584 輕型載貨汽車設(shè)計（驅(qū)動橋設(shè)計）（有cad圖）
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外文材料翻譯
賽車和車輛動力學介紹
汽車賽車的主要目的是實現(xiàn)一個整體的車輛配置，并且這種配置遵守一個指定的類型的規(guī)則，能夠在一個駕駛員利用在他們能力范圍內(nèi)的技術(shù)的最少的時間內(nèi)覆蓋一個給定的賽道。在設(shè)計制造一個賽車時有許多因素要考慮，但是在這里我們只考慮懸架設(shè)置。
控制一個高速機動車輛的主要力量是由四個小補丁發(fā)展起來的，這就是四個輪胎與地面接觸的地方。對于輪胎產(chǎn)生的力量和時間在根源上有一個了解對于理解車輛動力學是非常有必要的(Gillespie, 1992)。為了最大化輪胎與地面的接觸，對于手頭上的任務(wù)建立正確的懸架幾何以及選擇正確的彈簧和休克吸收器是非常重要的。輪胎與地面的接觸面越大，車輛就會有更多的抓地力和牽引力，反過來會使車更加安全的高速行駛。
什么阻礙了一個車輛在運行時的動力？接下來將要談?wù)撘幌盗幸蛩亍５谝粋€也是最明顯的因素就是路況，凹凸不平的路面肯定車輛的駕駛。第二個因素是輪胎/車輪總成。理性的情況下這個組裝是柔軟并且能夠吸收小幅度的震動和顛簸，這基本上意味著它不會添加任何震動給車輛，包括在車輪組裝上的不平衡，空間的變化和剛度變化。(Gillespie 1992)。
接下來要考慮的因素，也是在這個項目中需要考慮的最主要的因素，那就是動力傳動系統(tǒng)勵磁。也就是在這里，扭矩從發(fā)動機傳送到傳動軸通過變速箱，而后進入
差動器將會試圖延其中心扭曲后橋總成線，稱為軸風力，這使軸偏在其彈簧上，迫使整個車的后面上升，由于扭曲的軸也使整個車側(cè)向。重新設(shè)計的懸架將努力保持這種‘傳動系勵磁’降到最低(Gillespie 1992)。
當為賽車建立懸架系統(tǒng)時，需要區(qū)分提高汽車性能的變化和調(diào)整或平衡汽車的變化。第一類包括增加更多動力和更好輪胎的東西，而第二類包括諸如修改彈簧利率和軸中心的調(diào)整(Milliken and Milliken 1995).
賽車就是在其限度內(nèi)駕駛汽車。找到一個可以驅(qū)動產(chǎn)生這種期望的性能的車輛配置稱為設(shè)置或底盤調(diào)優(yōu)。這是一個艱巨的任務(wù)，需要適應(yīng)每個電路和司機的能力和偏好。在參賽前在可用的時間內(nèi)實現(xiàn)最優(yōu)的設(shè)置往往是不可能的，司機將就著仍存在于車輛上的一些缺陷 (Milliken and Milliken 1995).
設(shè)計汽車的主要目的是實現(xiàn)良好的汽車轉(zhuǎn)彎平衡（中性駕駛），找到轉(zhuǎn)彎和高速電路以及消除特定控制盒穩(wěn)定性問題上的折中，這些是司機所報道的在賽道任何一點上的情況(Milliken and Milliken 1995)。當為一個賽車設(shè)計懸架設(shè)置的時候，需要考慮許多因素，因為每個組件和調(diào)整都會影響車輛的駕駛，同時也影響其他組件的操作方式。重量變化的影響，制動偏見，滾剛度，軸中心等許多因素都需要認真考慮以便實現(xiàn)一個理想的配置。(Milliken and Milliken 1995).
這項設(shè)計的兩個主要目的是實現(xiàn)最大反蹲和幾何軸中心，這兩種幾何體是可以調(diào)節(jié)的以便于小的調(diào)整，便于懸架系統(tǒng)在不同的情況下最大化的使用。
軸中心的高度部分決定了汽車在搖擺時的側(cè)向力分布，在車輪的尾部降低軸中心的高度能夠降低車尾部的搖擺程度，在轉(zhuǎn)彎時，車尾的輪子也會比車前輪更加平穩(wěn)。(Milliken and Milliken 1995).
為了設(shè)計反蹲，需要清楚有效的點軸心或輪胎與地面的接觸路徑，用來計算實現(xiàn)這個幾何體最大的角度。(Bastow, Whitehead. 1993)
設(shè)計反蹲的目的是給車輪傳遞足夠的力量，防止它們失去牽引力，其余的力量用來推動汽車前進。如果一個假象的線通過下鏈接欄到汽車的前面，然后繪制另一條假想線通過上面的鏈接欄一直向前，直到它與那一條較低的線交叉，即時中心就被發(fā)現(xiàn)了。(Bastow, Whitehead. 1993)
現(xiàn)在我們想象一下車輛的重心集中在集成電路所在的加速桿上。重心決定了力量是如何應(yīng)用于懸架就像列車來驅(qū)動車輛前進一樣。如果集成電路太高，那么就會有許多動力浪費在推動車尾向上。如果集成電路太低，那么就將沒有足夠的力量應(yīng)用到后面的輪胎，結(jié)果會出現(xiàn)輪胎過度旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。無論集成電路在重心的前面或后面，都會有一些變量存在。某個地方會有一個位置，將把足夠的力量應(yīng)用于車輪，會阻止車輪旋轉(zhuǎn)，其余的力量將推動汽車前進，這個可以用反蹲來計算，為特定的汽車填寫變量。(Bastow, Whitehead. 1993)
一旦軸中心和反蹲幾何被最大化，那么就是時候查看一下彈簧剛度了。彈簧剛度影響側(cè)騎彈簧負載轉(zhuǎn)移分布。降低車輛一端的彈簧剛度甚至會結(jié)束那一段的負載能力，但是可以提高這一段的橫向力。在一輛汽車上更硬的彈簧能夠減少車體的搖擺，這對于一輛賽車是非常理想的。一輛賽車，相對于驅(qū)動的那一端，未驅(qū)動的那一端會很生硬的上下跳躍，這就使得驅(qū)動輪更加均勻的加載牽引力。(Milliken and Milliken 1995).
差速器（通常被稱為diff）主要把由傳動軸傳來的扭矩傳輸?shù)杰囕喩?。有三種主要類型的差速器，開放式差速器，鎖定型（稱為線軸）以及有限滑動式差速器。所選的差速器類型會影響一輛汽車的牽引力大小。
大多數(shù)工廠路上的汽車都是開放式的差速器，這樣的差速器是通過如下方式工作的，參考下面的圖表。一個小齒輪的旋轉(zhuǎn)是由一個驅(qū)動軸和更大的環(huán)形齒輪驅(qū)動的。環(huán)形齒輪驅(qū)動幾個小齒輪以便兩個側(cè)齒輪可以朝向相反的方向。這兩個側(cè)齒輪使軸轉(zhuǎn)動一半，反過來又可以驅(qū)動輪子運動。(Wikipedia, 2007)
這兩個外部的小齒輪能夠互相旋轉(zhuǎn)的原因是左邊和右邊的輪子在汽車行進時能夠以不同的速度旋轉(zhuǎn)，雖然在所有條件下提供給每個軸的扭矩是相同的。
圖表2.1 開放式差速器
http://www.offroaders.com/info/tech-corner/project-cj7/images/locker/open-differential-partsid.Jpg
每個車輪的扭矩是發(fā)動機和在那個輪子上的牽引力的阻力的傳輸?shù)慕Y(jié)果。除非符合異常高，發(fā)動機和變速箱通常可以提供盡可能多的轉(zhuǎn)矩，因此限制因素通常是每個輪子的牽引力。很容易的就可以把牽引力定義為在車輪開始滑動前產(chǎn)生于車輪和地面之間的力矩。如果所有的驅(qū)動輪總的牽引力超過推動汽車在任何情況下前進的轉(zhuǎn)矩，那么這個車輪就會被驅(qū)動前進，否則，只能有一個或幾個輪子旋轉(zhuǎn)。(Wikipedia, 2007).
這種開放式差速器的局限性是由于相對于其他輪子來說，它總是允許旋轉(zhuǎn)更快的的輪子。例如把一個非彈簧的重量從左邊轉(zhuǎn)移到車的右邊，因此右邊的輪子對地面會有更大的力量，相應(yīng)的左邊車輪對地面的力量就會變小，這樣通常會導致左邊的驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)或是去牽引力，在這個過程中，差速器中的小齒輪開始互相旋轉(zhuǎn)起來，從而使負重的輪子也就是右輪比左輪對旋轉(zhuǎn)有更大的阻擋力。開放式的差速器能夠使左輪旋轉(zhuǎn)的更快，并且使右輪保持現(xiàn)有的速度。(Wikipedia, 2007).
注意開放式差速器對兩個輪子提供同樣大的轉(zhuǎn)矩，因此兩個輪子推動汽車向前行駛的力量是相同的，雖然左邊的輪子去打破牽引力所需的力量比右邊的輪子更大，但是相對于右輪，左輪能夠轉(zhuǎn)得更快。(Wikipedia, 2007).
這個已經(jīng)使許多人認為開放式差速器是單輪驅(qū)動，雖然這種類型的差速器給兩個驅(qū)動輪提供了同樣的轉(zhuǎn)矩。由于不同程度的牽引力是由許多因素決定的，例如路面，重量變化以及發(fā)動機和動力傳動系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)力矩等等，因此開放式差速器是不適合于比賽的。接下來介紹限滑差速器，最常用的形式是離合式限滑差速器。這種類型的差速器使用離合器片用來限制兩側(cè)齒輪的速度，只要一個輪子有摩擦就可以使有用的力矩傳輸?shù)絻蓚€輪子上。這種限滑差速器是電路賽車最常使用的差速器類型。(Wikipedia, 2007)
鎖定差速器或管路式不包括小齒輪，并且兩個輪子的速度總是一樣的。這種差速器最主要的局限性是不允許車輪以不同的速度旋轉(zhuǎn)，因此汽車很難轉(zhuǎn)入角落，因為兩個驅(qū)動輪總是試圖推動汽車在一個直線行進。這種差速器類型通常被用于拉力賽和低預(yù)算電路賽車上，因為比起限滑差速器，鎖定差速器價格更加低廉。
VIII
大學畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
（學生填表）
學院： 車輛與動力工程學院 2013 年 4月19 日
設(shè)計（論文）
題目
輕型載貨汽車設(shè)計(驅(qū)動橋設(shè)計)
學生姓名
專業(yè)班級
課題類型
畢業(yè)設(shè)計
指導老師
職稱
課題來源
組合生產(chǎn)
1. 設(shè)計（或研究）的依據(jù)與意義
隨著時代的發(fā)展，汽車的作用日益明顯，已成了我們生活比不缺少的工具。汽車也發(fā)展程度也成為衡量一個國家工業(yè)發(fā)展程度的重要標志。汽車不僅作為一種代步工具，同時它在運輸業(yè)中也有著非常重要的地位，特別是在一些短途運輸中。因此載貨汽車的發(fā)展也非常迅速，載貨汽車總的分為重型和輕型兩種。
汽車驅(qū)動橋在汽車的各種總成中是涵蓋機械零件、部件、分總成等的品種最多的總成。例如，驅(qū)動橋一般由主減速器、差速器、車輪傳動裝置和橋殼組成。由此可見，汽車驅(qū)動橋設(shè)計涉及的機械零部件及元件的品種極為廣泛，對這些零部件、元件及總成的制造也幾乎要設(shè)計到所有的現(xiàn)代機械制造工藝。
并且隨著近年來油價的上漲，汽車的運輸成本也越來越高，因此在保證汽車的動力性的前提下，提高其燃油經(jīng)濟性也變得非常重要。為了降低油耗，不僅要在發(fā)動機的環(huán)節(jié)上節(jié)油，而且也需要從傳動系中減少能量的損失。這就必須在發(fā)動機的動力輸出之后，在從發(fā)動機—傳動軸—驅(qū)動橋這一動力輸送環(huán)節(jié)中尋找減少能量在傳遞的過程中的損失。在這一環(huán)節(jié)中，發(fā)動機是動力的輸出者，也是整個機器的心臟，而驅(qū)動橋則是將動力轉(zhuǎn)化為能量的最終執(zhí)行者。因此，在發(fā)動機相同的情況下，采用性能優(yōu)良且與發(fā)動機匹配性比較高的驅(qū)動橋便成了有效節(jié)油的措施之一。
同時，人們對于汽車的行駛平順性、操作穩(wěn)定性和平均行駛速度有了更高的要求，這都和汽車驅(qū)動橋的選擇有著非常重要的關(guān)系。
綜上所述，通過對汽車驅(qū)動橋的學習和設(shè)計實踐，可以更好的學習并掌握現(xiàn)代汽車設(shè)計與機械設(shè)計的全面知識和技能。
2. 二國內(nèi)外同類設(shè)計（或同類研究）的概況綜述
目前我國正在大力發(fā)展汽車產(chǎn)業(yè)，采用后輪驅(qū)動橋的汽車平衡性和操作性都將會有很大的提高。后輪驅(qū)動的汽車加速時，牽引力將不會由前輪發(fā)出，所以在加速轉(zhuǎn)彎時，司機就會感到有更大的橫向握持力，操作性能好。維修費用低也是后輪驅(qū)動的一個優(yōu)點，盡管由于構(gòu)造和車型的不同，這種費用將會很大的差別。如果變速器出了障礙，對于后輪驅(qū)動橋的汽車就不需要進行維修，但是對于前輪驅(qū)動的汽車來說也許就有這個必要了，因為這兩個部件是坐在一起的。所以后輪驅(qū)動必然會使得乘車更加安舒適，從而帶來可觀的經(jīng)濟效益。
目前國產(chǎn)驅(qū)動橋在國內(nèi)市場占據(jù)了絕大部分份額，但仍有一定數(shù)量的車橋依賴進口，國產(chǎn)車橋與國際先進水平仍有一定差距。國內(nèi)車橋長的差距主要體現(xiàn)在設(shè)計和研發(fā)能力上，目前有研發(fā)能力的車橋廠家還不多，一些廠家僅僅停留在組裝階段。實驗設(shè)備也有差距，比如工程車和牽引車在行駛過程中，齒輪嚙合接觸區(qū)的形狀是不同的，國外先進的實驗設(shè)備能夠模擬這種狀態(tài)，而我國現(xiàn)在還在摸索中。
在具體工藝細節(jié)方面，我國和世界水平的差距還比較大，歸根結(jié)底后橋的功用是承載和驅(qū)動。在這兩方面，今年來出現(xiàn)了一些新的變化。另外，在結(jié)構(gòu)方面，單級驅(qū)動橋的使用比例越來越高；技術(shù)方面，輕量化、舒適性的要求將逐步提高?？傮w而言，現(xiàn)在汽車向節(jié)能、環(huán)保、舒適等方面發(fā)展的趨勢，要求車橋向輕量化、大扭矩、低噪聲、寬速比、壽命長和低生產(chǎn)成本。
目前，國內(nèi)生產(chǎn)驅(qū)動橋的廠家較多，品種和規(guī)格也較齊全，其性能和質(zhì)量基本上能夠滿足國產(chǎn)農(nóng)業(yè)機械和工程機械的使用需求，呈現(xiàn)了明顯的產(chǎn)業(yè)特點：由進口國外產(chǎn)品向國產(chǎn)化發(fā)展，由小作坊向正規(guī)化產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，由低端產(chǎn)品向高端產(chǎn)品發(fā)展，由引進國外技術(shù)向自主研發(fā)發(fā)展。在技術(shù)方面，通過不斷提高自身鑄鍛造技術(shù)及工藝水平來保證研發(fā)產(chǎn)品制造質(zhì)量；通過利用先進科學的設(shè)計輔助手段來達到設(shè)計優(yōu)化的目的；通過不斷學習吸收國外先進的技術(shù)逐步實現(xiàn)技術(shù)與國際接軌的目標，從而提高產(chǎn)品的核心競爭力；通過運用先進的技術(shù)及方法來提高產(chǎn)品的性能，滿足市場需求，推進機電一體化進程。
目前國內(nèi)驅(qū)動橋生產(chǎn)廠家分為四種類型。
一是與國際知名品牌廠家合作，利用國內(nèi)本土資源優(yōu)勢及國外先進的技術(shù)支持生產(chǎn)。如1995年柳工與德國采埃孚公司在柳州建立的合資公司，除生產(chǎn)采埃孚高技術(shù)水平雙變外，還生產(chǎn)采埃孚高技術(shù)水平驅(qū)動橋，供中國高技術(shù)及出口裝載機、平地機等配套，為中國高技術(shù)水平驅(qū)動橋技術(shù)的發(fā)展起到了促進作用。成工引進了卡特三節(jié)式濕式橋的樣機，成功開發(fā)了成工的三節(jié)式系列濕式橋，已批量推向了市場。2005年，東風車橋通過與美國德納公司合資合作，雙方斥巨資已經(jīng)建成國內(nèi)規(guī)模最大、效益最佳、管理最好的商用車橋公司，逐步融入全球汽車零部件大循環(huán)之中。徐州美馳車橋有限公司是由美國的阿文美馳公司和徐州工程機械集團有限公司共同投資的合資公司，公司投資總額2408.7萬美元，注冊資本1680.3萬美元，其中美方股比為60%、中方為40%，擁有員工1000多人，其中工程技術(shù)人員100多人，主要產(chǎn)品包括各種輪式車輛用剛性橋、從動橋、轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋、轉(zhuǎn)向貫通驅(qū)動橋、貫通橋。
二是通過引進國外先進的技術(shù)，依托本土的環(huán)境優(yōu)勢建立的民族企業(yè)，占據(jù)著國內(nèi)市場的大部份額。如引進意大利菲亞特技術(shù)、依托于中國一拖旗下的一拖（洛陽）開創(chuàng)裝備科技有限公司就是典型的代表。其農(nóng)機驅(qū)動橋產(chǎn)品已從16馬力覆蓋至200馬力，所生產(chǎn)的80~160馬力驅(qū)動橋在市場上占據(jù)著主導地位，有“中國第一橋”的美譽。此外，山東的前進橋廠、煙臺捷林達橋廠以及新昌齒輪箱廠也在不斷借鑒國內(nèi)外先進的技術(shù)，推動國產(chǎn)驅(qū)動橋的發(fā)展。
三是一些主機廠家根據(jù)自身需要，利用自身資源自產(chǎn)自用，也是國產(chǎn)驅(qū)動橋的一種發(fā)展模式。比如常發(fā)集團生產(chǎn)的中小馬力拖拉機上用的驅(qū)動橋就是典型的生產(chǎn)自用型。此外，龍工、徐工等工程機械廠家也生產(chǎn)自己整機上所用的驅(qū)動橋，但這種模式僅為自給自足，很難滿足外部市場需求
三，主要研究內(nèi)容
完成輕型載貨汽車的驅(qū)動橋總成設(shè)計，完成裝配圖及若干關(guān)鍵零部件圖，總工作量不小于3張零號圖紙，編寫設(shè)計說明書，內(nèi)容不少于12000字，說明書要求計算機打??；要求完成一張1號圖面機繪圖，保證有30個學時的上機工作量。閱讀不少于15篇的最新文獻期刊；編寫不少于400字符的中文摘要，并翻譯成外文；要有1萬字符的外文翻譯資料
四，主要技術(shù)指標
1， 采用480Q發(fā)動機，（5+1）檔變速箱，最高車速不小于80Km/h；
2， 最小離地間隙不小于160mm，采用雙曲面齒輪主動傳動。
三、 本課題的進度安排
2周 查閱總結(jié)文獻資料，搜集數(shù)據(jù)、圖片、資料等，確定畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容、思路和初步技術(shù)方案。學習熟悉軟件應(yīng)用、復(fù)習專業(yè)知識！完成開題報告，論證技術(shù)方案，確定詳細的設(shè)計內(nèi)容、完成任務(wù)、方法、技術(shù)路線。
2周 完成主減速器、差速器、橋殼、車輪傳動裝置等的設(shè)計計算、選型等任務(wù)。
4周 完成工程圖繪制。
2周 完成論文撰寫。
1周 審核，
1周 答辯
指導老師意見
指導老師簽字： 年 月 日
教研室意見
教研室簽字： 年 月 日
輕型載貨汽車設(shè)計（驅(qū)動橋設(shè)計）
摘 要
本說明書闡述的內(nèi)容是關(guān)于輕型客車驅(qū)動橋總成設(shè)計和計算過程。
驅(qū)動橋是汽車行駛系的重要組成部分，其基本功用是增大由傳動軸或直接由變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，將轉(zhuǎn)矩分配給左、右車輪，并使左、右驅(qū)動車輪具有汽車行駛運動學所要求的差速功能。所以其設(shè)計質(zhì)量直接關(guān)系到整車性能的好壞。所以在設(shè)計過程中，設(shè)計者本著嚴謹和認真的態(tài)度進行設(shè)計。
在方案論證部分，對驅(qū)動橋及其總成結(jié)構(gòu)形式的選擇作了具體的說明。本設(shè)計選用了單級減速器，采用的是雙曲面齒輪嚙合傳動，盡量的簡化結(jié)構(gòu)，縮減尺寸，有效的利用空間，充分減少材料浪費，減輕整體質(zhì)量。由于是輕型貨車，主要形式在路面較好的條件下，因此沒有使用差速鎖。
在設(shè)計計算與強度校核部分，對主減速器主從動齒輪、差速器齒、輪車輪傳動裝置和花鍵等重要部件的參數(shù)作了選擇。同時也對以上的幾個部件進行了必要的校核計算。
關(guān)鍵詞：驅(qū)動橋，輕型客車，差速器，主減速器
THE DESIGN OF LIGHT DRIVE
ABSTRACT
The main content of this literature is the process of the design and calculation of the drive axle for mini-bus.
As one of main component of vehicle drive line, its basic effect is to enlarge the torques that comes from the drive shafts or directly from the transmission, and distributes the torques to side wheels, and make the side wheels have the differential drive axle has an important effect on vehicle performance, therefore, we should keep a serious and earnest attitude during the course of design.
In the part of selection and argumentation ,a concrete description of structure form of drive axle and its assemblies are made. In this design, it has selected the single-grade main-reducer drive axle, it is two hypoid gears, it can simplify the structure, reduce the size, make effect use of the space and materials, reduce the whole quality..
In the part of designing conclusion and strength check, parameter of the essential units such as the speed reduction,differential,wheel drive mechanism and so on are selected. At the same time, the author makes the strength check to the main speed reduction,differential wheels drive mechanism.
Key words ：drive axle ,mini-bus ,differential gear, main-reducer
II
輕型載貨汽車設(shè)計（驅(qū)動橋設(shè)計）
摘 要
本說明書闡述的內(nèi)容是關(guān)于輕型客車驅(qū)動橋總成設(shè)計和計算過程。
驅(qū)動橋是汽車行駛系的重要組成部分，其基本功用是增大由傳動軸或直接由變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，將轉(zhuǎn)矩分配給左、右車輪，并使左、右驅(qū)動車輪具有汽車行駛運動學所要求的差速功能。所以其設(shè)計質(zhì)量直接關(guān)系到整車性能的好壞。所以在設(shè)計過程中，設(shè)計者本著嚴謹和認真的態(tài)度進行設(shè)計。
在方案論證部分，對驅(qū)動橋及其總成結(jié)構(gòu)形式的選擇作了具體的說明。本設(shè)計選用了單級減速器，采用的是雙曲面齒輪嚙合傳動，盡量的簡化結(jié)構(gòu)，縮減尺寸，有效的利用空間，充分減少材料浪費，減輕整體質(zhì)量。由于是輕型貨車，主要形式在路面較好的條件下，因此沒有使用差速鎖。
在設(shè)計計算與強度校核部分，對主減速器主從動齒輪、差速器齒、輪車輪傳動裝置和花鍵等重要部件的參數(shù)作了選擇。同時也對以上的幾個部件進行了必要的校核計算。
關(guān)鍵詞：驅(qū)動橋，輕型客車，差速器，主減速器
THE DESIGN OF LIGHT DRIVE
ABSTRACT
The main content of this literature is the process of the design and calculation of the drive axle for mini-bus.
As one of main component of vehicle drive line, its basic effect is to enlarge the torques that comes from the drive shafts or directly from the transmission, and distributes the torques to side wheels, and make the side wheels have the differential drive axle has an important effect on vehicle performance, therefore, we should keep a serious and earnest attitude during the course of design.
In the part of selection and argumentation ,a concrete description of structure form of drive axle and its assemblies are made. In this design, it has selected the single-grade main-reducer drive axle, it is two hypoid gears, it can simplify the structure, reduce the size, make effect use of the space and materials, reduce the whole quality..
In the part of designing conclusion and strength check, parameter of the essential units such as the speed reduction,differential,wheel drive mechanism and so on are selected. At the same time, the author makes the strength check to the main speed reduction,differential wheels drive mechanism.
Key words ：drive axle ,mini-bus ,differential gear, main-reducer
目 錄
前言…………………………………………………………1
第一章 驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)方案分析…………………….2
第二章 主減速器齒輪的設(shè)計………………………….4
§2.1 主減速器的結(jié)構(gòu)形式………………………………4
§2.2主減速器主動錐齒輪的支撐形式及安置方法……4
§2.3主減速比的確定……………………………………5
§2.4主減速器齒輪計算載荷的確定……………………6
§2.4.1 從動齒輪計算載荷的確定…………………………6
§2.4.2主動齒輪的計算轉(zhuǎn)矩……………………………7
§2.5主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇………………7
§2.5.1主、從動齒輪齒數(shù)的選擇…………………………8
§2.5.2從動齒輪節(jié)圓直徑及端面模數(shù)的選擇…………8
§2.5.3雙曲面齒輪齒寬F的選擇………………………8
§2.5.4準雙曲面小齒輪偏移距以及方向的選擇………8
§2.5.5螺旋角β的選擇…………………………………9
§2.5.6法面壓力角α的選擇…………………………9
§2.5.7圓弧齒錐齒輪銑刀盤名義直徑的選擇…………9
§2.5.8準雙曲面齒輪的計算………………………9
§2.5.9準雙曲面齒輪的強度計算………………………17
§2.5.10主減速器齒輪的材料及熱處理………………20
§2.5.11主減速器軸承的計算…………………………20
第三章差速器的設(shè)計………………………………………………22
§3.1差速器齒輪的基本參數(shù)選擇……………………22
§3.1.1行星齒輪數(shù)目的選擇 ……………………………22
§3.1.2行星齒輪球面半徑的選擇………………………22
§3.1.3 行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)的選擇…………………22
§3.1.4 差速器錐齒輪以及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確…23
§3.1.5壓力角……………………………………………23
§3.1.6行星齒輪安裝孔的直徑以及深度L………………23
§3.2差速器齒輪的幾何尺寸的計算和強度計算………24
第四章 驅(qū)動車輪的傳動裝置……………………………………27
§4.1半軸結(jié)構(gòu)型式分析………………………………………27
§4.2半軸的設(shè)計計算………………………………………27
§4.2.1全浮式半軸桿部直徑的初選…………………………27
§4.2.2強度校核……………………………………………28
第五章驅(qū)動橋橋殼……………………………………………29
§5.1驅(qū)動橋殼結(jié)構(gòu)方案分析………………………………29
結(jié) 論…………………………………………………………………30
參考文獻………………………………………….…………………31
致 謝…………………………………………………………………32
前 言
本課題是對輕載貨車驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計。故本說明書將以“驅(qū)動橋設(shè)計”內(nèi)容對驅(qū)動橋及其主要零部件的結(jié)構(gòu)型式與設(shè)計計算作一一介紹。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展及汽車技術(shù)的提高，驅(qū)動橋的設(shè)計、制造工藝都在日趨完善。驅(qū)動橋和其它汽車總成一樣，除了廣泛采用新技術(shù)外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中日益朝著“零件標準化、部件通用化、產(chǎn)品系列化”的方向發(fā)展及生產(chǎn)組織的專業(yè)化目標前進。
汽車后橋是汽車的重要大總成，承受著汽車的滿載簧上荷重及地面凈車輪、車架或承載車身經(jīng)懸架給予的鉛垂力、縱向力、橫向力及其力矩，以及沖擊載荷；驅(qū)動橋還傳遞著傳動系中的最大轉(zhuǎn)矩，橋殼還承受著反作用力矩。汽車車橋的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計參數(shù)除對汽車的可靠性和耐久性有重要影響外，也對汽車的行駛性能和操作性能有直接影響。因此，汽車后橋的結(jié)構(gòu)形式選擇、設(shè)計參數(shù)選取及設(shè)計計算對汽車的整車設(shè)計極其重要。
本課題所設(shè)計的是輕型載貨汽車后橋總成，要求傳動平穩(wěn)高效，要求最大車速不小于80 km/h ，最小離地間隙160mm。設(shè)計思路可分為以下幾點：首先選擇初始方案，采用后橋驅(qū)動，所以設(shè)計的驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)需要符合輕型貨車的結(jié)構(gòu)要求；接著選擇各部件的結(jié)構(gòu)形式；最后選擇各部件的具體參數(shù)，設(shè)計出各主要尺寸。單級主減速器采用準雙曲面齒輪，差速器采用對稱式行星齒輪差速器，整體式橋殼。
汽車驅(qū)動橋設(shè)計涉及的機械零部件及組件的品種極為廣泛，對這些零部件、組件及總成的制造也幾乎要設(shè)計到所有的現(xiàn)代機械制造工藝。因此，通過對汽車驅(qū)動橋的學習和設(shè)計實踐，可以更好的學習并掌握現(xiàn)代汽車設(shè)計與機械設(shè)計的全面知識和技能。所以這次設(shè)計將對將來的學習工作有著深遠影響。
第一章驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)方案分析
驅(qū)動橋處于動力傳動系的末端，其基本功能是增大由傳動軸或變速器傳來的轉(zhuǎn)矩,并將動力合理地分配給左、右驅(qū)動輪，另外還承受作用于路面和車架或車身之間的垂直力力和橫向力。驅(qū)動橋一般由主減速器、差速器、車輪傳動裝置和驅(qū)動橋殼等組成。
驅(qū)動橋設(shè)計應(yīng)當滿足如下基本要求：
a)所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車具有最佳的動力性和燃料經(jīng)濟性。
b)外形尺寸要小，保證有必要的離地間隙。
c)齒輪及其它傳動件工作平穩(wěn)，噪聲小。
d)在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動效率。
e)在保證足夠的強度、剛度條件下，應(yīng)力求質(zhì)量小，尤其是簧下質(zhì)量應(yīng)盡量小，以改善汽車平順性。
驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)型式按工作特性分，可以歸并為兩大類，即非斷開式驅(qū)動橋和斷開式驅(qū)動橋。當驅(qū)動車輪采用非獨立懸架時，應(yīng)該選用非斷開式驅(qū)動橋；當驅(qū)動車輪采用獨立懸架時，則應(yīng)該選用斷開式驅(qū)動橋。因此，前者又稱為非獨立懸架驅(qū)動橋；后者稱為獨立懸架驅(qū)動橋。獨立懸架驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)叫復(fù)雜，但可以大大提高汽車在不平路面上的行駛平順性。
斷開式驅(qū)動橋區(qū)別于非斷開式驅(qū)動橋的明顯特點在于前者沒有一個連接左右驅(qū)動車輪的剛性整體外殼或梁。斷開式驅(qū)動橋的橋殼是分段的，并且彼此之間可以做相對運動，所以這種橋稱為斷開式的。另外，它又總是與獨立懸掛相匹配，故又稱為獨立懸掛驅(qū)動橋。這種橋的中段，主減速器及差速器等是懸置在車架橫粱或車廂底板上，或與脊梁式車架相聯(lián)。主減速器、差速器與傳動軸及一部分驅(qū)動車輪傳動裝置的質(zhì)量均為簧上質(zhì)量。兩側(cè)的驅(qū)動車輪由于采用獨立懸掛則可以彼此致立地相對于車架或車廂作上下擺動，相應(yīng)地就要求驅(qū)動車輪的傳動裝置及其外殼或套管作相應(yīng)擺動。
普通非斷開式驅(qū)動橋，由于結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、工作可靠，廣泛用在各種載貨汽車、客車和公共汽車上，在多數(shù)的越野汽車和部分轎車上也采用這種結(jié)構(gòu)。他們的具體結(jié)構(gòu)、特別是橋殼結(jié)構(gòu)雖然各不相同，但是有一個共同特點，即橋殼是一根支承在左右驅(qū)動車輪上的剛性空心梁，齒輪及半軸等傳動部件安裝在其中
本設(shè)計根據(jù)所定車型及其動力布置形式（前置后驅(qū)）采用了非斷開式驅(qū)動橋。
其結(jié)構(gòu)如圖1-1所示：
圖1-1 驅(qū)動橋
1－半軸 2－圓錐滾子軸承 3－支承螺栓 4－主減速器從動錐齒輪
5－油封 6－主減速器主動錐齒輪 7－彈簧座 8－墊圈 9－輪轂
10－調(diào)整螺母
第二章 主減速器齒輪的設(shè)計
§2.1 主減速器的結(jié)構(gòu)形式
主減速器的結(jié)構(gòu)形式主要是根據(jù)齒輪形式，減速形式的不同而不同。其主要的應(yīng)用齒輪形式有螺旋錐齒輪，雙曲面齒輪，圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式。
1)當雙曲面齒輪與螺旋錐齒輪尺寸相同時，雙曲面齒輪傳動有更大的傳動比。
2)當傳動比一定，從動齒輪尺寸相同時，雙曲面主動齒輪比相應(yīng)的螺旋錐齒輪有較大的直徑，較高的輪齒強度以及較大的主動齒輪軸和軸承剛度；雙曲面從動齒輪直徑比相應(yīng)的螺旋錐齒輪較小，因而有較大的離地間隙。
另外，雙曲面齒輪傳動比螺旋錐齒輪傳動還具有如下優(yōu)點：
1)在工作過程中，雙曲面齒輪副縱向滑動可改善齒輪的磨合過程，使其具有更高的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。
2)由于存在偏移距，雙曲面齒輪副同時嚙合的齒數(shù)較多，重合度較大，不僅提高了傳動平穩(wěn)性，且使齒輪的彎曲強度提高約30％。
3)雙曲面齒輪相嚙合輪齒的當量曲率半徑較相應(yīng)的螺旋錐齒輪為大，其結(jié)果使齒面的接觸強度提高。
§2.2主減速器主動錐齒輪的支撐形式及安置方法
現(xiàn)代汽車主減速器主動錐齒輪的支撐形式主要有兩種：懸臂式和跨置式。
圖2-1 主減速器錐齒輪的支撐形式
a)主動錐齒輪懸臂式支撐形式b)主動錐齒輪跨置式支撐形式 c）從動錐齒輪支撐形式
§2.3主減速比的確定
主減速比對主減速器的結(jié)構(gòu)型式、輪廓尺寸、質(zhì)量大小以及當變速器處于最高檔位時汽車的動力性和燃油經(jīng)濟性都有直接影響。i0的選擇應(yīng)在汽車總體設(shè)計時和傳動系的總傳動比一起由整車動力計算來確定。
i0=0.377×rr×np/vamax×igH
式中 rr: 車輪的滾動半徑 rr＝0.318m
np: 最大功率時發(fā)動機的轉(zhuǎn)速 np＝3200r/min
vamax: 最高車速 vamax＝80 Km/h
igH: 變速器最高檔傳動比 igH＝0.85
代入數(shù)據(jù)得：i0 = 0.377×rr×np/vamax×igH
＝0.377×0.318×3200/80×1＝4.8
§2.4主減速器齒輪計算載荷的確定
根據(jù)書明書及計算結(jié)果，發(fā)動機最大扭矩為97Nm，主減速比4.8．由于汽車行駛時，傳動系的載荷是不斷的變化的，很難測到，也不穩(wěn)定．我們可以令經(jīng)濟機好發(fā)動機復(fù)合以后所輸出的最大扭矩，配以最低擋傳動比和驅(qū)動輪在良好的路面上行駛開始滑轉(zhuǎn)這兩種情況下作用在主減速器上的轉(zhuǎn)矩[,]的較小者，作為經(jīng)濟轎車在強度計算中用以演算主減速器從動齒輪最大應(yīng)力的計算載荷。
§2.4.1 從動齒輪計算載荷的確定
1) 按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩計算
式中：－－發(fā)動機的最大扭矩;這里為97Nm；
－－由發(fā)動機到所計算的主減速器從動齒輪之間的傳動系最低擋傳動比；本車為4.77．
η－－傳動系上的部分傳動效率；取η＝0.9；
－－由于猛結(jié)合離合器而產(chǎn)生的沖擊載荷的超載系數(shù)，對于一般貨車，礦用車和越野車等?。剑保划斝阅芟禂?shù)＞０時，可?。剑?，或有實驗決定；－－汽車滿載時，經(jīng)濟轎車一個驅(qū)動橋給水平地面的最大負荷（對于后驅(qū)動橋來說，應(yīng)考慮汽車最大加速時的負荷增大量）；這里取1
n－－ 經(jīng)濟轎車的驅(qū)動橋數(shù);此時為1；
2) 按驅(qū)動輪打滑
=3817.1Nm
:滿載狀態(tài)下的后橋靜載荷
：最大加速度時的后軸負荷系數(shù)；這里取1.1
：輪胎與路面間的附著系數(shù)；這里取0.85
：輪胎的滾動半徑
：輪邊減速比；本次設(shè)計無輪邊減速器，則為1
：輪邊傳動效率
3) 按汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定的從動輪的計算轉(zhuǎn)矩：
式中： G －－汽車滿載時總重；本車為60450 N .
－－所牽引的掛車的滿載總重，用于牽引車的計算；
－－道路的滾動阻力系數(shù)，計算時，對于轎車可取f＝0.010～0.015；對于載貨車，可取0.015～0.09，對于越野汽車可取0.020～0.035；這里取0.015
－－汽車正常使用時平均爬坡系數(shù),載貨汽車0.05~1.09 ; 取 0.08
－－車論的滾動半徑;本車 0.318m 。
－－起初的性能系數(shù):
當 >16時，可?。?0 .
其它見前式．
§2.4.2主動齒輪的計算轉(zhuǎn)矩
：從動齒輪的計算轉(zhuǎn)矩；當計算錐齒輪最大應(yīng)力時，計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)取前兩種的較小值，即=min[,]；當計算錐齒輪疲勞壽命時，取
：主減速比
：主從動齒輪間的傳動效率
1) 按發(fā)動機的最大扭矩和傳動系最低檔速比確定的主動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩
2) 按驅(qū)動輪打滑轉(zhuǎn)矩確定的主動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩
3) 按汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定的主動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩
§2.5主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇
§2.5.1主、從動齒輪齒數(shù)的選擇
對于本輕型載貨汽車采用的單級主減速器，首先應(yīng)根據(jù)的大小選擇主減速器的主、從動齒輪的齒數(shù)，。為了使磨合均勻，，之間應(yīng)避免有公約數(shù)；為了得到理想的齒面重合系數(shù)，其齒數(shù)之和對于載貨汽車應(yīng)不小于40 。當較大時，盡量的取小，以得到滿意的離地間隙。本車主減速器傳動比達到4.8，初步取=8 ，=39 。
§2.5.2從動齒輪節(jié)圓直徑及端面模數(shù)的選擇
主減速器準雙曲面齒輪從動齒輪的節(jié)圓直徑，可以根據(jù)經(jīng)驗公式選出：
公式： －－從動錐齒輪節(jié)圓直徑，mm；
－－直徑系數(shù)，可取＝13～16；
－－從動齒輪的計算轉(zhuǎn)矩；=[,]
計算結(jié)果 ＝
取 =189 mm ；
由下式計算; =4.8
式中為齒輪端面模數(shù)。
同時還應(yīng)滿足
式中： －－ 從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 ，Nm ；
計算得 m = 4.8 .
§2.5.3雙曲面齒輪齒寬F的選擇
通常推薦雙曲面齒輪傳動從動齒輪的齒寬F 為其節(jié)錐距的0.30倍，但F 不應(yīng)超過端面模數(shù)的m 的10倍 。 對于汽車工業(yè)，主減速器圓弧齒錐齒輪 推薦采用： =0.155=0.155×189 =29.9 mm 圓整取30mm
式中：從動齒輪節(jié)圓直徑；mm；
=1.1=33
§2.5.4準雙曲面小齒輪偏移距以及方向的選擇
E過大則導致齒面縱向滑動的增大，引起齒面的過早損傷。E過小則不能發(fā)揮準雙曲面的優(yōu)點。傳動比越大則對應(yīng)的E就越大。大傳動比的雙曲面齒輪傳動偏移距E可達從動齒輪節(jié)圓直徑的20～30% ，當偏移距E大于從動齒輪節(jié)圓直徑的20%時，應(yīng)檢查是否存在根切。關(guān)于雙曲面齒輪偏移方向的規(guī)定：小齒輪為左旋，從動齒輪右旋為下偏移；主動齒輪右旋，從動輪為左旋 為上偏移。
本設(shè)計采用上偏移。初選E =×0.2=37.8,取E=36。
§2.5.5螺旋角β的選擇
雙曲面齒輪傳動，由于主動齒輪相對于從動齒輪有了偏移距，使主、從動齒輪的名義螺旋角不相等，且主動齒輪的大，從動齒輪的小。選擇齒輪的螺旋角時，應(yīng)考慮它對齒面重疊系數(shù)、輪齒強度，軸向力大小的影響。螺旋角應(yīng)足夠大以使齒面重疊系數(shù)不小于1.25 ，因為齒面重疊系數(shù)越大，傳動就越平穩(wěn)，噪音就越低。雙曲面齒輪大、小齒輪中點螺旋角平均值多在35°～40°范圍內(nèi)。
§2.5.6法面壓力角α的選擇
加大壓力角可以提高齒輪的強度，減少齒輪不產(chǎn)生根切的齒數(shù)。但對于尺寸小的齒輪，大壓力角易使齒頂變尖寬度過小，并使齒輪的端面重疊系數(shù)下降。
對于雙曲面齒輪來說，雖然打的齒輪輪齒兩側(cè)齒形的壓力角是相等的，但小齒輪輪齒兩側(cè)的壓力角不相等。因此，其壓力角按平均壓力角考慮。在車輛驅(qū)動橋主減速器的“格里森”制雙曲面齒輪傳動中，轎車選用19°的平均壓力角；載貨車選用22°30′的平均壓力角。本輕型載貨汽車選用 22°30′。
§2.5.7圓弧齒錐齒輪銑刀盤名義直徑的選擇
根據(jù)《機械設(shè)計手冊》預(yù)選刀盤半徑
§2.5.8準雙曲面齒輪的計算
下表給了“格里森”制（圓弧齒）雙曲面齒輪的幾何尺寸的計算步驟，該表參考“格里森”制雙曲面齒輪1971年新的標準而制定的。表中的(65)項求得的齒線曲率半徑 與第七項的選定的刀盤半徑的差值不得超過值的。否則要重新計算(20)到(65)項的數(shù)據(jù)。當＜時，則需要第(20)項tanη的數(shù)據(jù)增大。否則，tanη減小。若無特殊的考慮，第二次計算時，將tanη的數(shù)據(jù)增大10%即可。如果計算的結(jié)果還不能和接近，要進行第三次計算，這次tanη的數(shù)據(jù)應(yīng)根據(jù)公式：
序號
計算公式
結(jié)果
注釋
（1）
8
小齒輪齒數(shù)
（2）
39
大齒輪齒數(shù)
（3）
0.205128205
齒數(shù)比的倒數(shù)
（4）
b2
30
大齒輪齒面寬
（5）
E
36
小齒輪軸線偏移距
（6）
189
大齒輪分度圓直徑
（7）
63.5
刀盤名義半徑
（8）
50
小輪螺旋角的預(yù)選值
（9）
1.198
（10）
0.24615
（11）
0.9710
（12）
79.535
大輪中點節(jié)圓半徑
（13）
0.4395
齒輪偏置角初值
（14）
0.89824
（15）
（14）+（9）（13）
1.42476
小輪直徑放大系數(shù)k
（16）
(3)(12)
16.3149
小輪中點節(jié)圓半徑
（17）
23.2448
（18）
0
1.22
輪齒收縮率
（19）
346.36
截距Ｑ
（20）
0.10394
0.114334
0.13352
小輪偏置角η
（21）
1.00539
1.0065
1.0089
（22）
sinη
0.103383
0.113596
0.13235
（23）
η
（24）
0.42225
0.41922
0.4136
大輪偏置角
（25）
0.46582
0.5086
0.4543
（26）
0.27194
0.22335
0.29134
小輪節(jié)錐角初值
（27）
0.97625
0.97595
0.9601
（28）
0.432522
0.429551
0.4308
（29）
0.9016232
0.90304
0.9025
（30）
1.2095
1.214571
1.2123
（31）
-0.004974
-0.007118
-0.00616
（32）
(3)(31)
-0.0010203
-0.00146
-0.001264
（33）
0.42261
0.419386
0.41377
（34）
0.46629
0.461976
0.4545
（35）
tan=
0.24484
0.27097
0.319995
小齒輪節(jié)錐角
（36）
13.7580
15.1614
17.7400
（37）
0.9713
0.9652
0.9524
（38）
0.4351
0.4345
0.4344
齒輪偏值角校正值
（39）
25.7900
25.7500
27.7500
（40）
0.90039
0.9067
0.9007
（41）
1.1938
1.1760
1.1921
（42）
50.0470
49.6245
50.0080
（43）
0.64215
0.64779
0.6427
（44）
24.2570
23.8745
24.3580
（45）
0.9117
0.9144
0.9117
（46）
0.4506
0.4426
0.4506
（47）
0.2459
0.2726
0.3227
大輪節(jié)錐角
（48）
76.1725
74.7505
72.1160
（49）
0.9711
0.9648
0.9517
（50）
0.2388
0.26302
0.3071
（51）
23.8481
23.963
24.301
（52）
333.0600
302.3900
258.9800
（53）
（51）+（52）
356.91
325.35
283.3
（54）
74.6740
75.3840
76.1920
（55）
62.5470
57.2868
48.8
（56）
0.1149
0.1037
0.0840
極限壓力角
（57）
6.5558
5.921
4.81
（58）
0.9935
0.9947
0.9965
（59）
0.0058
0.0051
0.0042
極限曲率半徑
（60）
0.0001555
0.0001516
0.0001460
（61）
4670.6
4318.5
3718.2
（62）
0.002596
0.004191
0.007367
（63）
0.008505
0.00943
0.0117
（64）
87.388
77.790
63.377
（65）
rln=
87.95
77.79
63.599
極限法
（66）
V=
0.72
0.80
0.998
（67）
(50)(3); 1.0－(3)
0.062995
0.79487
（68）
;
71.7697
0.30476
（69）
1.00914
（70）
(49)(50)
23.1273
（71）
(12)(47) －（70）
2.5380
大輪節(jié)錐頂點到交叉點的距離
（72）
83.5715
大輪節(jié)點錐距
（73）
198.5620
大輪外錐距
（74）
(73)－（72）
15.7245
（75）
6.8790
大輪平均工作
（76）
0.5644
（77）
0.47947
（78）
45°
兩側(cè)輪齒壓力角之和
（79）
sin
0.707106772
（80）
22.5°
平均壓力角α
（81）
cos
0.923879535
（82）
tan
0.414214
（83）
1.15755
雙重收縮齒的大輪齒頂角和齒根角之和
(84)
∑
5.2238
(85)
0.15
大輪齒頂高系數(shù)
(86)
1
大輪齒根高系數(shù)
(87)
1.03185
大輪中點齒頂高
(88)
6.925
大輪中點齒根高
(89)
0.7074
大輪齒頂角
(90)
0.01235
(91)
4.7369
大輪齒根角
(92)
sin
0.0826
(93)
1.2260
大輪齒頂高
(94)
8.2246
大輪齒根高
(95)
C=0.150(75)+0.05
1.0819
頂隙
(96)
9.4506
大輪全齒高
(97)
8.3687
大輪工作齒高
(98)
72.8234
大輪頂錐角
(99)
sin
0.9554
(100)
cos
0.2953
(101)
=（48）－（９１）
67.3790
大輪根錐角
(102)
sin
0.9231
(103)
cos
0.3846
(104)
cot
0.4167
(105)
189.75
大論大端齒頂圓直徑
(106)
(70)+(74)(50)
27.9560
大輪輪冠到軸交叉點的距離
(107)
26.7895
(108)
-0.0000824
(109)
-0.02303
(110)
2.5380
大輪頂錐錐頂?shù)捷S交叉點的距離
(111)
2.5100
大輪根錐錐頂?shù)捷S交叉點的距離
(112)
(12)+(70)(104)
83.397
工藝節(jié)錐的大輪節(jié)錐角
(113)
sin
0.4317
(114)
cos
0.9020
(115)
tan=(113)/(114)
0.4786
(116)
=(103)(114)
0.3470
小輪頂錐角
(117)
20.3
(118)
cos
0.9380
(119)
tan
0.3699
(120)
3.768
小輪面錐頂點到軸交叉點的距離
(121)
13.06
(122)
tan
0.027
嚙合線和小輪節(jié)錐母線的夾角
(123)
1.55
0.9996
(124)
24.2；0.912
齒輪偏置角和λ的差
(125)
2.56；0.999
小輪齒頂角
(126)
-0.27757；-0.3319
(127)
1.0006
(128)
72.0830
(129)
0.9389
(130)
(74)(127)
15.734
(131)
(128)+(130)(129)
+(75)(126)
84.9460
小輪輪冠到軸交叉點的距離
(132)
(4)(127)－(130)
14.283
小輪前輪冠到軸交叉點的距離
(133)
56.4750
(134)
(121)+(131)
97.9960
小輪大端齒頂圓直徑
(135)
72.4970
(136)
86.68
確定小輪根錐的大輪偏置角
(137)
0.415
(138)
24.54
(139)
cos
0.9097
(140)
11.8749
小輪根錐頂點到軸交叉點的距離
(141
3.369
(142)
sin
0.2686
小輪根錐角
(143)
15.58
(144)
cos
0.963
(145)
tan
0.279
(146)
0.15
最小法向側(cè)隙
(147)
0.2
最大法向側(cè)隙
(148)
(90)+(42)
0.206
(149)
(96)－(4)(148)
3.271
(150)
69.296
§2.5.9準雙曲面齒輪的強度計算
單位齒上的圓周力
在汽車工業(yè)中，主減速器齒輪的表面耐磨性，常用在其齒輪的假定單位壓力即單位齒長的圓周力來估算，即：
N/mm
式中 ：P－－作用在齒輪上的圓周力，按照發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩和最大附著力矩兩種工作載荷來計算，N ；
F－－從動齒輪的齒面寬，mm 。
按照發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩來計算：
N/mm
其中 主動齒輪節(jié)圓直徑，mm；
變速器的傳動比。
按最大轉(zhuǎn)矩 =
按最大附著力 1388
表2-1許用單位齒長上的圓周力表
參數(shù)汽車類別
輪胎與地面附著系數(shù)
Ⅰ擋
Ⅱ擋
直接擋
轎車
893
536
321
893
0.85
載貨汽車
1429
250
1429
0.85
公共汽車
982
214
0.86
牽引汽車
536
250
0.86
在現(xiàn)代汽車的制造業(yè)中，由于材料以及加工工藝等質(zhì)量的提高，單位齒長的圓周力有時會高出上表中的數(shù)據(jù)。
（2）齒輪的彎曲強度計算
汽車主減速器雙曲面齒輪的計算彎曲強度應(yīng)力為：
N/
式中：該齒輪的計算轉(zhuǎn)矩，Nm ；對于從動齒輪
超載系數(shù) ，取 1 ；
尺寸系數(shù)，當端面模數(shù) 時 ， ；
載荷分配系數(shù) ，取 =1.00 ；
質(zhì)量系數(shù)，=1 ；
b計算齒輪的齒面寬 ,30 mm ;
計算彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)。查得 J=0.3 ；
1)主動錐齒輪強度校核
1.以發(fā)動機最大扭矩和傳動系最低當速比所確定的主動錐齒輪的轉(zhuǎn)矩用=min[,]計算：
2.以汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩所確定的主動錐齒輪轉(zhuǎn)矩為計算扭矩來校核
2)從動錐齒輪強度校核
1.以發(fā)動機最大扭矩和傳動系最低當速比所確定的從動錐齒輪的轉(zhuǎn)矩=min[,]為計算扭矩來校核
2.以汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩所確定的從動錐齒輪轉(zhuǎn)矩為計算扭矩來校核
彎曲強度驗算合格。
(3)輪齒接觸強度
錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力公式：
T：為所計算齒輪的計算轉(zhuǎn)矩；
:過載系數(shù)；
：尺寸系數(shù)；
：齒面載荷分配系數(shù)；
：質(zhì)量系數(shù)；
由于接觸應(yīng)力主從動齒輪相等，所以以下只計算主動輪的
1)按主動輪計算載荷計算
2)按日常行駛轉(zhuǎn)矩計算
齒面接觸強度驗算合格。
§2.5.10主減速器齒輪的材料及熱處理
汽車驅(qū)動橋主減速器的工作相當繁重，與傳動系其它齒輪比較，它具有載荷大，作用時間長，載荷變化多，帶沖擊等特點。其損壞形式主要有輪齒根部彎曲折斷，齒面疲勞點蝕，磨損和擦傷等。雙曲面齒輪用滲碳合金制造，主要用20GrMnTi ，22GrMnMo , 20GrNiMo , 20MnVB和20Mn2TiB 。
由于新齒輪潤滑不良，為了防止齒輪在運行初期產(chǎn)生膠合，咬死或擦傷，防止早期磨合，圓錐齒輪與雙曲面齒輪的傳動副在熱處理及精加工時均處于以厚度 0.005~0.010~0.025的磷化處理或鍍銅，鍍錫，這叫表層鍍層，不應(yīng)用于補償零件的公差尺寸，也不能代替潤滑。對齒輪進行噴完處理有可能提高壽命達25% 。
§2.5.11主減速器軸承的計算
根據(jù)《汽車設(shè)計》（劉惟信編）中介紹，主動輪的當量轉(zhuǎn)矩為
主從動錐齒輪的中點分度園直徑如下：
主動輪受力為
從動輪受力
則由此可計算出主從動輪上的軸向力和頸向力
主動輪的軸向力為：
徑向力
從動輪軸向力
徑向力
軸承力及壽命計算
經(jīng)計算，所有軸承均合格，這里就不詳細書寫了。
第三章 差速器的設(shè)計
汽車在形式的過程中，左右車輪在同一時間內(nèi)所滾過的路程往往是不相等的。如轉(zhuǎn)彎時內(nèi)側(cè)車輪行程比外側(cè)車輪短;左右兩輪胎的氣壓不相等，臺面的磨損不均勻，兩車輪上的負荷不均勻而引起的車輪滾動半徑不相等；差速器按期結(jié)構(gòu)特征可分為：齒輪式，凸輪使，渦輪式等。汽車上廣泛采用的是對稱錐齒輪式差速器，該差速器具有結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量小，維修容易，成本低等優(yōu)點。
由于本設(shè)計題目是輕型客氣驅(qū)動橋設(shè)計，其行駛多在市內(nèi)，道路條件良好，為簡化結(jié)構(gòu)和降低成本，決定使用一般的星星齒輪式差速器。
§3.1差速器齒輪的基本參數(shù)選擇
§3.1.1行星齒輪數(shù)目的選擇
轎車常用2個行星齒輪，載貨汽車和越野汽車多用4個行星齒輪，少數(shù)汽車采用3個行星齒輪。本車采用4個行星齒輪 。
§3.1.2行星齒輪球面半徑的選擇
這是行星齒輪的安裝尺寸,他決定了圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)尺寸.實際上代表了圓錐行星齒輪的節(jié)錐距,因此在一定程度上也代表了圓錐行星齒輪差速器的強度.可以根據(jù)經(jīng)驗公式確定:
=35.6 mm
其中 -----行星齒輪球面半徑系數(shù), =2.52~2.99,對于有四個行星齒輪的轎車,可取小值.
------計算轉(zhuǎn)矩,可取1--3的較小值
節(jié)錐距的確定：
=35.00 mm
§3.1.3 行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)的選擇
為了提高齒輪強度，應(yīng)盡量的減小齒數(shù)，但一般不小于10，半軸齒輪的齒數(shù)一般采用14~25。大多數(shù)汽車的半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比在1.5~2的范圍內(nèi)。
在任何的圓錐行星齒輪差速器中,左右半軸齒輪的齒數(shù)的和必須能被行星齒輪齒數(shù)所整除。否則將無法安裝.即：
；
取Z1=10， Z2=16。
其中 ： 左右半軸齒輪齒數(shù)；
n 行星齒輪數(shù)；
I 任意的整數(shù)。
§3.1.4 圓錐行星齒輪差速器錐齒輪模數(shù)以及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定
首先確定行星齒輪與半軸齒輪的節(jié)錐角：
=32 =58
其中 分別為行星齒輪和半軸齒輪的齒數(shù)
再按照下面的公式求出圓錐齒輪的大端端面模數(shù)m：
=3.7
§3.1.5壓力角
目前汽車差速器錐齒輪的壓力角大多的選用=,齒高系數(shù)為0.8
§3.1.6行星齒輪安裝孔的直徑以及深度L
=13.56 mm 取15mm
L=1.1=16.5mm 取17mm
其中： 差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩； Nm；
n 行星齒輪數(shù)；
r為行星齒輪支撐面的中點到錐頂?shù)木嚯x；mm;
支撐面的許用擠壓應(yīng)力,可取98MP。
§3.2差速器齒輪的幾何尺寸的計算和強度計算
下表為設(shè)計的汽車差速器的直齒錐齒輪幾何尺寸計算表：
序 號
項 目
計算公式
結(jié) 果
（1）
行星齒輪齒數(shù)
應(yīng)盡量取小
10
（2）
半軸齒輪齒數(shù)
切滿足
安裝要求
16
（3）
模數(shù)
m
4
（4）
齒面寬
10
（5）
齒工作高
6.4
（6）
齒全高
7.203
（7）
壓力角
一般汽車：°
22.5°
（8）
軸交角
°
90°
（9）
節(jié)圓直徑
=40
=64
（10）
節(jié)錐角
=32°
=58°
（11）
節(jié)錐距
34
（12）
周節(jié)
t=3.1416m
12.5464
（13）
齒頂高
4.2
=2.1996
（14）
齒根高
（15）
徑向間隙
0.803
（16）
齒根角
（17）
面錐角
°
°
（18）
根錐角
°
°
（19）
外圓直徑
（20）
節(jié)錐頂點至齒輪外緣距離
27.774
18.1347
（21）
理論弧齒厚
7.1018
5.4446
（22）
齒側(cè)間隙
B
0.127~0.178
差速器齒輪主要是進行彎曲強度計算,不考慮疲勞壽命,因為行星齒輪在差速器的工作中主要起著等比推力杠桿的作用,只是在左右驅(qū)動輪有轉(zhuǎn)速差時才有相對的滾動。
汽車差速器的彎曲應(yīng)力為:
MP
式中 ： T 差速器一個行星齒輪給予一個半軸的轉(zhuǎn)矩 N·m；
Tj 計算轉(zhuǎn)矩；
n 差速器行星齒輪數(shù)目；
Z2 半軸齒輪齒數(shù)；
Ks 尺寸系數(shù)，與齒輪尺寸及熱處理等有關(guān)。當端面模數(shù) m≥1.6mm時，Ks＝；
Km 載荷分配系數(shù)；取Km＝1；
Kv 質(zhì)量系數(shù)，對于汽車驅(qū)動橋齒輪，當齒輪接觸良好、周節(jié)及徑向跳動精度高時，可取Kv＝1；
b 齒面寬；mm
m 端面模數(shù)；
J 計算汽車差速器齒輪彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)。
當=min[,]；
= 567
當=
=205.1
由計算可知：錐齒輪的彎曲應(yīng)力能夠符合要求 。
第四章 驅(qū)動車輪的傳動裝置
§4.1半軸結(jié)構(gòu)型式分析
半軸根據(jù)其車輪端的支承方式不同，可分為半浮式、3／4浮式和全浮式三種形式。
半浮式半軸的結(jié)構(gòu)特點是半軸外端支承軸承位于半軸套管外端的內(nèi)孔，車輪裝在半軸上。半浮式半軸結(jié)構(gòu)簡單，所受載荷較大，只用于轎車和輕型貨車及輕型客車上。
3／4浮式半軸的結(jié)構(gòu)特點是半軸外端僅有一個軸承并裝在驅(qū)動橋殼半軸套管的端部，直接支承著車輪輪轂，而半軸則以其端部凸緣與輪轂用螺釘聯(lián)接。該半軸受載情況與半浮式相似，只是載荷有所減輕，一般僅用在轎車和輕型貨車上。
全浮式半軸的結(jié)構(gòu)特點是半軸外端的凸緣用螺釘與輪轂相聯(lián)，而輪轂又借用兩個圓錐滾子軸承支承在驅(qū)動橋殼的半軸套管上。由于其工作可靠，廣泛用于輕型及以上的各種載貨車，越野汽車和客車上。
§4.2半軸的設(shè)計計算
：滿載狀態(tài)下的后橋靜載荷
：最大加速度時的后軸負荷系數(shù)
：輪胎與路面間的附著系數(shù)。
：車輪滾動半徑
§4.2.1全浮式半軸桿部直徑的初選
：為半軸桿部直徑
：為半軸的計算轉(zhuǎn)矩
K：為直徑系數(shù)
§4.2.2強度校核
1.半軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為
式中：：為半軸扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力
：為半軸桿部直徑
2.半軸的扭轉(zhuǎn)角
式中：為扭轉(zhuǎn)角
：半軸長度
G：為材料剪切彈性模量
：半軸端面極慣性矩
根據(jù)《汽車設(shè)計》推薦，半軸的單位長度扭轉(zhuǎn)角在6~15較合適。
第五章 驅(qū)動橋橋殼
驅(qū)動橋殼的主要作用是支撐汽車質(zhì)量，并承受由車輪傳來的路面的反力和反力矩，并經(jīng)懸架傳給車架（或車身）；它又是主減速器、差速器、半軸的裝配基體。同時它又是主減速器、差速器及驅(qū)動車輪傳動裝置(如半軸)的外殼。
在汽車行駛過程中，橋殼承受繁重的載荷，設(shè)計時必須考慮在動載荷下橋殼有足夠的強度和剛度。為了減小汽車的簧下質(zhì)量以利于降低動載荷、提高汽車的行駛平順性，在保證強度和剛度的前提下應(yīng)力求減小橋殼的質(zhì)量．橋殼還應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單、制造方便以利于降低成本。其結(jié)構(gòu)還應(yīng)保證主減速器的拆裝、調(diào)整、維修和保養(yǎng)方便。在選擇橋殼的結(jié)構(gòu)型式時，還應(yīng)考慮汽車的類型、使用要求、制造條件、材料供應(yīng)等。
§5.1驅(qū)動橋殼結(jié)構(gòu)方案分析
驅(qū)動橋殼大致可分為可分式、整體式和組合式三種形式。這里可用整體式
整體式橋殼的特點是整個橋殼是一根空心梁，橋殼和主減速器殼為兩體。它具有強度和剛度較大，主減速器拆裝、調(diào)整方便等優(yōu)點。
按制造工藝不同，整體式橋殼可分為鑄造式、鋼板沖壓焊接式和擴張成形式三種。鑄造式橋殼的強度和剛度較大，但質(zhì)量大，制造工藝復(fù)雜，主要用于中、重型貨車上。鋼板沖壓焊接式和擴張成形式橋殼質(zhì)量小，材料利用率高，制造成本低，適于大量生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于轎車和中、小型貨車及部分重型貨車上。
驅(qū)動橋殼的強度校核，因為，橋殼形狀復(fù)雜，在這里就不進行計算了。
結(jié) 論
本課題設(shè)計的輕載貨車驅(qū)動橋，采用非斷開式驅(qū)動橋，由于結(jié)構(gòu)簡單、主減速器造價低廉、工作可靠，可以被廣泛用在各種輕型載貨汽車。
主減速器的設(shè)計采用了準雙曲面嚙合齒輪單級主減速器，同螺旋錐齒輪想比，準雙曲面齒輪有更大的傳動比、較小的從動齒輪直徑、較大的離地間隙、傳動也更平穩(wěn)。而另一方面，它降低了傳動效率，增加了主動齒輪軸上軸承的載荷。準雙曲面的計算非常的繁瑣，需要重復(fù)計算多次。該設(shè)計采用對稱式錐齒輪差速器。它可以將轉(zhuǎn)矩平均分配給左右車輪，使其在良好路面上的行駛性能更好。并且滿足設(shè)計要求的同時，降低了后橋制造成本，有利于汽車生產(chǎn)的經(jīng)濟性。
本驅(qū)動橋設(shè)計結(jié)構(gòu)合理，符合實際應(yīng)用，具有很好的動力性和經(jīng)濟性，驅(qū)動橋總成及零部件的設(shè)計能盡量滿足零件的標準化、部件的通用化和產(chǎn)品的系列化及汽車變型的要求，修理、保養(yǎng)方便，機件工藝性好，制造容易。
但此設(shè)計過程仍有許多不足，在設(shè)計結(jié)構(gòu)尺寸時，有些設(shè)計參數(shù)是按照以往經(jīng)驗值得出，這樣就帶來了一定的誤差。另外，在一些小的方面，由于時間問題，做得還不夠仔細，懇請各位老師同學給予批評指正
參考文獻
[1] 劉惟信.汽車車橋設(shè)計.北京：清華大學出版社，2003
[2] 徐 灝.機械設(shè)計手冊（3） 北京：機械工業(yè)出版社，1995
[3] 余志生.汽車理論 北京：機械工業(yè)出版社，1995
[4] 王望舒.汽車設(shè)計 北京：機械工業(yè)出版社，2004
[5] 陳家瑞.汽車構(gòu)造（下冊）.北京：機械工業(yè)出版社，2002
[6] 張文春.汽車理論 北京：機械工業(yè)出版社，2009
[7] 濮良貴、紀名剛.機械設(shè)計 北京：高等教育出版社，2006
[8] 王昆.機械設(shè)計、機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計. 北京：高等教育出版社，2005
[9] 陳于萍.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ).北京：機械工業(yè)版社，2003
[10] 彭文生、李志明、黃華梁.機械設(shè)計. 北京：高等教育出版社，2002
[11] 吳宗澤.機械設(shè)計實用手冊.北京：化學工業(yè)出版社，2001
[12] 劉惟信.圓錐齒輪與雙曲面齒輪傳動.北京：人民交通出版社，1985
[13] 東北工學院機械設(shè)計/機械制圖教研室.機械零件設(shè)計手冊.北京：冶金工業(yè)出版社，1976
[14] 劉小年.機械制圖（第二版）.北京：機械工業(yè)出版社，1999
[15] 侯洪生.機械工程圖學.北京：科學出版社，2008
致 謝
通過這次畢業(yè)設(shè)計，我感覺收益頗深，相信對我以后的工作和學習有著深遠影響。通過指導老師的引導和自己的實踐，可以獨立查資料。通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我將三年半來學到的知識進行了一次大總結(jié)，一次大檢查，特別是機械設(shè)計、工程制圖、機械原理等基礎(chǔ)知識，進行了一次徹底的復(fù)習。這都要感謝數(shù)個月來我們指導老師曹艷玲老師細心的指導和督促，沒有老師的教導和幫助我無法相信自己能獨立完成如此復(fù)雜的畢業(yè)設(shè)計，當中凝聚了老師的多少辛勤汗水可想而知。所以，在此我要感謝所有在此次設(shè)計中給予我?guī)椭睦蠋熗瑢W們，謝謝他們的無私幫助。再次感謝！
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