八吨汽车驱动桥差速器设计毕业设计

济南大学毕业设计--1毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名：日期：济南大学毕业设计--2学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日济南大学毕业设计--31前言本次毕业设计的题目是八吨载重汽车驱动桥差速器设计。在我国，随着汽车工业高速发展,汽车重要零部件也得到相应的发展，因而车桥系统也有了比较大的发展。为了能在竞争激烈的车桥产品市场中占有份额,各车桥生产厂家纷纷推出了承载能力强、技术含量高的车桥总成。汽车中的驱动桥和从动桥统称车桥。其中驱动桥位于传动系的末端，其基本功用是将万向传动装置传来的动力折过90°角，改变力的传递方向，并由主减速器降低转速，增大转矩后，经差速器分配给左右半轴和驱动轮。驱动桥一般由主减速器、差速器、驱动车轮的传动装置及桥壳等部件组成。汽车驱动桥既是动力传递机构，又是行走机构，还起着支撑汽车荷重的作用。驱动桥承受着作用于路面和车架或车厢之间的铅垂力以及它们之间的纵向力及横向力。铅垂力由悬架的弹性元件来传递，纵向力及横向力也能由悬架的某些类型的弹性元件来传递。悬架的弹性元件为不能传递纵向力、横向力的钢板弹簧时（如螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧或其他），这些力可以通过悬架的导向装置、封闭式传动轴的套管或特设的传力杆来传递。根据悬架结构的不同，车桥分为非断开式和断开式两种。驱动车轮采用独立悬架时，应选用断开式驱动桥；驱动车轮采用非独立悬架时，则选用非断开式驱动桥。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。主减速器将输入的转矩增大降低转速，在发动机纵置时还具有改变转矩旋转方向的作用。因为使用要求的不同，主减速器的结构也是不同的。按参加减速传动的齿轮副数目分为单级式主减速器和双级式主减速器。其中的双级式主减速器又可分为整体式主减速器和分开式主减速器两种。若双级式主减速器的第二级减速器齿轮有两副，并分别置于两侧车轮附近，则称为轮边减速器；有两个档位主减速器称为双速主减速器。单级主减速器常由一对圆锥齿轮组成。这种主减速器结构较简单，质量小、成本低、使用简单。但是主传动比不能太大，一般不大于7.0,如果进一步提高传动比将会增大从动齿轮直径，从而减小离地间隙（降低通过性），并且会使从动齿轮热处理复杂。在选择主减速器形式的时候要考虑的因素有：汽车类型、使用条件、驱动桥的离地间隙、驱动桥数及其布置形式和主传动比。其中传动比的大小可以影响汽车的动力性和经济性。因而在通常状况下单级主减速器广泛用于乘用车和轻、中型商用车上。与单级主减速器相比，采用双级主减速器可以在保证离地间隙相同的情况下得到更大的传动比，但是尺寸大，质量较大，结构复杂，制造成本高，传动效率低。济南大学毕业设计--4汽车行驶时，左右车轮在同一时间内所滚过的路程往往不等：在转弯时，内、外两侧车轮行程显然不同，即外侧车轮滚过的距离大于内侧车轮；在不平路面上行驶时，由于路面波形不同也会造成两侧车轮滚过的路程不等；即使在平直路面上行驶，由于轮胎气压、轮胎负荷、胎面磨损程度不同以及制造误差等因素，左右车轮也会因滚动半径不同而使左、右车轮行程不等。若驱动桥的左、右车轮采用刚性连接，行驶时的过程中会产生驱动轮在路面上滑移或滑转，因而加剧轮胎磨损与功率和燃料的消耗或者导致转向和操纵性能恶化。汽车左右驱动轮间装有轮间差速器可以防止这些现象的发生，保证驱动桥两侧车轮在行程不等时可以具有不同的旋转角速度以满足汽车行驶的要求；在有些多桥驱动汽车上还装有轴间差速器，用以提高通过性，同时避免在驱动桥间产生功率循环及由此引起的附加载荷，使传动系零件损坏、轮胎磨损和燃料消耗增加。差速器的作用用是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。差速器有很多结构形式，按其结构特征不同，分为齿轮式、凸轮式、涡轮式和牙嵌自由式等多种形式。半轴将差速器半轴齿轮的输出转矩传到驱动轮或轮边减速器上。在非断开式驱动桥内，半轴一般是实心的；在断开式驱动桥内，一般要采用万向传动装置给驱动轮传递动力；在转向驱动桥内，半轴一般需要分为内半轴和外半轴两段，中间用等角速万向节相连接。现代汽车基本上采用全浮式和半浮式两种半轴支撑形式。驱动桥桥壳也是汽车上的主要零部件之一，其中，非断开式驱动桥的桥壳的作用是支撑汽车载重并将载荷传给车轮。同时作用在驱动车轮上的各种力（如牵引力、制动力、侧向力和垂向力）也经过桥壳传到悬架及车架或车厢上。因此，桥壳既是传力件又是承载件。它也是主减速器、差速器及驱动车轮传动装置的外壳。目前我国的汽车产业正在蓬勃的发展，特别是货车产业,后轮驱动汽车的平衡性和操作性随之都有较大的提高。顾名思义，后轮驱动汽车在加速的时候，牵引力将不济南大学毕业设计--5会由前轮发出，所以在加速转弯时，司机会感到横向握持力变大，操作性能变好。后桥驱动的维修也很廉价，虽然构造和车型的不同使得这种费用有很大的差别。在设计变速器出现故障时，后轮驱动的汽车不需要对差速器进行维修，但是前轮驱动的汽车来说就应该加以维修了，因为两部件是做在一起的。所以后轮驱动不但会使得乘车更加安全、舒适，也会使的维修费用降低，从而获得可观的经济效益本次设计的思路可分为以下几点：首先要选择初始设计方案，本车属于中型载重货车，因而要采用后桥驱动，而且驱动桥结构形式要符合中型货车的结构设计要求；接着选择各部件结构形式；最后选择各部件具体参数，设计出各部件主要尺寸，画出图纸。驱动桥的设计：首先探究驱动桥的结构组成、功用、工作特点及设计要求，详细地分析了驱动桥总成的结构型式及布置方法；接着设计驱动桥车轮的传动装置和桥壳的结构形式与计算。载重汽车所要传递的转矩比乘用车和客车以及轻型商用车都要大得多，为了能够以较低的成本运输较多的货物，所以必然需要选择功率较大的发动机，这就需要稳定的传动系统，同时驱动桥在传动系统中又起着极其重要的作用。发动机相同时，采用性能优良且与发动机匹配性比较高的驱动桥可以较大幅度的降低油耗。因而设计新型的驱动桥成为当务之急。本次所设计得出的驱动桥是在通过设计计算得出来的数据基础上，绘制出二维CAD图，力求使它在制造工艺性，工作稳定可靠性上尽可能的优良，同时结构简单。为了使得经济效益好，设计得出的驱动桥降低了制造成本费用，由于结构简单，使得驱动桥使用过程中的维护成本大大降低。驱动桥结构设计也符合货车的整体结构要求。综上，设计的产品达到了结构简单，修理、维修方便，零件制造工艺性好，制造容易，经济效益好的设计要求。济南大学毕业设计--62总体方案的论证2.1驱动桥的设计要求在不同用途不同型号的汽车中，驱动桥的结构形式也各不相同，但是在使用时对它们的基本要求却是一致的。所以对驱动桥的基本要求可以归纳为以下几点：(1)选择的主减速比应能使汽车在给定使用条件下具有最佳的动力性和经济性；(2)在各种载荷及转速的状况下有较高的传动效率；(3)在两驱动车轮的角速度不同时，能将转矩平稳且连续不断的传递到两个驱动车轮上；(4)当左、右两驱动车轮的附着系数不同时，能充分利用汽车的牵引力；(5)能承受和传递路面与车架或车厢之间的铅垂力、纵向力和横向力及其力矩；(6)驱动桥各零部件在满足强度高、刚性好、工作可靠及使用寿命长的条件下，尽量质量小，特别是非悬挂质量应尽量减小，减小不平路面给驱动桥的冲击载荷以改善汽车的平顺性；(7)轮廓尺寸不能太大，便于汽车的总布置同时与所要求的驱动桥离地间隙相适应；(8)齿轮及其他传动机件工作平稳，无噪声或低噪声；(9)设计驱动桥总成及零部件时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形的要求；(10)结构简单，修理、保养便捷；机件工艺性好，制造简单。2.2驱动桥总成的结构型式选择汽车的驱动桥处于传动系的末端，其基本功能将万向传动装置传来的动力折过90°角，改变力的传递方向，并由主减速器降低转速，增大转矩后，经差速器分配给左右半轴和驱动轮，达到差速的要求；同时，驱动桥还要承受作用于路面或车厢之间的垂直力、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（或梁）等组成。济南大学毕业设计--7图2.1驱动桥的总体布置形式简图a)普通的非断开式驱动桥b)带有摇摆式半轴的非断开式驱动桥c)断开式驱动桥在选择驱动桥总成的结构型式时，应当考虑所涉及汽车的类型及使用、生产条件，同时也要和所设计汽车的其他部件，尤其是与悬架的结构型式与特性相适应，这样才能保证整个汽车预期使用性能的实现。在上文里提到的一般汽车驱动桥的各项基本要求，尽管通用于各种汽车的驱动桥，但是因为汽车的类型和用途有很多不同，因而个重要程度是不一样的。综上就可以得出，因为设计中选择的结构型式为具体汽车驱动桥的结构型式，所以必须从以上所提到的各项要求中，找出所设计的汽车的独特使用性能有直接重要影响的主要几点，从而保证所设计汽车的最重要的使用性能的实现[2]。驱动桥总成的结构型式，按其总体布置分类共有三种，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。按其工作特性分类，又可归并为两大类，非断开式驱动桥和断开式驱动桥。汽车驱动桥的结构型式与其所用的悬架密切相关。若是采用非独立悬架时，驱动桥应为非断开式，即驱动桥壳（或梁）是一根刚性梁，非断开式驱动桥又可分为普通的非断开式驱动桥、带有摆动半轴的非断开式驱动桥；若是采用独立悬架时，驱动桥应为断开式用以保证运动协调，这种状况下主减速器和差速器分别装在车架或车身上，车轮传动装置要采用万向传动装置。2.3非断开式驱动桥普通的非断开式驱动桥，具有结构简单、造价低廉、工作可靠的诸多优点，因而被广泛的应用在各种载货汽车及公共汽车上，同时现在的大部分越野汽车和部分轿车上也采用这种结构。济南大学毕业设计--8图2.2非断开式驱动桥示意图1—轮毂2—桥壳3—半轴4—差速器5—主减速器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，而主减速器、差速器及半轴等传动机件都装在桥壳中。因而在这时，整个驱动桥和驱动车轮的质量以及传动轴的部分质量都属于汽车的非悬挂质量，导致汽车的非悬挂质量较大，这是普通非断开式驱动桥的一个很显著的缺点。这种非断开式驱动桥和轮毂、制动器及制动鼓的总质量，大约能占一般载货汽车底盘质量的11%-16%。通过以上的探究发现，若采用单级主减速器代替双级主减速器，可以大大的减小驱动桥的质量。此外，用球墨铸铁代替普通的可锻铸铁来铸造主减速器壳不仅能满足强度要求，也可以减