摘要
本次设计的题目是中型货车驱动桥设计。驱动桥一般由主减速器、差速器、半轴及桥壳四部分组成，其基本功用是增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩，将转矩分配给左、右车轮，并使左、右驱动车轮具有汽车行驶运动学所要求的差速功能；此外，还要承受作用于路面和车架或车厢之间的铅垂力、纵向力和横向力。 本文首先论述了驱动桥的总体结构，在分析驱动桥各部分结构型式、发展过程，及其以往形式的优缺点的基础上，确定了总体设计方案：采用整体式驱动桥，主减速器的减速型式采用双级减速器，主减速器齿轮采用螺旋锥齿轮，差速器采用普通对称式圆锥行星齿轮差速器，半轴型式采用全浮式，桥壳采用铸造整体式桥壳。在本次设计中，主要完成了双级减速器、圆锥行星齿轮差速器、全浮式半轴、桥壳的设计工作。 关键词：驱动桥；主减速器；全浮式半轴；桥壳；差速器
目录
摘要............................................................................................ ................ (2)
第1章绪论 (4)
1.1 课题研究的目的和意义 (4)
1.2 课题研究现状 (4)
1.2.1主减速器型式及其现状 (5)
1.2.差速器形式发展现状............................................................................................................. .4
1.2.半轴形式发展现状............................................................ .................. . (5)
1.2.桥壳形式发展现状......................................................... .................. . (5)
1.3 设计主要内容 (9)
第2章设计方案的确定 (7)
2.1 基本参数的选择 (7)
2.2 主减速比的计算 (7)
2.3 主减速器结构方案的确定 (8)
2.4差速器的选择 (8)
2.5半轴型式的确定 (9)
2.6桥壳型式的确定 (9)
2.7本章小结 (9)
第3章主减速器的基本参数选择与设计计算 (13)
3.1 主减速齿轮计算载荷的计算 (13)
3.2 主减速器齿轮参数的选择 (14)
3.3 主减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算与强度计算 (15)
3.3.1 主减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算 (15)
3.3.2 主减速器螺旋锥齿轮的强度计算 (16)
3.4 主减速器齿轮的材料及热处理 (19)
3.5 第二级斜齿圆柱齿轮基本参数的选择 (19)
3.6 第二级斜齿圆柱齿轮校核 (21)
3.7 主减速器轴承的计算 (19)
3.8 主减速器的润滑 (22)
3.9 本章小结 (26)
第4章差速器设计 (27)
4.1 差速器的作用 (27)
4.2 对称式圆锥行星齿轮差速器 (27)
4.2.1 差速器齿轮的基本参数选择 (28)
4.2.2 差速器齿轮的几何尺寸计算与强度计算 (29)
4.4 本章小结 (29)
第5章半轴设计 (33)
5.1 半轴的设计与计算 (33)
5.1.1 全浮式半轴的设计计算 (33)
5.1.2 半轴的结构设计及材料与热处理 (35)
5.2 本章小结 (36)
第6章驱动桥桥壳设计 (37)
6.1 桥壳的受力分析及强度计算 (37)
6.1.1 桥壳的静弯曲应力计算 (37)
6.1.2 在不平路面冲击载荷作用下桥壳的强度计算 (38)
6.1.3 汽车以最大牵引力行驶时的桥壳的强度计算 (38)
6.1.4 汽车紧急制动时的桥壳强度计算 (39)
6.1.5 汽车受最大侧向力时桥壳的强度计算 (41)
6.2 本章小结 (43)
结论 (44)
参考文献 (45)
致谢 (46)
第1章绪论
1.1 课题研究的目的和意义
汽车驱动桥是汽车传动系统的重要组成，承载着汽车的满载荷重及地面经车轮、车架给予的垂直力、纵向力、横向力及其力矩，以及冲击载荷；驱动桥还传递着传动系中的最大转矩。汽车驱动桥的结构型式和设计参数对汽车动力性、经济性、平顺性、通过性有直接影响。驱动桥的结构型式选择、设计参数选取及设计计算对汽车的整车设计和性能极其重要[1]。
对一些载重较大的载重汽车，要求较大的减速比，用单级主减速器传动，则从动齿轮的直径就必须增大，会影响驱动桥的离地间隙，所以采用两次减速。通常称为双级减速器。双级减速器有两组减速齿轮，实现两次减速增扭。为提高锥形齿轮副的啮合平稳性和强度，第一级减速齿轮副是螺旋锥齿轮。二
级齿轮副是斜齿圆柱齿轮。主动圆锥齿轮旋转，带动从动圆锥齿轮旋转，从而完成一级减速。第二级减速的主动圆柱齿轮与从动圆锥齿轮同轴而一起旋转，并带动从动圆柱齿轮旋转，进行第二级减速。因从动圆柱齿轮安装于差速器外壳上，所以，当从动圆柱齿轮转动时，通过差速器和半轴即驱动车轮转动[2]。
随着中国公路建设水平的不断提高，公路运输车辆正向大吨位、多轴化、大马力方向发展，使得重型车桥总成也向传动效率高的单级减速方向发展。但目前我国卡车中，双级减速桥的应用比例还在60%左右。如我国重卡大量使用的斯太尔驱动桥属于典型的双级减速桥，其一级减速的结构，主减速器总成相对较小，桥包尺寸减小，因此离地间隙加大，通过性好，承载能力也较大，是广泛用于公路运输，以及石油、工矿、林业、野外作业和部队等多种领域的车辆[3]。
本次的设计题目为汽车驱动桥的设计，通过本次的设计能让我们更好的认识驱动桥，了解驱动桥的结构与工作原理，更锻炼了我们的动手能力，同时也更好的掌握了查阅资料的方法，把我们大学所学的知识贯穿到了一起，是我们能够更好的运用自己所学的理论知识，让理论与实践相结合，更好的让自己掌握其中的精髓。设计与专业关系紧密，可综合利用所学的专业课有汽车构造、汽车设计、机械设计、工程材料和CAD绘图等知识。更为我们以后工作打下了良好的基础。
1.2 课题研究现状
1.2.1主减速器型式及其现状
主减速器的结构形式，主要是根据其齿轮类型、主动齿轮和从动齿轮的安装
(1)主减速器齿轮的类型在现代汽车驱动桥中，主减速器采用得最广泛的是螺旋锥齿轮和双曲面齿轮。
螺旋锥齿轮如图1.2(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[4]。
双曲面齿轮如图1.2(b)所示主、从动齿轮轴线不相交而呈空间交叉。和螺旋锥齿轮相比，双曲面齿轮的优点有：
①尺寸相同时，双曲面齿轮有更大的传动比。
②传动比一定时，如果主动齿轮尺寸相同，双曲面齿轮比螺旋锥齿轮有较大轴径，较高的轮齿强度以及较大的主动齿轮轴和轴承刚度。
图1.2 螺旋锥齿轮与双曲面齿轮
③当传动比一定，主动齿轮尺寸相同时，双曲面从动齿轮的直径较小，有较大的离地间隙。
④工作过程中，双曲面齿轮副既存在沿齿高方向的侧向滑动，又有沿齿长方向的纵向滑动，这可以改善齿轮的磨合过程，使其具有更高的运转平稳性。
双曲面齿轮传动有如下缺点：
①长方向的纵向滑动使摩擦损失增加，降低了传动效率。
②齿面间有大的压力和摩擦功，使齿轮抗啮合能力降低。
③双曲面主动齿轮具有较大的轴向力，使其轴承负荷增大。
④双曲面齿轮必须采用可改善油膜强度和防刮伤添加剂的特种润滑油[5]。
(2)主减速器主动锥齿轮的支承形式及安装方式的选择现在汽车主减速器主动锥齿轮的支承形式有如下两种：
①悬臂式悬臂式支承结构如图1.3所示，其特点是在锥齿轮大端一侧采用较长
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