small differential structure design strength calculation using theoretical analysis results; Finally using CATIA software modeling design of automotive differential, promoted design level, shorten the development cycle, improve the product quality, design completely reasonable, can achieve the desired goals. Key words：Differential mechanism；Differential gear；Planetary gear；Semiaxis；
摘要 本次设计的题目是中型货车驱动桥设计。驱动桥一般由主减速器、差速器、半轴及桥壳四部分组成，其基本功用是增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩，将转矩分配给左、右车轮，并使左、右驱动车轮具有汽车行驶运动学所要求的差速功能；此外，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。 本文首先论述了驱动桥的总体结构，在分析驱动桥各部分结构型式、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：采用整体式驱动桥，主减速器的减速型式采用双级减速器，主减速器齿轮采用螺旋锥齿轮，差速器采用普通对称式圆锥行星齿轮差速器，半轴型式采用全浮式，桥壳采用铸造整体式桥壳。在本次设计中，主要完成了双级减速器、圆锥行星齿轮差速器、全浮式半轴、桥壳的设计工作。 关键词：驱动桥；主减速器；全浮式半轴；桥壳；差速器
目录 摘要............................................................................................ ................ (2) 第1章绪论 (4) 1.1 课题研究的目的和意义 (4) 1.2 课题研究现状 (4) 1.2.1主减速器型式及其现状 (5) 1.2.差速器形式发展现状............................................................................................................. .4 1.2.半轴形式发展现状............................................................ .................. . (5) 1.2.桥壳形式发展现状......................................................... .................. . (5) 1.3 设计主要内容 (9) 第2章设计方案的确定 (7) 2.1 基本参数的选择 (7) 2.2 主减速比的计算 (7) 2.3 主减速器结构方案的确定 (8) 2.4差速器的选择 (8) 2.5半轴型式的确定 (9) 2.6桥壳型式的确定 (9) 2.7本章小结 (9) 第3章主减速器的基本参数选择与设计计算 (13) 3.1 主减速齿轮计算载荷的计算 (13) 3.2 主减速器齿轮参数的选择 (14) 3.3 主减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算与强度计算 (15) 3.3.1 主减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算 (15) 3.3.2 主减速器螺旋锥齿轮的强度计算 (16) 3.4 主减速器齿轮的材料及热处理 (19) 3.5 第二级斜齿圆柱齿轮基本参数的选择 (19) 3.6 第二级斜齿圆柱齿轮校核 (21) 3.7 主减速器轴承的计算 (19) 3.8 主减速器的润滑 (22) 3.9 本章小结 (26) 第4章差速器设计 (27) 4.1 差速器的作用 (27) 4.2 对称式圆锥行星齿轮差速器 (27) 4.2.1 差速器齿轮的基本参数选择 (28)
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
第1章绪论 1.1 本课题的目的和意义 本课题是对江淮帅铃货车驱动桥的结构设计。通过此次毕业设计，训练学生的实际工作能力。掌握汽车零部件设计与生产技术是开发我国自主品牌汽车产品的重要基础，汽车驱动桥时传动系统的重要部件。设计汽车驱动桥，需要综合考虑多方面的因素。设计时需要综合运用所学的知识，熟悉实际设计过程，提高设计能力。驱动桥的设计，由驱动桥的结构组成、功用、工作特点及设计要求讲起，详细地分析了驱动桥总成的结构形式及布置方法；全面介绍了驱动桥车轮的传动装置和桥壳的各种结构形式与设计计算方法。 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。汽车驱动桥是汽车的重大总成，承载着汽车的满载簧荷重及地面经车轮、车架及承载式车身经悬架给予的铅垂力、纵向力、横向力及其力矩，以及冲击载荷；驱动桥还传递着传动系中的最大转矩，桥壳还承受着反作用力矩。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，装载质量在四吨以上的载货汽车的发动机，最大功率在99KW,最大转矩也在350N·m 以上，百公里油耗是一般都在30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。驱动桥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。 目前我国正在大力发展汽车产业,采用后轮驱动汽车的平衡性和操作性都将会有很大的提高。后轮驱动的汽车加速时，牵引力将不会由前轮发出，所以在加速转弯时，司机就会感到有更大的横向握持力，操作性能变好。维修费用低也是后轮驱动的一个优点，尽管由于构造和车型的不同，这种费用将会有很大的差别。 1.2 驱动桥的分类 1.2.1 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，广泛用在各种家庭乘用车、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
目录 摘要 .................................................... 错误!未定义书签。Abstract ................................................. 错误!未定义书签。 1 绪论 ................................................... 错误!未定义书签。 本课题研究的目的和意义................................ 错误!未定义书签。 汽车驱动桥国内外发展状况............................. 错误!未定义书签。 本课题研究的主要任务................................. 错误!未定义书签。 汽车驱动桥概述....................................... 错误!未定义书签。 2 主减速器设计 ........................................... 错误!未定义书签。 主减速器结构形式简介及选择........................... 错误!未定义书签。 主减速器的基本参数选择与设计计算..................... 错误!未定义书签。 主减速齿轮计算载荷的确定 ......................... 错误!未定义书签。 主减速齿轮基本参数的选择 ......................... 错误!未定义书签。 齿轮的几何尺寸计算 ............................... 错误!未定义书签。 主减速器齿轮的材料选择............................... 错误!未定义书签。 主减速器齿轮强度计算................................. 错误!未定义书签。 主减速器齿轮支承形式的选择........................... 错误!未定义书签。 主减速器齿轮轴承的载荷计算........................... 错误!未定义书签。 锥齿轮齿面上的作用力 ............................. 错误!未定义书签。 锥齿轮齿面上的轴向力和径向力 ..................... 错误!未定义书签。 主减速器齿轮轴承的选择 ........................... 错误!未定义书签。 3 差速器设计 ............................................. 错误!未定义书签。 差速器介绍........................................... 错误!未定义书签。 差速器的原理......................................... 错误!未定义书签。 差速器齿轮主要参数选择................................ 错误!未定义书签。 差速器齿轮几何尺寸计算............................... 错误!未定义书签。 差速器齿轮的强度计算................................. 错误!未定义书签。 4 半轴设计 ............................................... 错误!未定义书签。 半轴的类型与选择..................................... 错误!未定义书签。 全浮式半轴的设计计算................................. 错误!未定义书签。
商用车驱动桥设计 摘要 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。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、重载的高效率的需要时，必须要搭配一个高效、可靠的驱动桥。本文参照传统驱动桥的设计参数；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撑轴承进行了寿命校核。本文还是采用传统的锥齿轮作为商用车的主减速器。 关键词：商用车，驱动桥，主减速器，螺旋锥齿轮
THE DESIGNING OF BUSINESS AUTOMOBILE REAR DRIVE AXLES ABSTRACT Drive axle is one of automobile four important assemblies. Its performance directly influence on the entire automobile, especially for the heavy truck. When using the big power engine with the big driving torque to satisfy the need of high speed, heavy-loaded, high efficiency, high benefit. Today heavy truck must exploit the high driven efficiency single reduction final drive axle. Becoming the heavy traditional designing method of the drive axle: first, make up the main parts structure and the key designing parameters; then reference to the similar driving axle structure, decide the entire designing project; finally check the strength of the axle drive bevel pinion, bevel gear wheel, the differential planetary pinion, differential side gear, full-floating axle shaft and the banjo axle housing, and the life expection of carrier bearing. The designing takes spiral bevel gear as the gear type of business automobile’ final drive. KEY WORDS: business automobile, drive axle, final drive , spiral bevel gear
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
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
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
设计题目：桑塔纳志俊驱动桥设计 姓名付晶 学院交通学院 专业机械设计制造及其自动化 班级11级5班 学号20112814601 指导教师孙宏图王昕彦
4. 驱动桥设计 (1) 4.1 确定驱动桥的结构形式 (1) 4.2 主减速器和差速器齿轮主要参数的选择与计算 (5) 4.2.1 主减速器齿轮主要参数的选择 (5) 4.2.2 直齿锥齿轮差速器齿轮基本参数 (5) 4.3 齿轮的结构设计、图样及技术要求 (7) 4.3.1 齿轮的结构设计 (7) 4.3.2 齿轮的图样及技术要求 (13)
4. 驱动桥设计 4.1 确定驱动桥的结构形式 4.1.1驱动桥的功能 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，并将动力合理的分配给左、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立、纵向力和横向力。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。 4.1.2驱动桥的分类： 驱动桥分非断开式（整体式）---用于非独立悬架 断开式---用于独立悬架 非断开式（整体式）驱动桥 定义：非断开式驱动桥也称为整体式 驱动桥，其半轴套管与主减速器壳均与轴壳刚性地相连一个整体梁，因而两侧的半轴和驱动轮相关地摆动，通过弹性元件与车架相连。它由驱动桥壳1，主减速器，差速器和半轴组成。 优点：结构简单，成本低，制造工艺性好，维修和调整易行，工作可靠。 用途：广泛载货汽车、客车、多数越野车、部分轿车用于上。
断开式驱动桥 定义：驱动桥采用独立悬架，即主减速器壳固定在车架上，两侧的半轴和驱动轮能在横向平面相对于车体有相对运动的则称为断开式驱动桥。为了与独立悬架相配合，将主减速器壳固定在车架（或车身）上，驱动桥壳分段并通过铰链连接，或除主减速器壳外不再有驱动桥壳的其它部分。为了适应驱动轮独立上下跳动的需要，差速器与车轮之间的半轴各段之间用万向节连接。 优点：可以增加最小离地间隙，减少部分簧下质量，减少车轮和车桥上的动载两半轴相互独立，抗侧滑能力强可使独立悬架导向机构设计合理，提高操纵稳定性 缺点：结构复杂，成本高 用途：多用于轻、小型越野车和轿车 4.1.3驱动桥的组成 驱动桥由主减速器、差速器、半轴及桥壳组成。 主减速器 1）主减速器一般用来改变传动方向，降低转速，增大扭矩，保证汽车有足够的驱动力和适当的速皮。主减速器类型较多，有单级、双级、双速、轮边减速器等。 单级主减速器由一对减速齿轮实现减速的装置，称为单级减速器。其结构简单，重量轻，东风BQl090型等轻、中型载重汽车上应用广泛。 2）双级主减速器对一些载重较大的载重汽车，要求较大的减速比，用单级主减速器传动，则从动齿轮的直径就必须增大，会影响驱动桥的离地间隙，所以采用两次减速。通常称为双级减速器。双级减速器有两组减速齿轮，实现两次减速增扭。
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