商用车驱动桥设计
摘要
汽车后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: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。
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，确定主减速器、差速器、半轴和桥壳的结构类型，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：低速载货汽车驱动桥主减速器差速器
THE DESIGNING OF BUSINESS AUTOMOBILE REAR
DRIVE AXLES
ABSTRACT
Drive axle is one of the most important parts of automobile. The function is to increase the torque from drive shaft or from transmission directly, and then distribute it to left and right wheels which have the differential ability automobile needed when driving. And the drive axle has to support the vertical force, longitudinal force, horizontal force and their moments between road and frame or body. Its quality and performance will affect the security, economic, comfortability and reliability.
According to the design parameters given, determine the overall vehicle parametres in accordance with the traditional design methods and reference the same vehicle parameters, identify the main reducer, differential, axle and axle housing structure type, 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.
KEY WORDS: light truck; drive axle; single reduction final drive
目录
前言 (1)
第1章驱动桥型式的选择 (2)
第2章主减速器设计 (4)
2.1 主减速器的结构形式 (4)
2.1.1 主减速器的结构形式 (4)
2.1.2 主减速器主、从动锥齿轮的支承型式 (4)
2.2 主减速器的基本参数选择与设计计算..... 错误！未定义书签。
2.2.1 主减速比的确定............................... 错误！未定义书签。
2.2.2 主减速器齿轮计算载荷的确定....... 错误！未定义书签。
2.2.3 主减速器齿轮基本参数的选择....... 错误！未定义书签。
2.2.4 主减速器圆弧锥齿轮的几何尺寸计算错误！未定义书
签。
2.2.5 主减速器圆弧锥齿轮的强度计算... 错误！未定义书签。
2.2.6 主减速器齿轮的材料及热处理....... 错误！未定义书签。
2.2.7 主减速器轴承的计算....................... 错误！未定义书签。第3章差速器. (5)
3.1 差速器的结构型式选择 (5)
3.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计 (5)
3.2.1 差速器齿轮的基本参数的选择 (5)
3.2.2 差速器齿轮的几何计算................... 错误！未定义书签。
3.2.3 差速器齿轮的强度计算................... 错误！未定义书签。第4章驱动桥半轴的设计.. (6)
4.1 全浮式半轴计算载荷的确定 (6)
4.2 全浮式半轴的杆部直径的初选................. 错误！未定义书签。
4.3 全浮式半轴的强度计算............................. 错误！未定义书签。
4.4 半轴花键的强度计算................................. 错误！未定义书签。
4.5 半轴的材料选择......................................... 错误！未定义书签。第5章驱动桥桥壳设计......................................... 错误！未定义书签。
5.1 桥壳的结构型式......................................... 错误！未定义书签。
5.2 桥壳的受力分析与强度计算..................... 错误！未定义书签。
5.2.1 桥壳的静弯曲应力计算................... 错误！未定义书签。
5.2.2 在不平路面冲击载荷作用下的桥壳强度计算错误！未定
义书签。
5.2.3 汽车以最大牵引力行驶时的桥壳强度计算错误！未定义
书签。
5.2.4 汽车紧急制动时的桥壳强度计算... 错误！未定义书签。
5.2.5 汽车受最大侧向力时的桥壳强度计算错误！未定义书
签。
结论 (7)
谢辞 (8)
参考文献 (8)
前言
汽车驱动桥位于传动系的末端，一般由主减速器，差速器，车轮传动装置和桥壳组成。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。
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。如果变速器出了故障，对于后轮驱动的汽车就不需要对差速器进行维修，但是对于前轮驱动的汽车来说也许就有这个必要了，因为这两个部件是做在一起的。所以后轮驱动必然会使得乘车更加安全、舒适，从而带来可观的经济效益。不过由于在具体的工艺方面我国和世界水平还有较大的差距，所以目前国内研究的重点在于：从桥壳的制造技术上寻求制造工艺先进、制造效率高、成本低的方法；从齿轮减速形式上将传统的中央单极减速器发展到现在的中央及轮边双级减速或双级主减速器结构；从齿轮的加工形式上车桥内部的的主从动齿轮、行星齿轮及圆柱齿轮逐渐采用精磨加工，以满足汽车高速行驶要求及法规对于噪声的控制要求。总体而言，现代汽车正向着节能、环保、舒适等方面发展。
本论文的的研究目的在于通过对汽车整体的匹配性设计，确定汽车驱动桥的方案，完成驱动桥的主减速器、差速器、半轴等部件型号的设计与计算，并完成校核的设计过程。
第1章驱动桥型式的选择
驱动桥总成的结构型式，按其总体布置来说分为两类，即断开式驱动桥和非断开式驱动桥。
非断开式与断开式这两大类驱动桥结构型式的选择，又与汽车悬架总成结构型式的选择有密切关系。当驱动车轮采用非独立悬架时，应选用非断开式驱动桥，而当驱动车轮采用独立悬架时，则应选用断开式驱动桥。
图1-1 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
普通非断开式驱动桥的桥壳是一根支承在左右驱动车轮上的刚性空心梁，主减速器、差速器和半轴等所有传动件都装在其中。它由驱动桥壳，主减速器，差速器和半轴组成。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。但由于其簧下质量较大，对汽车的行驶平顺性和降低动载荷有不利的影响。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。
断开式驱动桥的结构特点是没有连接左右驱动车轮的刚性整体外壳或梁，主减速器、差速器及其壳体安装在车架或车身上，通过万向传动装置驱动车轮。此时，主减速器、差速器和部分车轮传动装置的质量均为簧上质量。两侧的驱动车轮经过独立悬架与车架或车身作弹性连接，因此可以彼此独立地相对于车架或车身上下摆动。为防止车轮跳动时因轮距变化而使万向传动装置与独立悬架导向装
置产生运动干涉，在设计车轮传动装置时，应采用滑动花键轴或允许轴向适量移动的万向传动机构。
断开式驱动桥与非断开式驱动桥相比较，断开式驱动桥能显著减少汽车簧下质量，从而改善汽车行驶平顺性，提高了平均行驶速度；减小了汽车行驶时作用于车轮和车桥上的动载荷，提高了零部件的使用寿命；增加了汽车离地间隙；由于驱动车轮与路面的接触情况及对各种地形的适应性较好，增强了车轮的抗侧滑能力；若与之配合的独立悬架导向机构设计合理，可增加汽车的不足转向效应，提高汽车的操纵稳定性。但其结构较复杂，成本较高。断开式驱动桥在乘用车和部分越野车上应用广泛。
经上述分析，考虑到所设计的轻型载重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，车架为边梁式车架，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。
第2章主减速器设计
2.1 主减速器的结构形式
2.1.1 主减速器的结构形式
主减速器的减速型式分为单级减速、双续减速、双速减速、单级贯通、双级贯通、主减速及轮边减速等。
考虑整车成本和驱动桥的研发与制造成本及输入参数主减速比(i =6.91<7.6)的实际情况，选择结构简单，体积小，质量轻，制造成本低的单级主减速器。单级主减速器都是采用一对螺旋锥齿轮或双曲面齿轮，也有采用蜗轮传动的。由于螺旋锥齿轮具有工作平稳、能承受较大的负荷、制造简单等优点，主减速器的齿轮选用螺旋锥齿轮传动形式。
2.1.2 主减速器主、从动锥齿轮的支承型式
主动锥齿轮的支承：轻型载货车的载荷较小,不许用传递较大的转矩，所以该车后驱动桥主动锥齿轮的支承形式采用悬置式支承。采用一对圆锥滚子轴承支承时，为了减小悬臂长度和增大支承间的距离，应使两轴承圆锥滚子的小端相向朝内，而大端朝外，以缩短跨距，从而增强支承刚度。
从动锥齿轮的支承：轻型载货汽车主减速从动锥齿轮采用无辐式结构并用细牙螺钉以精度较高的紧配合固定在差建界壳的突缘上。这种方法对增强刚性效果较好，两端支承采用圆锥滚子轴承，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。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。
第3章差速器
3.1 差速器的结构型式选择
差速器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。差速器有多种形式，由于普通对称式圆锥行星齿轮差速器具有结构简单、工作平稳、制造方便等优点，故采用对称式圆锥齿轮差速器。
图3-1 普通的对称式圆锥行星齿轮差速器
1，12-轴承；2-螺母；3，14-锁止垫片；4-差速器左壳；5，13-螺栓；6-半轴齿轮垫片；
7-半轴齿轮；8-行星齿轮轴；9-行星齿轮；10-行星齿轮垫片；11-差速器右壳
3.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计
由于在差速器壳上装着主减速器从动齿轮，所以在确定主减速器从动齿轮尺寸时，应考虑差速器的安装。差速器的轮廓尺寸也受到主减速器从动齿轮轴承支承座及主动齿轮导向轴承座的限制。
3.2.1 差速器齿轮的基本参数的选择
1.行星齿轮数目的选择
载货汽车采用4个行星齿轮。
2.行星齿轮球面半径B R的确定
圆锥行星齿轮差速器的结构尺寸，通常取决于行星齿轮的背面的球面半径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距，因此在一定程度上也表征了差速器的强度。
球面半径B R可按如下的经验公式确定：
3T
K
R B
B mm (3-3)
第4章 驱动桥半轴的设计
4.1 全浮式半轴计算载荷的确定
全浮式半轴只承受转矩，其计算转矩可有r R r L r X r X T ?==?22求得，其中L X 2，R X 2的计算，可根据以下方法计算，并取两者中的较小者。
若按最大附着力计算，即 ?2
2'22G m X X R L == （4-1） 式中 ?——轮胎与地面的附着系数取0.8；
'm ——汽车加速或减速时的质量转移系数，可取1.2～1.4在此取1.3。 把数据代入式（4-1）得
22 1.313409.80.86828.642
L R X X N ??==?= 若按发动机最大转矩计算，即
r e R L r i T X X /max 22ηξ== （4-2） 式中 ξ——差速器的转矩分配系数，对于普通圆锥行星齿轮差速器取0.6； max e T ——发动机最大转矩，N ·m ；
η——汽车传动效率，计算时可取1或取0.9；
结论
毕业设计是对我们大学所学内容的综合考察，使我们的理论知识，动手能力，软件使用能力有了显著提高。
通过这次毕业设计，我进一步了解了科学研究和工程设计的基本过程和其中的严谨性，加深了对专业知识的理解和应用，这些对我掌握知识的深度和广度，运用理论知识结合实际去处理问题的能力、实践能力、外语水平、计算机应用水平及口头表达能力都有了很好的训练。
谢辞
非常感谢万玉琼老师指引我们的论文的写作的方向和架构，并对本论文初稿进行认真批阅，指正出其中误谬之处，使我们有了思考的方向。
谨向万老师表示崇高的敬意和衷心的感谢！谢谢万老师在我们撰写论文的过程中给与我的极大地帮助。
参考文献
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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 驱动桥的基本功用是将传动轴或变速器传来的转矩增大并适当降低转速后分配给左、右驱动车轮，其次驱动桥还要承受路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力，以及制动力和反作用力矩等。转向驱动桥在驱动桥的基础上增添了转向的功能，使汽车按照驾驶员的要求行驶。转向驱动桥组成包括主减速器、差速器、半轴、万向节、驱动桥桥壳等。驱动桥是汽车传动系中主要总成之一。驱动桥的设计是否合理直接关系到汽车使用性能的好坏，驱动桥是汽车中的重要部件，它承受着来自路面和悬架之间的一切力和力矩，是汽车中工作条件最恶劣的总成之一，如果设计不当会造成严重的后果。 本文以驱动桥的传统设计方法为基础，详细研究了迈腾1.8T轿车的转向驱动桥的设计方法，提出了比较可行的设计思路。根据这一思路设计计算出数据并画出转向驱动桥的各零件图。同时我也查找了现有的迈腾1.8T轿车的驱动桥的结构原理，从样车对驱动桥的整体构造加深了解，结合最新有关驱动桥的信息和汽车设计书本上的知识来设计计算、绘制草图，然后运用AUTOCAD软件绘制总装配图，从而提了设计工作效率。 关键词：汽车驱动桥主减速器差速器半轴
Abstract The basic function of the Drive Axle is increasing torque which is from drive shaft or transmission and reducing the speed ,then drive it to the left and right driving wheel; secondly drive axle still withstand the vertical force ,longitudinal force and transverse force between the road and bridge or the body frame ,and braking force , reaction torque ,etc. Steering Drive Axle adds the function of shift under the basic of the Drive Axle, so that the car can run according to the driver. Steering Drive Axle include the main drive component, Differential, half axel, universal, Drive Axle Housing, etc. Driving Axle is one of the main assemble of the automotive power train. Whether the design of the Driving Axle is reasonable or not, affect the use of the cars. Driving Axle is the important part of the cars, it withstands the all force and torque between the road and the suspension and its working condition is the worst in cars. If the design is not right it will cause serious consequences. On the base of the Driving Axle traditional design methods, study the Steering Drive Axle design methods of the Magotan 1.8T carefully and give the practical design methods in this paper. According to this idea and the design data I draw out the parts diagram of the Steering Drive Axle. At the same time I also find the existing Magotan 1.8T sedan Driving Axle structure principle, and better understand the overall structure from the sample car. Combined with the latest information of the Driving Axle and the book of Vehicle Design to design and calculation, draw sketches, and them draw the general assembly drawing with auto CAD software, which raised the rate of the design. Keywords: Automotive Driving Axle The Main Drive Component Differential Half Axel
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
驱动桥壳设计 驱动桥壳的主要功用是支撑汽车质量，并承受由车轮传来的路面的反力和反力矩，并经悬架传给车架（或车身）；它又是主减速器、差速器、半轴的装配基体驱动桥壳应满足如下设计要求： 1）应具有足够的强度和刚度，以保证主减速器齿轮啮合正常并不使半轴产生附加弯曲应力． 2）在保证强度和刚度的前提下，尽量减小质量以提高汽车行驶平顺性． 3）保证足够的离地间隙． 4）结构工艺性好，成本低． 5）保护装于其上的传动部件和防止泥水浸入． 6）拆装，调整，维修方便． 一．驱动桥壳结构方案分析 驱动桥壳大致可分为可分式、整体式 和组合式三种形式。 1．可分式桥壳 可分式桥壳(图5—29)由一个垂直接 合面分为左右两部分，两部分通过螺栓联 接成一体。每一部分均由一铸造壳体和一 个压入其外端的半轴套管组成，轴管与壳 体用铆钉连接。 这种桥壳结构简单，制造工艺性好，主减速器支承刚度好。但拆装、调整、维修很不方便，桥壳的强度和刚度受结构的限制，曾用于轻型汽车上，现已较少使用。 2．整体式桥壳
整体式桥壳(图5—30) 的特点是整个桥壳是一根空 心梁，桥壳和主减速器壳为两 体。它具有强度和刚度较大， 主减速器拆装、调整方便等优 点。 按制造工艺不同，整体式 桥壳可分为铸造式(图5— 30a)、钢板冲压焊接式(图5 —30b)和扩张成形式三种。铸 造式桥壳的强度和刚度较大， 但质量大，加：上面多，制造 工艺复杂，主要用于中、·重型货车上。钢板冲压焊接式和扩张成形式桥壳质量小，材料利用率高，制造成本低，适于大量生产，广泛应用于轿车和中、小型货车及部分重型货车上。 3)组合式桥壳 组合式桥壳(图5—31)是将主 减速器壳与部分桥壳铸为一体，而 后用无缝钢管分别压入壳体两端， 两者间用塞焊或销钉固定。它的优 点是从动齿轮轴承的支承刚度较 好，主减速器的装配、调整比可分 式桥壳方便，然而要求有较高的加 工精度，常用于轿车、轻型货车中。 二．驱动桥壳强度计算
SUV乘用车驱动桥设计 The Design of Drive Axle for SUV Passenger Car 摘要 驱动桥的基本功用是将传动轴或变速器传来的转矩增大并适当降低转速后分配给左、右驱动车轮，其次驱动桥要承受路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力，以及制动力和反作用力矩等。转向驱动桥在驱动桥的基础上增添了转向的功能，使汽车按照驾驶员的要求行驶。转向驱动桥的组成包括主减速器、差速器、半轴、等速万向节和驱动桥壳。驱动桥是汽车传动系中主要总成之一。驱动桥的设计是否合理直接关系到汽车使用性能的好坏，驱动桥是汽车中的重要部件，它承受着来自路面和悬架之间的一切力和力矩，是汽车中工作条件最恶劣的总成之一，如果设计不当会造成严重的后果。 本设计主要内容包括转向驱动桥各部件的设计、计算和校核，并且绘制了转向驱动桥的装配图，主减速器的从动齿轮、半轴齿轮和万向节等主要部件的零件图。 关键词：驱动桥，主减速器，差速器，车轮传动装置，驱动桥壳
Abstract The basic function of the Drive Axle is increasing torque which is from drive shaft or transmission and reducing the speed ,then drive it to the left and right driving wheel; secondly Drive Axle still withstand the vertical force ,longitudinal force and transverse force between the road and bridge or the body frame ,and braking force , reaction torque ,etc. Steering Drive Axle adds the function of shift under the basic of the Drive Axle, so that the car can run according to the driver. Steering Drive Axle include the main drive component, Differential, Half Axel, universal, Drive Axle Housing, etc. Drive Axle is one of the main assemble of the automotive power train. Whether the design of the Drive Axle is reasonable or not, affect the use of the cars. Drive Axle is the important part of the cars, it withstands the all force and torque between the road and the suspension and its working condition is the worst in cars. If the design is not right it will cause serious consequences. This article mainly includes the various parts of the Steering Drive Axle’s design, computation and examination, While the use of CAD software to map out the Steering Drive Axle assembly drawing, the driven gear of the main gear box, gear half shaft, outer axle’s parts diagram, and make their drawings. CAD as a computer-aided design of high-end software, with its powerful assembly management, functional simulation, manufacturing, data management, and is widely used to make parts of the assembly to meet the requirements. Key words: Drive Axle ,Main gear box ,Differential ,Half Axel ,Drive Axle Shell
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
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
奥迪A4L汽车驱动桥的结构设计学院机械与车辆学院 专业：姓名：指导老师： 车辆工程 吴伟铭学号： 职称： 090403011005 郭新民教授 中国·珠海 二○一三年五月
诚信承诺书 本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计《奥迪A4L汽车驱动桥的结构设计》是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。 本人签名： 日期：年月日
奥迪A4L汽车驱动桥的结构设计 摘要 汽车驱动桥的功用就是将万向传动装置输入的发动机动力进行传递，从而实现降低速度，增大转矩的目的。在改变动力传递方向后，将动力分配到左,右两个驱动轮。使汽车能够正常速度行驶，同时允许左右车轮以不同的转速旋转。驱动桥由主减速器，差速器，半轴，万向传动装置等组成。目前，发动机前横置前轮驱动形式的传动系统已经广泛应用于很多轿车当中，由于在这样的系统当中的变速器，主减速器和差速器组成一个整体，省去了传动轴，同时也缩短了传动路线，提高了传动系统中的机械效率。在这样的一体式传动中，它可以同时完成变速，差速和驱动车轮的功能。这种结构被称为变速驱动桥。并且由于驱动的是转向轮，所以也被称为转向驱动桥。此种驱动桥不仅结构紧凑，也减轻了传动系统的质量。 关键词：主减速器；差速器；万向节；半轴；结构设计。
Structure design of the Audi A4L automotive drive axle Abstract Function of automotive driving axle is the universal gear entered the engine power delivery, to achieve lower speed, increase the torque of purpose. After changing the direction of power transmission, assigned to the left and right two drive wheels.Normal speed of the vehicle, while allowing for left and right wheels to rotate different rotational speeds.Drive axle final drive, differential, axle shaft, universal joints and other components.At present, the engine front transverse front wheel drive transmission system has been widely applied to many cars, due to such systems of transmission, final drive and differential form a whole, eliminating the drive shaft, but also shorten the transmission route, increases mechanical efficiency of the transmission system.In one drive, it can be completed at variable speed, differential and drive the wheels feature.This structure is referred to as variable-speed transaxle.And because the driver is steering wheel, also known as steering axle.This axle is not only compact and greatly reduced the quality of the transmission system. Keywords: final drive;Differ ential;Universal joints;Half shaft;Structural design.
万方数据
重型汽车驱动桥的基本结构及发展方向 作者：高志刚 作者单位：河北省张北县交通局,076450 刊名： 科学与财富 英文刊名：SCIENCES & WEALTH 年，卷(期)：2010，(8) 被引用次数：0次 相似文献(10条) 1.期刊论文刘永辉.朱小波重型汽车驱动桥的基本结构及发展方向-科技经济市场2006(8) 全面阐述了重型汽车驱动桥的基本结构及发展趋势. 2.期刊论文金荣植新型重型汽车驱动桥锥齿轮材料17Cr2Mn2TiH钢-汽车工艺与材料2008(9) 对采用我国新研制的17Cr2Mn2TiH钢生产的重型汽车驱动桥圆锥齿轮进行了台架寿命试验,结果表明,该齿轮完全可以达到重型汽车驱动桥齿轮的相关技术要求.同时,采用17Cr2Mn2TiH钢替代含Ni较高的17CrNiM06H、20CrNi3H等钢,不仅大大降低了齿轮钢材成本,而且热处理工艺简单.因此可以大大降低其制造成本.这是目前我国重型汽车驱动桥齿轮行业摆脱制造成本过高的一种很好尝试. 3.会议论文严欣贤.周跃良.白志成重型汽车主减速器疲劳寿命试验扭矩的确定研究2005 本文通过对重型汽车驱动桥的疲劳寿命试验方法的研究,在指出传统等幅加载方法不足的的基础上,根据汽车齿轮的疲劳寿命与应力的关系曲线重新确定了重型车驱动桥疲劳寿命试验方法,其它类型的车辆的驱动桥疲劳台架试验可参考该方法确定驱动桥的疲劳试验载荷. 4.期刊论文严伯昌重型汽车驱动桥总成的检修-工程机械与维修2007(11) 重型汽车驱动桥总成主要由驱动桥壳体、主减速器总成(含差速器)、轮边减速器总成、制动钳以及全浮式左右半轴等部分组成.任何壳体类零件出现微小裂纹或壳体轻微变形均可导致零件间相对位置精度及齿轮间的啮合关系发生改变,从而降低驱动桥的作业效率和使用寿命,影响整机的使用性能和作业能力.因此应做好以下几个部件的检修. 5.期刊论文金荣植重型汽车驱动桥齿轮材料与工艺对疲劳性能影响的探讨-汽车工艺与材料2009(11) 对于重型汽车驱动桥齿轮一般需进行疲劳性能考核.试验方法是将被考核齿轮以总成形式安装在总成试验台上,使其在与实际工作条件接近一致的情况下运行. 6.学位论文李欣重型货车驱动桥桥壳结构分析及其轻量化研究2006 驱动桥桥壳是汽车上重要的承载件和传力件，作为具有广泛应用市场的非断开式驱动桥的桥壳不仅支承汽车重量，将载荷传递给车轮，而且还承受由驱动车轮传递过来的牵引力、制动力、侧向力、垂向力的反力以及反力矩，并经悬架传给车架或车身。并且在汽车行驶过程中，由于道路条件的千变万化，桥壳受到车轮与地面间产生的冲击载荷的影响，可能引起桥壳变形或折断。因此，驱动桥壳应具有足够的强度、刚度和良好的动态特性，合理地设计驱动桥壳也是提高汽车平顺性的重要措施。 随着公路状况的改善，特别是高速公路的迅猛发展，重型汽车使用条件对汽车通过性的要求降低，由于与带轮边减速器的驱动桥相比，单级减速驱动桥机械传动效率提高，易损件减少，可靠性增加，结构简单。因此，未来重型车车桥将由典型的斯太尔双级减速驱动桥向单级桥方向发展。本文正是以新型的10T级的单级减速驱动桥的桥壳为研究对象。 本文的重点是：以有限元静态分析、动态分析及机械结构优化设计理论为基础，将CAD软件UG和有限元分析软件ANSYS结合起来，完成了从驱动桥壳三维建模到有限元分析的整个过程，得出了驱动桥壳在四种典型工况下的应力分布和变形结果及它在自由约束状态的前16阶固有频率和振型，计算证明，该桥壳满足强度要求，可以认为它在汽车各种行驶条件下是可靠的，并且不会引起共振。在此基础上，应用ANSYS的优化模块对其进行结构优化，优化结果表明，桥壳质量有了明显的减少，最大等效应力接近许用应力，大大提高了材料的利用率，且应力分布更加合理。其中，本文总结了使用以上软件建立模型及有关分析和优化工况的规范化步骤，以达到提高工作效率的目的，得到了有益于工程实际的结论。 研究结果表明，利用CAD建模技术和CAE分析技术可以显著提高汽车驱动桥桥壳的设计水平、缩短设计周期、降低开发成本并提高产品竞争力。该方法具有普遍性，可以为其他类型的驱动桥桥壳的设计和分析提供借鉴和参考。 7.期刊论文赵娜.李静.ZHAO Na.LI Jing新型独立悬架断开式重型驱动桥-农业装备与车辆工程2009(12) 自行设计的独立悬架断开式重型驱动桥由主减速器、差速器、半轴、油气弹簧、上下摆臂和桥壳等组成.其应用提高了重型汽车的动力性、平顺性和通过性. 8.期刊论文范翠玲.牟均发.Fan Cuiling.Mou Junfa TL3400系列非公路用自卸车-工程机械2007,38(10) TL3400系列非公路用自卸车是陕西同力重工有限公司在吸收国内外重型汽车、工程机械先进技术基础上,历时近三年研发成功的具有自主知识产权、适应于多种特定用途的经济适用型非公路运输车辆.为土方运输和各种露天矿剥岩、矿石运输提供了经济、高效、低耗的运输设备.介绍TL3400系列非公路自卸车的主要技术指标,结构及特点.该车具有适应重载工况而特殊设计的悬挂系统、16t级加强型宽体工程驱动桥、14.00-20型宽大工程轮胎,使得该车具有超强的承载能力,同时提供了超强的附着能力,保证了车辆的制动稳定性和良好的通过性,采用了大速比工程驱动桥,其输出转矩比同功率公路车大30%以上,爬坡能力强劲,重载起步顺畅.转向系统采用了机械式液压内助力加外助力的结构,保证重型车转向操纵的轻便性和准确性. 9.期刊论文杨金文.YANG Jin-wen冲焊式153载重汽车驱动后桥壳加工工艺的改进-机械工程师2009(7) 153载重汽车驱动桥是重型汽车选用较广的驱动后桥,而冲焊桥壳具有外观好、重量轻、清洁度高、故障率低等优点.文中介绍了改善桥壳外观、提高焊接质量、减少生产过程中的桥壳变形、提高桥壳加工精度的工艺改进. 10.期刊论文王元荪重型汽车专利摘编(六)-重型汽车2005(6) 专利名称:一种铸态高屈服强度球墨铸铁材料 专利申请号:200310114496.7 公开号:CN1554793 申请人:中国重型汽车集团有限公司 本发明属于铸造材料的技术领域,特别涉及一种铸态高屈服强度球墨铸铁材料.用于重型汽车大吨位、高牵引力的驱动桥差速器壳.本发明的球墨铸铁材料,其化学成分的重量百分比为,C:3.5～ 3.8%,Si:2.0～2.5%,Mn:0.4～0.6%,Cu:0.5～0.7%,Mo:0.25～0.35%,Ni:0.3～0.5%,P≤0.06%,S≤0.03%,Ti≤0.05%,Cr≤0.1%,余量为Fe. 本文链接：https://www.doczj.com/doc/4d7773186.html,/Periodical_kxycf201008018.aspx
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
8 转向驱动桥主减速器设计 8.1 主减速器的结构形式 8.1.1 确定主减速器传动比0i 在汽车总体设计时，就可以确定主减速比0i 、载荷和最小离地间隙。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。本设计中，主传动比是已知确定的，其值111.40 i 。 8.1.2 确定主减速器型式 主减速器的结构形式较多，有单级、双级、双速、轮边减速器等。单级主减速器具有简单简单，质量小，容易制造，结构紧凑，成本低和效率高等优点，广泛应用于传动比小于7的中、小型汽车上。由已知，0i =4.44＜7，故而采用单级主减速器。如图8.1所示。 图8.1 中央单级主减速器 8.1.3 主减速器的齿轮类型 主减速器的齿轮有弧齿锥齿轮，准双曲面齿轮，圆柱齿轮等形式。准双曲面齿轮的小轮轴线相对于大轮轴线不相交也不平行，有下偏移和上偏移两种。这种结构可以使整车质心降低，提高了行车的稳定性。在工作中，准双曲面齿轮运转更加平稳，噪声较低，承裁能力高，其广泛应用于乘用车、轻型货车上。 所以，本设计选用准双曲面齿轮传动。
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8..2 主动锥齿轮及调整装置零件图 8.1.4 主减速器主，从动锥齿轮的支承形式 图8.3 主动锥齿轮悬臂式支承图8.4 主动锥齿轮跨置式 图8.5 从动锥齿轮支撑形式 主动锥齿轮的支承形式可分为悬臂式支承和跨置式支承两种。乘用车常采用结构简单、质量较小、成本较低的悬臂式，跨置式支承较悬臂式承载能力可提高10%左右（如图示），但结构较复杂，所以本设计采用悬臂式支承结构（如图2-3