车辆工程重卡贯通式驱动桥结构设计
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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,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,必须要搭配一个高效、可靠的驱动桥。
所以采用传动效率高的单级减速驱动桥已成为未来重载汽车的发展方向。
本文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。
本文首先确定主要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校核。
本文不是采用传统的双曲面锥齿轮作为载重汽车的主减速器而是采用弧齿锥齿轮,希望这能作为一个课题继续研究下去。
关键字:载重汽车驱动桥单级减速桥弧齿锥齿轮AbstractDrive axle is the one of automobile four important assemblies.It` performance directly influence on the entire automobile,especially for the heavy 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`heavy truck,must exploiting the high driven efficiency single reduction final drive axle is becoming the heavy truck`developing tendency. This design following the traditional designing method of the drive axle. First ,make up the main parts`structure and the key 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 wheel ,the differentional planetary pinion,differential side gear ,full-floating axle shaft and the banjo axle housing ,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 truck`s final drive,with the expection of the question being discussed,further .Key words:drive axle single reduction final drivethe spiral bevel gear目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论...................................................错误!未定义书签。
重型自卸汽车设计(驱动桥总成设计)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,对于重型自卸汽车也很重要。
驱动桥位于传动系的末端,它的基本功用是将传动轴或变速器传来的转矩增大并适当减低转速后分配给左、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,纵向力和横向力。
通过提高驱动桥的设计质量和设计水平,以保证汽车良好的动力性、安全性和通过性。
此次重型自卸汽车驱动桥设计主要包括:主减速器、差速器、轮边减速器、车轮传动装置和驱动桥壳进行设计。
主减速器采用中央减速器附轮边减速器的形式,且中后桥采用双级贯通式布置形式,国内外多桥驱动的重型自卸汽车大多数采用这种布置形式;本设计主减速器采用了日益广泛应用的双曲面齿轮;差速器设计采用普通对称圆锥行星差速器;车轮传动装置采用全浮式半轴;驱动桥壳采用整体型式;并对驱动桥的相关零件进行了校核。
本文驱动桥设计中,利用了CAD绘图软件表达整体装配关系和部分零件图。
关键词:驱动桥、主减速器、差速器、半轴、双曲面齿轮THE DESIGN OF HEAVY SELF UNLOADINGTRUCK(THE DESIGN OF TRANSAXLE ASSEMBLY)ABSTRACTDrive axle is the one of automobile four important assemblies. It’s performance directly influences on the entire automobile,especially for the heavy self unloading truck . Driving axle set at the end of the transmission system. The basic function of driving axle is to increase the torque transported from the transmission shaft or transmission and decrease the speed ,then distribute it to the right、left driving wheel, another function is to bear the vertical force、lengthways force and transversals force between the road surface and the body or the frame. In order to obtain a good power performance, safety and trafficability characteristic, engineers must promote quality and level of designDriving axle design of the heavy self unloading truck mainly contains: main reduction, differential, wheel border reduction, transmitted apparatus of wheel and the housing of driving axle. The main reducer adopts central reduction along with wheel border reduction. And also the design have the same run-through structure between middle transaxle and the rear one with heavy trucks home and abroad that have several transaxles. Hypoid gear, a new type gear is a good choice for the main reducer of heavy self unloading truck. The differential adopted a common, symmetry, taper, planet gear. Transmission apparatus of wheel adopted full floating axle shaft, and the housing of driving axle adopted the whole pattern,and proofread interrelated parts.During the design process, CAD drafting software is used to expresses the wholes to assemble relationship and part drawing by drafting.Key words:driving axle, the main reducer,differential, wheel border reduction, half shaft, hypoid gear目录第一章绪论 (1)§ 1.1 驱动桥简介 (1)§ 1.2 驱动桥设计的要求 (1)第二章驱动桥的结构方案分析 (3)第三章驱动桥主减速器设计 (6)§ 3.1 主减速器简介 (6)§ 3.2 主减速器的结构形式 (6)§ 3.3 主减速器的齿轮类型 (6)§ 3.4 主减速器主动齿轮的支承型式 (7)§ 3.5 主减速器的减速型式 (8)§ 3.6 主减速器的基本参数选择与设计计算 (8)§ 3.6.1 主减速比的确定 (8)§ 3.6.2 主减速器齿轮计算载荷的确定 (9)§ 3.6.3 主减速器齿轮基本参数选择 (10)§ 3.6.4 主减速器双曲面锥齿轮设计计算 (12)§ 3.6.5 主减速器双曲面齿轮的强度计算 (21)§ 3.7 主减速器齿轮的材料及热处理 (25)§ 3.8主减速器第一级圆柱齿轮副设计 (26)§ 3.8.1基本参数设计计算 (26)§ 3.8.2圆柱齿轮几何参数计算 (27)§ 3.9轮边减速器设计及计算 (28)§ 3.9.1轮边减速器方案的确定 (28)§ 3.9.2轮边减速器各齿轮基本参数的确定 (28)§ 3.9.3各齿轮几何尺寸计算 (29)第四章差速器设计 (31)§ 4.1差速器简介 (31)§ 4.2 差速器的结构形式的选择 (31)§ 4.2.1 对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理 (32)§ 4.2.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的结构 (33)§ 4.3差速器齿轮主要参数的选择 (33)§ 4.4差速器齿轮的几何尺寸计算与强度校核 (36)第五章驱动车轮的传动装置 (39)§ 5.1车轮传动装置简介 (39)§ 5.2半轴的型式和选择 (39)§ 5.3半轴的设计计算与校核 (39)§ 5.4半轴的结构设计及材料与热处理 (41)第六章驱动桥壳设计 (42)§ 6.1 驱动桥壳简介 (42)§ 6.2 驱动桥壳的结构型式及选择 (42)§ 6.3 驱动桥壳强度分析计算 (43)§ 6.3.1当牵引力或制动力最大时 (43)§ 6.3.2通过不平路面垂直力最大时 (44)第七章结论 (46)参考文献 (47)致谢 (48)附录A (49)第一章绪论§ 1.1 驱动桥简介在科学技术快速发展的今天,随着汽车工业的不断进步,汽车的各项性能指标也在不断提高,作为传动系末端的驱动桥的设计,更要有进一步的改进,以适应市场的需要,促进汽车行业的发展。
东风EQ1090E型载货汽车驱动桥部分设计摘要本次设计为EQ1090载货汽车驱动桥设计。
汽车驱动桥作为汽车传动系中一重要组成部分,它设置在传动系的末端,由主减速器、差速器、半轴和桥壳等组成。
它将经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。
它通过主减速器的主、从动齿轮之间的配合,改变由传动轴传到主动齿轮上的转速,使之在工作中实现增大转矩、降低转速,改变转矩的传递方向[1]。
本说明书中,根据给定的参数,首先对主减速器进行设计。
主要是对主减速器的结构,以及几何尺寸进行了设计。
主减速器的形式主要有单级主减速器和双级主减速器。
本次设计采用的是双级主减速器,第一级采用一对螺旋锥齿轮,第二级采用一对斜齿圆柱齿轮。
其次,对差速器的形式进行选择,并对差速器齿轮的几何尺寸进行了设计和计算。
之后,对半轴的尺寸、支承形式,以及桥壳的形式和特点进行了分析设计。
接着,对齿轮的强度进行了校核。
最后对二级主减速器、差速器总成、半轴、轮胎做了三维模型,将它们装配起来,以分析设计与布置的合理性,并通过PRO/E对装配体进行运动仿真来了解运动速度情况。
采用非断开式驱动桥具有结构简单,加工工艺性好,制造容易,拆装,调整方便,工作可靠等优点。
采用双级主减速器,保证要求的离地间隙和预定的传动比。
采用普通锥齿轮差速器,结构简单、工作平稳、制造方便。
关键词: 驱动桥;主减速器;差速器;半轴;齿轮AbstractThis design of EQ1090’s medium truck drive axle is introduced in the graduation. As one of the major parts in the automobile transmission, the drive axle locates at the end of the transmission, which consists of main reducer, differential, half axle and drive axle case. Drive axle can pass the engine torque which is brought from universal joint to the drive wheel through main reducer, differential, half axle. The speed of the main drive gear is changed with the help of the cooperation of the main drive gear and driven gear. It can decelerate, increase the torque and change its transmitting direction in the process[1].The main reducer is designed in this paper firstly accounting to the given parameters. Single and double reducers are the two major types of main reducer. The double-level main reducer is used in my article. The first level reduction uses one pair of spiral bevel gears. The second level reduction uses a pair of helical-spur gears. Secondly, the main form of differential are General symmetric cone planetary gear differential and Non-slip differential. The form of differential is chosen and the geometry size of the differential gear is calculated. Thirdly, the size of half axle and its supporting form is analysis. Then, the intensity is checked up. Finally made a three-dimensional model of the tire, the two main gear, differential assembly, axle. They are assembled to analyze the rationality of design and layout and by PRO/E for assembly motion simulation to understand the situation velocity.Non-breakaway drive axle has a simple structure, good processing, easy to manufacture,easy adjustment reliable work and so on using ordinary bevel gear differential, simple structure, smooth, easy to manufacture.keywords :Drive axle;the main reducer;differential;Axle;gear总论驱动桥一般由主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳等组成。
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,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,必须要搭配一个高效、可靠的驱动桥。
所以采用传动效率高的单级减速驱动桥已成为未来重载汽车的发展方向。
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校核。
本文不是采用传统的双曲面锥齿轮作为载重汽车的主减速器而是采用圆弧锥齿轮,希望这能作为一个课题继续研究下去。
关键字:载重汽车;驱动桥;单级主减速器;圆弧锥齿轮AbstractDrive axle is one part of the four important assemblies of automobile. Its performance directly influences the entire automobile, especially the heavy truck. When using the big power engine with a big driving torque to meet the requirements of high speed, heavy-loaded, high efficiency, high benefit for today’s heavy truck, an efficient and reliable drive axle is essential and it is becoming the heavy truck’ developing tendency. This design follows the traditional designing method of the drive axle, firstly, make up the main parts structure and the key designing parameters; secondly, work out the entire designing project according to the similar driving axle structure; finally check the life span of the axle drive bevel pinion, bevel gear wheel, the different ional planetary pinion, differential side gear, full-floating axle shaft, the banjo axle housing, and the life expectation of carrier bearing. The designing take the arc bevel gear instead of the traditional hypoid gear as the gear type of heavy truck final drive, and we hope it can be considered as a new task for an advanced study.Key words: Heavy truck; Drive axle; Single main reducing gear; Arc bevel gear目录第1章绪论 (1)1.1 驱动桥简介 (1)1.2 驱动桥结构方案分析 (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 主减速器的齿轮类型 (4)2.1.2 主减速器的减速形式 (4)2.1.3 主减速器主,从动锥齿轮的支承形式 (4)2.2 主减速器的基本参数选择与设计计算 (5)2.2.1 主减速器计算载荷的确定 (5)2.2.2 主减速器基本参数的选择 (6)2.2.3 主减速器圆弧锥齿轮的几何尺寸计算 (8)2.2.4 主减速器圆弧锥齿轮的强度计算 (9)2.2.5 主减速器齿轮的材料及热处理 (15)2.2.6 主减速器轴承的计算 (15)第3章差速器设计 (21)3.1 对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理 (21)3.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的结构 (22)3.3 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计 (23)3.3.1 差速器齿轮的基本参数的选择 (23)3.3.2 差速器齿轮的几何计算 (25)3.3.3 差速器齿轮的强度计算 (26)第4章驱动半轴的设计 (28)4.1 全浮式半轴计算载荷的确定 (28)4.2 全浮式半轴的杆部直径的初选 (29)4.3 全浮式半轴的强度计算 (29)4.4 半轴花键的强度计算 (30)第5章驱动桥壳的设计 (32)5.1 铸造整体式桥壳的结构 (32)5.2 桥壳的受力分析与强度计算 (33)5.2.1 桥壳的静弯曲应力计算 (33)5.2.2 在不平路面冲击载荷作用下的桥壳强度计算 (35)5.2.3 汽车以最大牵引力行驶时的桥壳强度计算 (35)5.2.4 汽车紧急制动时的桥壳强度计算 (37)第6章结论 (40)参考文献 (41)致谢 (42)附录A (43)附录B (45)第1章绪论1.1驱动桥简介汽车驱动桥位于传动系的末端。
载重汽车驱动桥设计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,必须要搭配一个高效、可靠的驱动桥。
所以采用传动效率高的单级减速驱动桥已成为未来重载汽车的发展方向。
本文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。
本文首先确定主要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校核。
本文不是采用传统的双曲面锥齿轮作为载重汽车的主减速器而是采用弧齿锥齿轮,希望这能作为一个课题继续研究下去。
本课题是对YC1090货车驱动桥的结构设计。
故本说明书将以“驱动桥设计”内容对驱动桥及其主要零部件的结构型式与设计计算作一一介绍。
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型式及布置方法;全面介绍了驱动桥车轮的传动装置和桥壳的各种结构型式与设计计算方法。
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。
汽车驱动桥结构型式和设计参数除对汽车的可靠性与耐久性有重要影响外,也对汽车的行驶性能如动力性、经济性、平顺性、通过性、机动性和操动稳定性等有直接影响。
另外,汽车驱动桥在汽车的各种总成中也是涵盖机械零件、部件、分总成等的品种最多的大总成。
例如,驱动桥包含主减速器、差速器、驱动车轮的传动装置(半轴及轮边减速器)、桥壳和各种齿轮。
由上述可见,汽车驱动桥设计涉及的机械零部件及元件的品种极为广泛,对这些零部件、元件及总成的制造也几乎要设计到所有的现代机械制造工艺。
因此,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。
本科学生毕业设计东风300贯通式驱动桥及轮边减速器设计院系名称: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:副教授The Graduation Design for Bachelor's DegreeDesign of Transfixion Type Driving Axle and Wheel Edges ReducerCandidate:Ye JiaxiSpecialty:Vehicle EngineeringClass:B07-7Supervisor:Associate Prof. Ji Junling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: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。
本文认真地分析参考了天龙重卡300双驱动桥,在论述汽车驱动桥运行机理的基础上,提练出了在驱动桥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、产品的系列化等三大关键技术;阐述了汽车驱动桥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,确定了重型卡车驱动桥结构形式、布置方法、主减速器、差速器、半轴、桥壳及轮边减速器的结构型式;并对制动器以及主要零部件进行了强度校核,完善了驱动桥的整体设计。
通过本课题的研究,开发设计出适用于装置大马力发动机重型货车的双级驱动桥产品,确保设计的重型卡车驱动桥经济、实用、安全、可靠。
关键字:贯通轴;驱动桥;主减速器;差速器;轮边减速器ABSTRACTDrive 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, comfortably and reliability.This article analyzes and refers to the drive axle of Tianlongtruck and the 300 drive axle of Hyundai seriously. Through the study of this topic, we can design the single driving axle devices that apply to the heavy truck with high-powered engine, and make sure the drive axle we design of heavy truck economic, practical, safe and reliable. On talking about the running principal of driving axle ,the three key techno ledge about vehicle traveling on the ride and through, and noise reduction technology applications and the standardization of parts, components of the universal, Products such as the serialization that we should master to meet, it describes and has a systematic analysis on the basic principles of vehicle drive axle.According to the design principles and analysis and comparison of economy, application, comfortably, safety and reliability , the heavy truck drive axle structure, layout ways, and the final drive assembly, differential assembly, the bridge case and axle structure can be determined; and the strength checking of brake parts, as well as major components improves overall design of the driving axle.Through the study of this topic, we can design the single drive axle devices that apply to the heavy truck with high-powered engine, and make sure the drive axle we design of heavy truck economic, practical, safe and reliable.Keywords:Heavy truck;Drive axle;Final drive;Differential;wheel edges reducer目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1选题的背景 (1)1.2目的及意义 (1)1.3设计路线和设计内容 (2)第2章总体方案设计 (4)2.1驱动桥设计应满足的基本要求 (4)2.2驱动桥结构型式的选择 (4)2.3主减速器结构型式的选择 (5)2.4半轴的选择 (5)2.5本章小结 (5)第3章贯通桥主减速器设计 (6)3.1主减速器的结构型式 (6)3.1.1主减速器齿轮类型 (6)3.1.2主减速器齿轮的支承方案 (8)3.1.3主减速器减速型式 (12)3.2主减速基本参数选择和计算载荷的确定 (13)3.2.1主减速比确定 (13)3.2.2主减速器齿轮计算载荷确定 (15)3.2.3主减速器齿轮几本参数的选择 (17)3.3主减速器的几何尺寸计算 (23)3.4主减速器齿轮的强度计算 (29)3.5减速器轴承的计算 (34)3.5.1减速器计算转矩的确定 (34)3.5.2齿轮受力形式 (35)3.5.3锥齿轮受力形式 (37)3.6主减速齿轮材料及热处理 (42)3.7主减速器齿轮润滑 (43)3.8本章小结 (43)第4章差速器设计 (44)4.1差速器结构型式的选择 (44)4.2 对称式圆锥行星齿轮差速器原理 (46)4.3对称式圆锥行星齿轮差速器结构 (47)4.4对称式圆锥行星齿轮差速器结构设计 (47)4.4.1差速器基本参数选择 (48)4.4.2差速器锥齿轮几何尺寸计算 (51)4.4.3差速器齿轮强度计算 (52)4.5差速器齿轮材料 (53)4.6本章小结 (54)第5章半轴及贯通轴设计 (55)5.1 概述 (55)5.2全浮式半轴的设计与计算 (58)5.2.1半轴计算载荷的确定 (58)5.2.2半轴杆部直径的选择 (59)5.2.3半轴强度校核 (59)5.2.4 花键轴的强度计算 (60)5.3贯通轴的设计与计算 (61)5.3.1贯通轴计算载荷的确定 (61)5.3.2贯通轴杆部直径的选择 (62)5.3.3贯通轴强度校核 (62)5.4半轴材料与热处理 (62)5.5本章小结 (63)第6章轮边减速器设计 (64)6.1概述 (64)6.2轮边减速器型式选择 (64)6.3轮边减速器各参数的选择 (67)6.4轮边减速器各齿轮强度校核 (67)6.4.1疲劳强度校核 (67)6.4.2齿轮弯曲强度校核 (68)6.5本章小结 (69)结论 (70)参考文献 (71)致谢 (72)附录 (73)第1章绪论1.1 选题的背景2010年中国重卡轮边减速器市场发展迅速,产品产出持续扩张,国家产业政策鼓励重卡轮边减速器产业向高技术产品方向发展,国内企业新增投资项目投资逐渐增多。
摘要本次设计的题目是重型货车驱动桥设计。
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ABSTRACTT he object of the design is The Design for Driving Axle of Heavy Truck. Driving Axle is consisted of Main Decelerator, Differential Mechanism, Half Shaft and Axle Housing. The basic function of Driving Axle is to increase the torque transmitted by Drive Shaft or directly transmitted by Gearbox, then distributes it to left and right wheel, and make these two wheels have the differential function which is required in Automobile Driving Kinematics; besides, the Driving Axle must also stand the lead hangs down strength, the longitudinal force and the transverse force acted on the road surface, the frame or the compartment lead.The configuration of the Driving Axle is introduced in the thesis at first. On the basis of the analysis of the structure and the developing process of Driving Axle, the design adopted the Integral Driving Axle, Double Reduction Gear for Main Decelerator’s deceleration form, Spiral Bevel Gear for Main Decelerator’s gear, Full Floating for Axle and Casting Integral Axle Housing for Axle Housing. In the design, we accomplished the design for Double Reduction Gear, tapered Planetary Gear Differential Mechanism, Full Floating Axle and Axle Housing.Keywords: Driving Axle; Main Decelerator; Full floating axle; Axle Housing; Differential Mechanism目录摘要 ....................................................................................... 错误!未定义书签。
目录1前言 (1)2 总体方案论证 (2)2.1非断开式驱动桥 (2)2.2断开式驱动桥 (3)2.3多桥驱动的布置 (3)4 差速器设计 (17)4.1差速器结构形式选择 (17)4.2普通锥齿轮式差速器齿轮设计 (17)4.3差速器齿轮的材料 (19)4.4普通锥齿轮式差速器齿轮强度计算 (20)7 结论 (27)参考文献 (28)致谢 (29)1前言本课题是对YC1090货车驱动桥的结构设计。
故本说明书将以“驱动桥设计”内容对驱动桥及其主要零部件的结构型式与设计计算作一一介绍。
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型式及布置方法;全面介绍了驱动桥车轮的传动装置和桥壳的各种结构型式与设计计算方法。
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。
汽车驱动桥结构型式和设计参数除对汽车的可靠性与耐久性有重要影响外,也对汽车的行驶性能如动力性、经济性、平顺性、通过性、机动性和操动稳定性等有直接影响。
另外,汽车驱动桥在汽车的各种总成中也是涵盖机械零件、部件、分总成等的品种最多的大总成。
例如,驱动桥包含主减速器、差速器、驱动车轮的传动装置(半轴及轮边减速器)、桥壳和各种齿轮。
由上述可见,汽车驱动桥设计涉及的机械零部件及元件的品种极为广泛,对这些零部件、元件及总成的制造也几乎要设计到所有的现代机械制造工艺。
因此,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。
课题所设计的货车最高车速V≥85km/h,发动机标定功率(3000r/min)99kW,最大扭矩(1200~1400r/min)430 Nm。
他有以下两大难题,一是将发动机输出扭矩通过万向传动轴将动力传递到后轮子上,达到更好的车轮牵引力与转向力的有效发挥,从而提高汽车的行驶能力。
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,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,必须要搭配一个高效、可靠的驱动桥。
所以采用传动效率高的单级减速驱动桥已成为未来重载汽车的发展方向。
本文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。
本文首先确定主要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校核。
本文不是采用传统的双曲面锥齿轮作为载重汽车的主减速器而是采用弧齿锥齿轮,希望这能作为一个课题继续研究下去。
关键字:载重汽车驱动桥单级减速桥弧齿锥齿轮AbstractDrive axle is the one of automobile four important assemblies.It` performance directly influence on the entire automobile,especially for the heavy 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`heavy truck,must exploiting the high driven efficiency single reduction final drive axle is becoming the heavy truck`developing tendency. This design following the traditional designing method of the drive axle. First ,make up the main parts`structure and the key 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 wheel ,the differentional planetary pinion,differential side gear ,full-floating axle shaft and the banjo axle housing ,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 truck`s final drive,with the expection of the question being discussed,further .Key words:drive axle single reduction final drivethe spiral bevel gear目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论...................................................错误!未定义书签。
第2章驱动桥结构方案分析....................................................- 4 -第3章主减速器设计. (6)3.1 主减速器的结构形式 (6)3.1.1 主减速器的齿轮类型 (6)3.1.2 主减速器的减速形式 (6)3.1.3 主减速器主,从动锥齿轮的支承形式 (7)3.2 主减速器的基本参数选择与设计计算 (7)3.2.1 主减速器计算载荷的确定 (7)3.2.2 主减速器基本参数的选择 (9)3.2.3 主减速器圆弧锥齿轮的几何尺寸计算 (12)3.2.4 主减速器圆弧锥齿轮的强度计算 (14)3.2.5 主减速器齿轮的材料及热处理 (21)3.2.6 主减速器轴承的计算 (22)第4章轮边减速器的设计 (30)4.1 轮边减速器基本参数的选择4.2 轮边减速器齿轮强度的校核第5章驱动半轴的设计 (38)5.1 全浮式半轴计算载荷的确定 (39)5.2 全浮式半轴的杆部直径的初选 (40)5.3 全浮式半轴的强度计算 (40)5.4 半轴花键的强度计算 (41)结论 (42)致谢 (42)参考文献 (43)附录1 (43)附录2 (43)第1章绪论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。
目前国内重型车桥生产企业也主要集中在中信车桥厂、东风襄樊车桥公司、济南桥箱厂、汉德车桥公司、重庆红岩桥厂和安凯车桥厂几家企业。
这些企业几乎占到国内重卡车桥90%以上的市场。
设计驱动桥时应当满足如下基本要求:1)选择适当的主减速比,以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。
2)外廓尺寸小,保证汽车具有足够的离地间隙,以满足通过性的要求。
3)齿轮及其他传动件工作平稳,噪声小。
4)在各种载荷和转速工况下有较高的传动效率。
5)具有足够的强度和刚度,以承受和传递作用于路面和车架或车身间的各种力和力矩;在此条件下,尽可能降低质量,尤其是簧下质量,减少不平路面的冲击载荷,提高汽车的平顺性。
6)与悬架导向机构运动协调。
7)结构简单,加工工艺性好,制造容易,维修,调整方便。
在本设计中还采用了AutoCAD和Pro/E绘图软件分别进行了工程图的绘制和实体造型,运用AutoCAD绘制了、行星齿轮轴、左、右壳以及传动机构半轴的零件图,通过对AutoCAD的编辑工具与命令的运用,掌握了从AutoCAD基础图形的绘制→基础零件的绘制→各类零件图的创建与绘制的方法,并且理解了机械图绘制的工作流程。
另外还运用Pro/E绘图软件,运用初步的操作绘制出了主减速器的主、从动锥齿轮,差速器的行星齿轮、半轴齿轮等的实体造型,为今后更好的学习和掌握各种应用软件和技能打下坚实的基础。
第2章驱动桥结构方案分析由于要求设计的是13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。
在国内目前的市场上,中央双级驱动桥主要有2种类型:一类如伊顿系列产品,事先就在单级减速器中预留好空间,当要求增大牵引力与速比时,可装入圆柱行星齿轮减速机构,将原中央单级改成中央双级驱动桥,这种改制“三化”(即系列化,通用化,标准化)程度高,桥壳、主减速器等均可通用,锥齿轮直径不变;另一类如洛克威尔系列产品,当要增大牵引力与速比时,需要改制第一级伞齿轮后,再装入第二级圆柱直齿轮或斜齿轮,变成要求的中央双级驱动桥,这时桥壳可通用,主减速器不通用,锥齿轮有2个规格。
由于上述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。
①圆锥行星齿轮式轮边减速桥。
由圆锥行星齿轮式传动构成的轮边减速器,轮边减速比为固定值2,它一般均与中央单级桥组成为一系列。
在该系列中,中央单级桥仍具有独立性,可单独使用,需要增大桥的输出转矩,使牵引力增大或速比增大时,可不改变中央主减速器而在两轴端加上圆锥行星齿轮式减速器即可变成双级桥。
这类桥与中央双级减速桥的区别在于:降低半轴传递的转矩,把增大的转矩直接增加到两轴端的轮边减速器上,其“三化”程度较高。
但这类桥因轮边减速比为固定值2,因此,中央主减速器的尺寸仍较大,一般用于公路、非公路军用车。
②圆柱行星齿轮式轮边减速桥。
单排、齿圈固定式圆柱行星齿轮减速桥,一般减速比在3至4.2之间。
由于轮边减速比大,因此,中央主减速器的速比一般均小于3,这样大锥齿轮就可取较小的直径,以保证重型汽车对离地问隙的要求。