驱动桥设计

韶关学院毕业设计题目：驱动桥设计学生姓名：潘俊炬学号：11101025040系（院）：物理与机电工程学院汽车系专业：机械设计制造及其自动化班级：11机制5班指导教师姓名及职称：丘志敏高级实验师起止时间：2014年10月——2015年5月驱动桥设计摘要：自汽车在一百多年前发明以来，随着经济的发展，汽车的各项性能达到从没有过的高度，为汽车设计出合适的驱动桥，对于提高汽车的各项性能有着很大的帮助。本次设计说明的目的就是设计出的驱动桥，适用于总质量在两吨以下的轻型载货汽车上。驱动桥的组成有主减速器和差速器等几个重要部件，本次设计说明将会详细论证每个零部件的结构是否合适并做出选择，然后根据汽车的基本参数进行设计计算和校核。最后所设计出来的驱动桥既能满足汽车行驶要求，也能确保汽车的各项性能的优越。关键词：驱动桥；结构选择；设计计算DriveaxledesignAbstract:Sincethecarinfrontofmorethanonehundredyearssinceitsinvention,withthedevelopmentofeconomy,variouspropertiesofcarreachtheheightsofneverhadasuitableforthedesignofautomotivedriveaxle,toimprovethecar'sperformanceisabighelp.Thepurposeofthisdesignistodesignthedriveaxle,applicabletothetotalmassundertwotonsoflighttruck.Driveaxleconsistedofseveralimportantparts,mainreduceranddifferentialwilldetailprovesthedesignofthestructureofeachpartsandmakearightchoice,andthenaccordingtothebasicparametersofautomobiledesigncalculationandchecking.Finallythedesignofdriveaxlecanmeettherequirementsofthecar,alsocanensurethateveryperformanceofthecarissuperior.Keywords:Driveaxle；Structurechoice；Designcalculation；目录1前言…………………………………………………………………………………12总体方案论证………………………………………………………………………22.1驱动桥总成结构选择……………………………………………………………23主减速器设计………………………………………………………………………33.1主减速器方案论证………………………………………………………………33.1.1主减速器齿轮类型选择………………………………………………………33.1.2主减速器的减速形式选择……………………………………………………43.1.3主减速器主、从动齿轮支承选择……………………………………………43.2主减速器基本参数的设计计算…………………………………………………53.2.1主减速比的确定………………………………………………………………53.2.2主减速器齿轮计算载荷确定…………………………………………………53.2.3主减速器锥齿轮主要参数选择………………………………………………73.3主减速器锥齿轮的材料选择……………………………………………………83.4主减速器圆弧齿轮强度计算……………………………………………………93.4.1单位齿长圆周力………………………………………………………………93.4.2齿轮弯曲强度…………………………………………………………………93.4.3齿轮的接触强度………………………………………………………………103.5主减速器锥齿轮轴承载荷计算…………………………………………………113.5.1主减速器主动齿轮当量转矩…………………………………………………113.5.2锥齿轮上的作用力……………………………………………………………123.5.3锥齿轮轴向力和径向力………………………………………………………123.5.4轴承载荷计算…………………………………………………………………123.6主动最齿轮型号确定……………………………………………………………144差速器设计…………………………………………………………………………154.1差速器结构形式选择……………………………………………………………154.2差速器齿轮参数选择……………………………………………………………154.3差速器齿轮的材料选择…………………………………………………………174.4差速器齿轮强度校核……………………………………………………………185车轮传动装置设计…………………………………………………………………195.1车轮传动装置选择………………………………………………………………195.2半轴的材料选择…………………………………………………………………195.3全浮式半轴计算…………………………………………………………………196驱动桥壳设计………………………………………………………………………216.1驱动桥壳的选择…………………………………………………………………216.2驱动桥壳强度计算………………………………………………………………217结论………………………………………………………………………………23致谢…………………………………………………………………………………24参考文献……………………………………………………………………‥……25附录……………………………………………………………………………‥…271驱动桥设计说明专业班级：11车辆工程1班潘俊炬指导教师：丘志敏高级实验师1.前言本课题是对总质量在1.5吨的轻型小货车的驱动桥的结构设计，因此这次说明书将会介绍驱动桥各个零部件的设计过程、结构的选择。驱动桥的设计，主要先从汽车的主要用途，以及汽车的总质量来确定驱动桥的结构选择、布置方式等，本设计将会十分详细地讲解设计过程。驱动桥是汽车里不可缺少的一个部分，它在行驶过程中承受各种各样的力。驱动桥的结构类型和一些参数对于车辆安全行驶来讲是非常重要的一件事，也影响着车辆的性能。另外，驱动桥中有着许多十分复杂的零件，制造零件的工艺的好坏也影响着驱动桥的工作，再设计过程中也要考虑到现代加工工艺。因此，通过对汽车驱动桥的学习设计，能够很好地掌握现代汽车知识和机械加工知识。本次设计的汽车的参数：总质量ma=1500kg，发动机功率pemax/np=82kw/4000发动机最大转矩Tgmax/nT=108/3000-3200，最高速vmax=140km/h，轮胎规格175/70R14、175/70R14。在本次设计中，有以下两个难题，一是将发动机工作输出的扭矩通过驱动桥的传递到达驱动轮，使驱动轮有更好的行驶和转向效果，提高汽车的通过性。二是设计出来的驱动桥能够应付各种各样的行驶条件，并且耐用性要好，保证汽车的经济性。本次设计的思路如以下简述：首先确定汽车的总质量是1.5吨的轻型小货车，使用非断开式的驱动桥，设计的驱动桥符合轻型货车的各项要求；然后就是各个组成的结构类型选择，参数的确定，计算出大小，最后对组成的校核和验算。本次设计的轻型货车驱动桥要求制造工艺简单，价格便宜，结构简单。工作时稳定、可靠，完全符合轻型货车的整车结构要求。同时在维修保养时，更换方便、容易维修。随着全球经济的高速发展，汽车由原来的保有量少，发展到现在最为普及的商2品之一。汽车的各项性能已越来越受到人们重视。而驱动桥在汽车行驶时，对汽车的影响不亚于发动机等部件；因此，驱动桥的设计对于汽车的未来来讲，有着不可估量的意义。合适的驱动桥必然会使汽车更加平稳安全，经济性也会更高。2、总体方案论证2.1驱动桥的总成结构选择驱动桥安装在车辆的传动系末端，最主要的作用是增距、降速，改变转矩的传递方向，使前方传来的转矩变大，并合理的分配给左驱动轮、右驱动轮；另外就是承受车辆行驶时传来的力和力矩。驱动桥的组成有主减速器、差速器、车轮传动装置以及桥壳等。设计出来的驱动桥必须有如下的保证：1）尺寸小，保证汽车可以通过各种路面。2）整体工作稳定和声音要足够小。3）传递效率要高。4）强度和刚度够大，用来承受的传递车辆行驶时所产生力和力矩。5）与车辆其他机构协调工作。6）成本要低，而且方便维修。驱动桥有断开式和非断开式两种。非断开式驱动桥有着结构简单、工作稳定而且价格便宜等优势，因此普遍使用在普通商用车和小型货车上；断开式驱动桥虽然能更好的处理各种路面状况，当它结构复杂，不便于维修保养，因此多应用在重型货车上。结合实际情况，本次设计的是总质量为1.5吨的轻型货车货车，要求成本低，方便维修等因素，最后选择使用非断开式，图如下所示。33主减速器的设计主减速器是驱动桥中不可缺少的组成之一，其作用是减速增矩；他利用的是齿轮之间的传动比来实现减速增矩的效果，由于汽车行驶在各种不同的路面，所以对主减速器的设计要求也是很高的，应有如下几点要求：1.确定的主减速比要符合车辆的经济性和动力性2.外型尺寸要小，工作稳定，没有杂音3.结构简单，方便维修3.1主减速器的方案论证主减速器的结构形式选择主要包括齿轮类型选择、减速形式选择、齿轮的支承方案的选择。3.1.1主减速器的齿轮类型选择查阅参考文献，主减速器的齿轮类型有很多种，常见的有弧齿锥齿轮、双曲面齿轮、圆柱齿轮，当然还有蜗杆齿轮；他们之间各有各的优缺点，弧齿锥齿轮何以承受较大的负荷，但是对咬合精度要求很高；双曲面齿轮有较大的传动比，工作时有更高的平稳性，而且尺寸小，因此相对于弧齿锥齿轮应用更广泛；圆柱齿轮和蜗杆齿轮虽然结构简单，尺寸小，但是这两者的传动效率低[1][2]。4结合实际情况，最后决定使用双曲面齿轮式。3.1.2主减速器的减速形式选择主减速器主要分为：单级主减速器、双级主减速器、贯通式主减速器、单、双极减速配轮边减速器。查阅参考文献，单级主减速器有成本不高，方便维修等优势，在质量较小的商用车和货车上常常见到单级主减速器的身影[1][2]。结合本次设计情况，最后选用单级主减速器。3.1.3主减速器主、从动齿轮的支承形式选择主动锥齿轮的支承：支承的方式有两种，悬臂式、跨置式。悬臂式支承结构简单，不过承受力的刚度差，因此安装在转矩小的主减速器上。跨置式支承的结构特点是锥齿轮的两端存在轴承，承受刚度就提高了，因此安装在转矩大的主减速器上。ab图2.2.5主减速器的支承形式：a悬臂式b跨置式本次设计的是轻型货车的传转矩小，因此使用悬臂式支承。从动锥齿轮的支承：轴承的形式和它们之间的距离，还有它们布置形式，都对从动锥齿轮的支承高刚度有着密切关联。圆锥滚子轴承的支承方式是首要选择。圆锥滚子轴承大的那两端向里面，这样可以增加刚度，减少尺寸c+d。但c+d的值大于从动锥齿轮大端分度圆的直径的70%，因为在这样就可以保证齿轮后面的差速器壳有足够的位置去加强支承的稳定性。为了两轴上的载荷能够平均的分配，尺寸c大于或等于尺寸d。如下图所示。5图2.2.5从动锥齿轮支承形式3.2主减速器基本参数的设计计算3.2.1主减速比的确定本次设计的轻型货车的发动机最大功率为82kw，转速为4000r/n，最高速为140km/h，这时i0应由以下公式确定：i0=0.377rrnpvmaxigh（3-1）式中：rr——车轮的滚动半径，rr=0.3556migh——汽车档位最高的传动比。igh=0.81将参数代进上面的公式（3-1）中，计算得出i0=4.723.2.2主减速器齿轮计算载荷确定由于路面情况有很多种，要精确计算出齿轮所承受的载荷显然不切实际，一般情况下