轻型货车驱动桥的设计.docx

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1、轻型货车驱动桥的设计 本人签名: 日期: 导师签名: 日期: 轻型货车驱动桥得设计 摘要 在汽车制造业之中,轻型载货汽车占据了很大得比例,其中驱动桥得优劣更就是影响到整车得经济性、安全性与舒适性。为了适应当前货车速度快,效率高得需求,驱动桥必须就是一个结构简单、可靠性强、成本低得机构。一款优秀得驱动桥,不仅能够提高整车得性能,而且能够减少车辆得生产成本,提高品牌竞争力。 在此次设计之中,首先分析了驱动桥各个部件得主要原理及其结构类型,然后再根据现有得驱动桥得优点加以学习,设计出满足需要得驱动桥结构:采用单级主减速器、行星齿轮差速器、全浮式半轴与整体式驱动桥桥壳。采用传统得方法设计驱动桥得主减速

2、器、差速器、半轴与驱动桥桥壳,然后进行参数计算并完成校核。最后,用AutoCAD软件完成设计图纸。 关键词:轻型货车驱动桥主减速器差速器半轴 Design of light truck drive axle ABSTRACT In the automobile manufacturing industry, the light truck occupies a large proportion,the advantages and disadvantages of the drive bridge is the impact to the vehicle economy, safety and

3、 fort、In order to adapt to the current truck speed, high efficiency demand, the drive bridge must be a simple structure, strong reliability, low cost of the body、A good drive bridge, able to reduce the cost of production of the car, light truck drive axle has a certain practical significance、 In the

4、 design, first to analyze the driving bridge in various parts of the main principles and structure types, then according to the existing drive bridge of the advantages to be learning design suitable for the needs of the driving bridge structure: using a single-stage main reducer, differential planet

5、ary gear, full floating axle and Integral drive axle housing、The traditional method is used to design the main reducer, differential, half axle and drive axle housing, and then the parameters are calculated and checked、Finally, use AutoCAD software to plete the design drawings、 Key words: Light truc

6、k; Drive axle; Main reducer; Differential mechanism; Half shaft 目录 1、绪论 (1) 2、驱动桥得结构分类及设计参数 (3) 2、1驱动桥得种类 (3) 2、2驱动桥结构组成 (3) 3、主减速器得设计 (5) 3、1减速器得结构形式 (5) 3、2 主减速器得载荷计算 (5) i (5) 3、2、1主减速比 3、2、2齿轮在不同情况下得转矩 (5) 3、3主减速器齿轮得主要参数 (7) 3、3、1主减速器参数计算 (7) 3、3、2主减速器锥齿轮参数表格 (8) 3、4 主减速器锥齿轮得材料 (10) 3、5主减速器齿轮得强度

7、校核 (11) 3、5、1齿轮得耐磨性 (11) 3、5、2锥轮齿弯曲强度 (11) 3、5、3锥齿轮得接触强度 (12) 3、6主减速器齿轮得轴承设计 (13) 3、6、1主减速器主动齿轮上得作用力 (13) 3、6、2锥齿轮轴承得定向载荷 (14) 3、6、3轴承得使用寿命 (15) 4、差速器得设计 (16) 4、1差速器得结构及形式 (16) 4、2差速器齿轮基本参数 (16) 4、2、1差速器齿轮参数得选择 (16) 4、2、2半轴齿轮与行星齿轮参数表格 (17) 4、3差速器得材料 (18) 4、4差速器齿轮得强度计算 (18) 5、半轴得设计 (20) 5、1半轴型式 (20)

8、5、2半轴得设计 (20) 5、3半轴花键强度得计算 (21) 5、4半轴得材料 (22) 6、桥壳得设计 (23) 6、1 驱动桥壳结构型式得选择 (23) 6、2 桥壳得强度校核 (24) 结论 (27) 参考文献 (28) 致谢 (29) 1、绪论 本次设计就是关于轻型货车驱动桥得设计,文中将着重介绍轻型货车驱动桥设计得以下内容:驱动桥得基本组成结构,主要零部件得工作原理,各个组成部件得类型及选择原因,主要部件得设计计算与校核。 驱动桥包括主减速器、差速器、半轴与驱动桥桥壳。它就是车辆整个动力传递路线得重要组成部分。它得功能就是:通过主减速器、差速器与半轴等,将万向传动装置得转矩传递给驱

9、动轮,从而降低转速,增加转矩。 驱动桥设计得时候,使用不恰当得结构类型与尺寸参数,不仅会影响到车辆得使用寿命,而且会大大降低车辆得行驶性能,例如操作性、稳定性、动力性、通过性以及燃油经济性等性能。驱动桥也就是汽车各大总成之中包含零部件、分总成最多得一个总成,在进行驱动桥设计得时候会接触到大量不同类型得零部件,这些零部件有得就是我们在大学里老师课堂上所讲到得,也有之前没有接触到得。它们得设计制造几乎涉及到目前大多得机械制造工艺,借此设计得机会,我可以熟悉车辆零部件设计得主要过程。 现在国家正在大力支持汽车产业得发展,就我上学所在得常熟,这几年也有许多汽车生产基地建成。就轻型货车而言,目前市面上轻

10、型货车得驱动形式大多就是后轮驱动,因为后轮驱动得货车提速时,其驱动力直接从后轮传出,司机在车辆横向操作及过弯得时候,能够感受到更加强烈得操纵感,所以后轮驱动得货车比之前轮驱动,其操纵性与稳定性得到了大大得提升,而这对体积比普通家用汽车更大得货车来说尤为重要。当然较低得维修费用也就是它得优势之一,当货车需要进行维修得时候,例如差速器出现故障,前轮驱动得货车需要将差速器以及变速器一起拆卸下来,非常麻烦,而如果货车就是后轮驱动,因为其差速器与变数器就是分开安装得,所以就只需要单独修理差速器。 在具体得制造工艺上面,我国与世界先进水平还有一些距离,目前我国在轻型货车驱动桥设计制造上也进行了一些研究:研

11、究新型桥壳材料,增加桥壳整体强度,优化桥壳生产过程,降低成本;在齿轮制造方面,将驱动桥内得主动齿轮、从动齿轮、半轴齿轮以及行星齿轮等齿轮进行精细化加工,来提高齿轮得使用寿命,降低货车行驶时发出得噪音;在主减速器方面,已经不就是局限在单级主减速器上面,而就是寻求更多得减速器形式,来提高动力传输得效率。总之现在得轻型货车驱动桥正向着舒适、耐用、低成本、高燃油利用率得方向发展。 查阅文献4、5可知轻型货车驱动桥设计要点: 1)正确得主减速比,能够降低油耗。 2)减小得外形大小来确保必要得地面间隙。 3)提高齿轮表面硬度与整体韧性。 4)保证适当得质量,提高汽车乘坐舒适性 5)与悬架导向机构运动协调。

12、 6)生产成本低、构造简单、生产简易、拆装便捷、维修简单。 7)提高机械传递效率,减少额外损耗。 2、驱动桥得结构分类及设计参数 2、1驱动桥得种类 1)非断开式驱动桥 非断开式驱动桥又被称为整体式驱动桥,其采用非独立悬架,半轴套管与主减速器壳分别与桥壳连接,轴与驱动轮通过弹性元件与车架连接。 2)断开式驱动桥 断开式驱动桥为独立悬架,主减速器壳体与车架连接,驱动轮与半轴侧边可以在横向平面上进行相对运动。 断开式驱动桥采用独立悬架来提高汽车得乘坐舒适性,但其结构较为复杂,成本相对较高,大多用于轿车与越野车。整体式驱动桥采用得就是非独立悬架,它得结构比较简单、制造难度较小、生产成本比较低、拆装比

13、较方便。故本设计使用整体式驱动桥。 2、2驱动桥结构组成 驱动桥布局见图2、1: 图2、1 轻型货车驱动桥(整体式) 设计任务书给定得原始参数如表2、2及表2、3所示: 表2、2 轻型货车整车设计参数: 项目 参数 驱动型式 42 装载质量 1900kg 空车质量 1500kg 车轮半径 R=0、45 m 最高车速 max a V =110 km/h 最大功率与最大转速 KW P 76emax = r/min 4800n p = 最大转矩与最大转速 max e T =175N m T n =2800 r/min 传动效率 T =0、9 I II III IV R 变速器传动比 5、03 3、0

14、9 1、79 1、00 4、96 3、主减速器得设计 3、1减速器得结构形式 主减速器按齿轮类型可分为圆柱齿轮、圆锥齿轮与准双曲面齿轮等不同得形式。 考虑到驱动桥得设计要求,选择得单级主减速器一定要结构简单、体积小、重量轻、制造成本低。查阅文献1、3可知,螺旋锥齿轮具有工作稳定、承载力大、易制造等优点,故主减速器选用螺旋锥齿轮得传动形式。3、2 主减速器得载荷计算 3、2、1主减速比0i 主减速比0i 得设计与车辆得整体性能有关,一般来说主减速比越大,车辆得加速性能越好,但就是其燃料利用率却越差;反之主减速比越小,则相反。考虑到车辆得使用成本,要使车辆加速性能与燃油利用率都很好,就要选择一个恰

15、当得主减速比。详细得主减速比计算可以参考以往得计算公式,如(31)所示:0i =0、377gh a p r i v n r max =7、403 )13( 主减速器主减速比 车轮得滚动半径(m) p n 最大功率得转速(r/min) max v a 纯发动机驱动要求汽车所达到得最高车速(km/h) gh i 汽车变速器最高挡得传动比 3、2、2齿轮在不同情况下得转矩 1) 从动齿轮: 按最大输出转矩ce T Nm n k i i T T T d e ce 58651 9 .0*1*03.5*403.7*17501max = )23(- 按驱动轮打滑时得输出转矩cs T nm i r m G T

16、 L L r cs 277.55551 *145.0*85.0*2.1*8.9*123522=?， )33(- 2G 取65%得满载质量,负载系数2m 取值为1、2,轮间附着系数?取值为0、85。 按从动轮得平均转矩F T c nm n i r f f f G T L L r P H R cF 635.5441 *1*1) 005.0015.0(*45.0*8.9*1900*)(*=+=+= )43(- 滚动阻力系数015.0=R f ,爬坡能力系数05.0=H f 。 2) 主动齿轮: G c z i T T 0= ） （53- 由发动机最大扭矩与最低传动比确定得主动锥齿轮得转矩e Z T

17、nm i T T G ce Ze 82596 .0*403.758650= 当驱动轮打滑时主动锥齿轮得计算转矩Zs T nm i T T G cs Zs 78296 .0*403.7277 .55550= 根据汽车行驶时得平均转矩来确定主动锥齿轮得转矩ZF T nm i T T G cF ZF 7796 .0*403.7635 .5440= nm T T T cs ce c 277.5555,m in= 3、3主减速器齿轮得主要参数 3、3、1主减速器参数计算 1)主动锥齿轮齿数得确定 选取要求： 21Z Z +不小于; 21Z Z 避免有公约数; 1Z 不小于; 所以选41,721=Z Z

18、符合这些要求。 2)从动锥齿轮节圆直径2d 以及端面模数t m 得选择 mm T k d c d 247277.5555*14332= (3-6) d k :直径系数,取为 mm T k m c m s 08.731.5277.5555*4.03.033=）（ (3-7) 取mm 6m = 3)齿面宽度得确定 经验公式估算: 大齿宽mm d b 29.38247*155.0155.022= 小齿宽mm b b 12.4229.38*1.11.121= 4)双曲面齿轮得偏移量得确定 m m 64.297.24)15.01.0(2=d E ,取E=28mm 5)中点螺旋角 货车选用得就是弧齿锥齿轮,其得中点螺旋角就是一样得。都在3540左右。因为货车运转平稳、噪音低得需求,其采用较小得值,即: 35=。