毕业设计（论文）-轻型货车驱动桥设计.docx

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1、驱动桥差速器必须解决左右驱动轮之间的扭矩分配问题和差速器要求。其次，需要通过驱动桥的主减速器进一步增加扭矩和降低速度。因此，为了使汽车驱动桥的设计合理，必须首先选择传动系统的总传动比，并将其合理分配给变速器和驱动桥。b、本课题的总体设计思路是：非断裂驱动桥的桥壳相当于一根具有复杂应力的空心梁。它需要足够的强度和刚度，同时应尽可能减轻重量。所选减速比应满足车辆在给定使用条件下的最佳动力性能和燃油经济性。对于卡车而言，由于有时会遇到崎岖不平的道路，因此要求其驱动桥具有足够的离地间隙，以满足车辆通过性的要求。驱动桥的噪声主要来自齿轮和其他传动部件。提高齿轮的加工精度和装配精度，提高齿轮的支承刚度，是

2、降低驱动桥工作噪声的有效措施。驱动桥各部件在保证其强度、刚度、可靠性和使用寿命的前提下，应尽量减少簧下质量，以减少不平路面对驱动桥的冲击载荷，提高车辆的乘坐舒适性。1.3 预期的成果设计小型轻型卡车的驱动桥，包括主减速器、差速器、半轴和桥壳。与类似课题的其他学生合作，协调车辆的总体设计。使设计的产品易于使用，使用最少的材料，具有最高的经济性能。a、提高车辆的技术水平，使其使用性能更好、更安全、更可靠、更经济、更可靠舒适、更灵活、更方便、更好的动力和更少的污染。b、提高汽车的经济效益，调整汽车在产品系列中的档次，从而提高其市场竞争地位，获得更大的经济效益。1.4 设计主要参数本次设计的课题为WL

3、TY1042轻型货车驱动桥设计，主要设计参数如下表1-1所示：表1T技术参数序号项目数据单位1驱动形式4X2 （后驱）2最大总质量4495kg3轴距3300mm4最高车速90km/h5最小转向圆直径14m6发动机最大功率125kw7长宽高限界5995/2400/2350mm8最小离地间隙180-250mm9最大爬坡度30%10发动机最大功率对应转速2800r/min11发动机最大转矩500N.m12发动机最大转矩对应转速1500r/min13前轮距1665mm14后轮距1650mm15前后轮规格7.00R16 33310PR16接近离去角20/1417前悬/后悬1.15/1.5452国内外发展

4、状况及现状的介绍随着时代不断进步，汽车在我们生活中的作用也十分重要。驾车出行已经逐渐变成了我们生活中主要出行方式。汽车在日常生活中所扮演的角色主要是代步、载货及交通运输，特别是在短、长途货物运输中扮演着十分重要的角色。为了满足社会发展要求，载货汽车的发展进步也十分明显，并且迅速地应用到实际生活中。随着近年来国际形势的动荡不安，特别是最近俄罗斯与乌克兰边境战火冲突，进而导致油价也大幅上涨，汽油作为影响汽车使用成本的主要因素之一，油价大幅上涨导致汽车的使用成本也越来越高，为了有效改变这种状况降低汽车的使用成本，各大厂商都在汽车油耗上下足了功夫，为了减少油耗，不仅仅要在汽车的各个使用环节上下足功夫，

5、最为重要的是减少汽车传动中的能量损失，而在这一环节中汽车驱动桥的作用就显得尤为重要，驱动桥作为汽车动力输出的最后一个环节，同时也是动力转化为速度的执行者，如何可以提出有效解决这一过程中动力损失的解决方案也成为了当下汽车设计者们需要考虑到的一个重点问题。在现代驱动桥设计中，要使其做到尽可能的轻量化不但可以节省材料消耗和降低成本，而且可以合理的规划汽车簧上簧下质量、降低动载和提高汽车的平顺性。汽车驱动桥是汽车的重要总成，它的性能好坏直接影响整车性能，而对于载货汽车尤为重要，当采用大功率发动机输出大的转矩以满足目前载货汽车的快速、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。目前国

6、内外驱动桥结构出现以下改变：（1）主要部件和功能向驱动桥的中部集中；（2）有些厂家开始把主减速器，制动器和行星减速机构等集合在桥的中部，但其优点尚待考证；（3）桥壳采用球墨铸铁，以提高整桥外观质量；（4）桥壳采用球墨铸铁，加工成本低，其铸造及加工后的外观质量均比现在大多采用的铸钢桥有很大的提高；（5）适应特种要求的多功能驱动桥；（6）为适应主机产品的特殊要求，驱动桥产品供应厂家设法在桥上增加引进了一些特殊功能：自动充气功能、超载报警功能、增添转向油缸功能等，增加了驱动桥产品的适应性；3驱动桥总体方案论证与选择3.1驱动桥的作用驱动桥是位于传动系末端能改变来自变速器的转速和转矩，并将它们传递给驱

7、动轮的机构。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，转向驱动桥还有等速万向节。另外，驱动桥还要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，以及制动力矩和反作用力。驱动桥的结构型式按其总体布置来说共有三种，即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。123456789101-半轴2-圆锥滚子轴承3-支承螺栓4-主减速器从动锥齿轮5-油封6 -主减速器主动锥齿轮7-弹簧座8 -垫圈 9-轮毂10-调整螺母图3-1驱动桥小小小工 小八44 25 十一- 十一II jIJ7777/ / / /77777777777777(b)II I7y7777

8、7777777ZvJv图3-2驱动桥的总体布置型式简图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3. 2驱动桥的设计要求驱动桥设计应当满足如下基本要求：1 .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。主要是指主减速器尺寸尽量小。3,齿轮及其他传动件工作平稳，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相协调。7 .结构简单，加工工艺性好，制造容易，拆

9、装、调整方便。综上所述，设计出的产品在满足国家标准及各种路试要求的大前提下，还需考虑到各种负载和各种其他要求，比如：行驶的平顺性、最佳的动力性、最好的燃油经济性以及制造与维修的方便性等。同时参考对传统载货汽车的了解可知,轻型载货汽车对于驱动桥并没有特殊的要求，国内路面情况基本符合行驶条件,因此在满足质量小、体积小、传动比高、静谧性好、整体布局更方便的要求下,本次设计选择普通整体非断开式驱动桥。4具体设计说明4.1 主减速器的设计4.1.1 主减速器的结构型式现代汽车中，主减速器采用的最广泛的是螺旋锥齿轮和双曲面齿轮两种。(a)(b)图4.1 (a)螺旋锥齿轮图4.1 (b)双曲面齿轮螺旋锥齿轮

10、如图4. 1 (a)所示主、从动齿轮轴线交于一点，交角都采用90度。螺旋锥齿轮的重合度大，啮合过程是由点到线，因此，螺旋锥齿轮能承受大的载荷，而且工作平稳，即使在高速运转时其噪声和振动也是很小的。双曲面齿轮如图4.1(b)所示主、从动齿轮轴线不相交而呈空间交叉。其空间交叉角(即将一轴线平移，使之与另一轴线相交的交角)也都是采用90主动齿轮轴相对于从动齿轮轴有向上或向下的偏移，称为上偏置或下偏置。这个偏移量称为双曲面齿轮的偏移距。当偏移距大到一定程度，可使一个齿轮轴从另一个齿轮轴旁通过。这样就能在每个齿轮的两边布置尺寸紧凑的支承。这对于增强支承刚度、保证齿轮正确啮合从而提高齿轮寿命大有好处。双曲

11、面齿轮传动的进一步分析知，双曲面齿轮传递转矩时，齿面间有较大的相对滑动，且齿面间压力很大，齿面油膜很容易被破坏。为减少摩擦，提高效率，必须采用含防刮伤添加剂的双曲面齿轮油，绝不允许用普通齿轮油代替，否则将齿面迅速擦伤和磨损，大大降低使用寿命。因此对两种不同类型的主减速器结构分析，再结合本课题的设计要求，需要齿轮能够工作平稳、静谧性好、强度符合标准、布局及今后维修处理方便，因此选择螺旋锥齿轮作为本次设计的主减速器结构形式。螺旋锥齿轮传动的主、从动齿轮轴线垂直相交于一点，齿轮并不同时立马啮合，而是逐渐从一端连续平稳地转向另一端。另外，由于轮齿端面重叠的影响，至少有两对以上的轮齿同时捏合，所以它工作

12、平稳、能承受较大的负荷、制造也简单。为保证齿轮副的正确呐合，必须将支承轴承预紧，提高支承刚度,增大壳体刚度。4.1. 2主减速器主动锥齿轮的支承形式现在汽车主减速器的主动锥齿轮的支承形式主要有两种，一个是悬臂式，一个是骑马式，两者分别有以下特点：如图4. 2所示为悬臂式支承，齿轮以其轮齿大端侧的轴颈悬臂式地支承于一对轴承上。支承距离b应大于2. 5倍的悬臂长度a,且应比齿轮节圆直径的70%还大，另外靠近齿轮的轴径应不小于尺寸a.支承刚度除了与轴承开式、轴径大小、支承间距离和悬臂长度有关以外，还与轴承与轴及轴承与座孔之间的配合紧度有关。当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

13、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。其特点是结构简单，支承刚度较差，用于传递转矩较小的轿车、轻型货车的单级主减速器及许多双级主减速器中。图4.2悬臂式支承如图4. 3所示为骑马式支承，齿轮前、后两端的轴颈均以轴承支承，故又称两端支承式。骑马式支承使支承刚度大为增加，使齿轮在载荷作用下的变形大为减小，约减小到悬臂式支承的1/30以下.而主动锥齿轮后轴承的径向负荷比悬臂式的要减小至1/5 -l/7o齿轮承载能力较悬臂式可提高10%左右。b结合本课题的数据要求，本课题WLTY1042轻型载货汽车装载质量为最大且不超过4.5t,因此采用的是悬臂式支承。4.

14、1. 3主减速器从动锥齿轮的支承形式主减速器从动锥齿轮的支承刚度依轴承的形式、支承间的距离和载荷在支承之间的分布而定。为了增加支承刚度，支承间的距离应尽可能缩小。两端支承多采用圆锥滚子轴承，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。但为了增加支承刚度，应当减小尺寸c+d;为了使载荷均匀分配，应尽量使尺寸c等于或大于尺寸d.球面圆锥滚子轴承具有自动调位的性能，对轴的歪斜的敏感性较小，这点当主减速 器从动齿轮轴承的尺寸大时极为重要。向心推力轴承不需要调整，但仅见于某些小排量轿车的主减速器中。只有当采用直齿或人字齿圆柱齿轮时，由于无轴向力，双级主减速器的从动齿轮才可以安装在向心球轴承上。练上所述，由于本车为轻型载货汽车，主减速器从动齿轮不宜采向心球轴承，应采用圆锥滚子轴承安装，并用螺栓与差速器壳突缘连结。图4.4从动锥齿轮的支承形式4. 1. 4主减速器的轴承预紧及齿轮啮合调整一般情况下会通过对轴承进行预紧工作去消除安装时产生的原始间隙。而当提前预紧的预紧力大于某一阈值时，就会造成轴承的工作时限相对降低。分析可知，当轴向力于弹簧变形呈线性关系时，预紧使轴向位移减小至原来的1/2.预紧力虽然可以增大支承刚度，改善齿轮的啮合和轴承工作条件，但当预紧力超过