汽車驅(qū)動橋設(shè)計

1、啻三明亭院S AN M I NG UNIVERSITY車輛工程專業(yè)課程設(shè)計學院機電工程學院班 級12級車輛工程姓名黃揚顯學 號0665130成績指引教師盧隆輝設(shè)計課題某型輕型貨車驅(qū)動橋設(shè)計年11月15日整車性能參數(shù)（已知）驅(qū)動形式：6X2后輪軸距：3800mm輪距前/后：1750/1586mm整備質(zhì)量4310kg額定載質(zhì)量：5000kg空載時前軸分派軸荷45%，滿載時前軸分派軸荷26%前懸/后懸：1270/1915mm最高車速：110km/h最大爬坡度：35%長寬高：6985、2330、2350發(fā)動機型號：YC4E14020最大功率：99.36kw/3000rmp最大轉(zhuǎn)矩：380N - m/1

2、2001400mm變速器傳動比：7.7 4.1 2.34 1.51 0.81倒檔傳動比：8.72輪胎規(guī)格：9.0020離地間隙：280mm TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 1總體設(shè)計4 HYPERLINK l bookmark17 o Current Document 1.1非斷開式驅(qū)動橋4 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 1.2斷開式驅(qū)動橋5 HYPERLINK l bookmark23 o Current Document 2主減速器設(shè)計5 HYPERLINK

3、l bookmark31 o Current Document 2.1主減速器構(gòu)造方案分析6 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 2.1.1螺旋錐齒輪傳動 62.2主減速器主、從動錐齒輪日勺支承方案 錯誤!未定義書簽。 HYPERLINK l bookmark37 o Current Document 2.2.1積極錐齒輪勺支承7 HYPERLINK l bookmark41 o Current Document 2.2.2從動錐齒輪勺支承7 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 2.3主減速器錐齒輪

4、設(shè)計7 HYPERLINK l bookmark47 o Current Document 2.3.1主減速比i 0勺擬定8 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 2.3.2主減速器錐齒輪日勺重要參數(shù)選擇92.4主減速器錐齒輪勺材料112.5主減速器錐齒輪勺強度計算122.5.1單位齒長圓周力 122.5.2齒輪彎曲強度122.5.3輪齒接觸強度132.6主減速器錐齒輪軸承勺設(shè)計計算142.6.1錐齒輪齒面上勺作用力 142.6.2錐齒輪軸承勺載荷152.6.3錐齒輪軸承型號勺擬定183差速器設(shè)計193.1差速器構(gòu)造形式選擇203.2 一般錐齒輪式

5、差速器齒輪設(shè)計203.3差速器齒輪勺材料233.4 一般錐齒輪式差速器齒輪強度計算234驅(qū)動橋殼設(shè)計244.1橋殼勺構(gòu)造型式254.2橋殼勺受力分析及強度計算26道謝29參照文獻291總體設(shè)計驅(qū)動橋處在動力傳動系日勺末端，其基本功能是增大由傳動軸或變速器傳來日勺轉(zhuǎn) 矩，并將動力合理地分派給左、右驅(qū)動輪，此外還承受作用于路面和車架或車身之間 勺垂直力力和橫向力。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 等構(gòu)成。驅(qū)動橋設(shè)計應(yīng)當滿足如下基本規(guī)定：1）所選擇勺主減速比應(yīng)能保證汽車具有最佳勺動力性和燃料經(jīng)濟性。2）外形尺寸要小，保證有必要勺離地間隙。3）齒輪及其他傳動件工作平穩(wěn)，噪聲小。4）

6、在多種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高勺傳動效率。5）在保證足夠勺強度、剛度條件下，應(yīng)力求質(zhì)量小，特別是簧下質(zhì)量應(yīng)盡量小， 以改善汽車平順性。6）與懸架導(dǎo)向機構(gòu)運動協(xié)調(diào)，對于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋，還應(yīng)與轉(zhuǎn)向機構(gòu)運動協(xié)調(diào)。7）構(gòu)造簡樸，加工工藝性好，制造容易，拆裝，調(diào)節(jié)以便。1.1非斷開式驅(qū)動橋一般非斷開式驅(qū)動橋，由于構(gòu)造簡樸、造價低廉、工作可靠，廣泛用在多種載 貨汽車、客車和公共汽車上，在多數(shù)勺越野汽車和部分轎車上也采用這種構(gòu)造。她 們勺具體構(gòu)造、特別是橋殼構(gòu)造雖然各不相似，但是有一種共同特點，即橋殼是一 根支承在左右驅(qū)動車輪上勺剛性空心梁，齒輪及半軸等傳動部件安裝在其中。這時 整個驅(qū)動橋、驅(qū)動車輪及部分傳動軸均屬于

7、簧下質(zhì)量，汽車簧下質(zhì)量較大，這是它 日勺一種缺陷。驅(qū)動橋日勺輪廓尺寸重要取決于主減速器日勺型式。在汽車輪胎尺寸和驅(qū)動橋下日勺 最小離地間隙已經(jīng)擬定勺狀況下，也就限定了主減速器從動齒輪直徑勺尺寸。在給 定速比勺條件下，如果單級主減速器不能滿足離地間隙規(guī)定，可該用雙級構(gòu)造。在 雙級主減速器中，一般把兩級減速器齒輪放在一種主減速器殼體內(nèi)，也可以將第二 級減速齒輪作為輪邊減速器。對于輪邊減速器：越野汽車為了提高離地間隙，可以 將一對圓柱齒輪構(gòu)成勺輪邊減速器勺積極齒輪置于其從動齒輪勺垂直上方；公共汽 車為了減少汽車勺質(zhì)心高度和車廂地板高度，以提高穩(wěn)定性和乘客上下車勺以便， 可將輪邊減速器勺積極齒輪置于其

8、從動齒輪勺垂直下方；有些雙層公共汽車為了進 一步減少車廂地板高度，在采用圓柱齒輪輪邊減速器勺同步，將主減速器及差速器 總成也移到一種驅(qū)動車輪勺旁邊。1.2斷開式驅(qū)動橋斷開式驅(qū)動橋區(qū)別于非斷開式驅(qū)動橋勺明顯特點在于前者沒有一種連接左右驅(qū)動 車輪勺剛性整體外殼或梁。斷開式驅(qū)動橋勺橋殼是分段勺，并且彼此之間可以做相 對運動，因此這種橋稱為斷開式勺。此外，它又總是與獨立懸掛相匹配，故又稱為 獨立懸掛驅(qū)動橋。這種橋勺中段，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 置勺質(zhì)量均為簧上質(zhì)量。兩側(cè)勺驅(qū)動車輪由于采用獨立懸掛則可以彼此致立

9、地相對 于車架或車廂作上下擺動，相應(yīng)地就規(guī)定驅(qū)動車輪勺傳動裝置及其外殼或套管作相 應(yīng)擺動。2主減速器設(shè)計主減速器是汽車傳動系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩勺重要部件，它是依托齒數(shù)少勺 錐齒輪帶動齒數(shù)多勺錐齒輪。對發(fā)動機縱置勺汽車，其主減速器還運用錐齒輪傳動 以變化動力方向。由于汽車在多種道路上行使時，其驅(qū)動輪上規(guī)定必須具有一定日勺 驅(qū)動力矩和轉(zhuǎn)速，在動力向左右驅(qū)動輪分流日勺差速器之前設(shè)立一種主減速器后，便 可使主減速器前面勺傳動部件如變速器、萬向傳動裝置等所傳遞勺扭矩減小，從而 可使其尺寸及質(zhì)量減小、操縱省力。驅(qū)動橋中主減速器、差速器設(shè)計應(yīng)滿足如下基本規(guī)定：1）所選擇勺主減速比應(yīng)能保證汽車既有最佳勺動力

10、性和燃料經(jīng)濟性。2）外型尺寸要小，保證有必要勺離地間隙；齒輪其他傳動件工作平穩(wěn)，噪音小。3）在多種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高勺傳動效率；與懸架導(dǎo)向機構(gòu)與動協(xié)調(diào)。4）在保證足夠勺強度、剛度條件下，應(yīng)力求質(zhì)量小，以改善汽車平順性。5）構(gòu)造簡樸，加工工藝性好，制造容易，拆裝、調(diào)節(jié)以便。2.1主減速器構(gòu)造方案分析2.1.1螺旋錐齒輪傳動按齒輪副構(gòu)造型式分，主減速器勺齒輪傳動重要有螺旋錐齒輪式傳動、雙曲面 齒輪式傳動、圓柱齒輪式傳動（又可分為軸線固定式齒輪傳動和軸線旋轉(zhuǎn)式齒輪傳 動即行星齒輪式傳動）和蝸桿蝸輪式傳動等形式。在發(fā)動機橫置勺汽車驅(qū)動橋上，主減速器往往采用簡樸勺斜齒圓柱齒輪；在發(fā) 動機縱置勺汽車驅(qū)動橋

11、上，主減速器往往采用圓錐齒輪式傳動或準雙曲面齒輪式傳 動。為了減少驅(qū)動橋勺外輪廓尺寸，主減速器中基本不用直齒圓錐齒輪而采用螺旋 錐齒輪。由于螺旋錐齒輪不發(fā)生根切（齒輪加工中產(chǎn)生輪齒根部切薄現(xiàn)象，致使齒 輪強度大大減少）勺最小齒數(shù)比直齒輪勺最小齒數(shù)少，使得螺旋錐齒輪在同樣勺傳 動比下主減速器構(gòu)造較緊湊。此外，螺旋錐齒輪還具有運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小等長處， 汽車上獲得廣泛應(yīng)用。查閱文獻1、2,經(jīng)方案論證，主減速器日勺齒輪選用螺旋錐齒輪傳動形式（如 圖3-1示）。螺旋錐齒輪傳動勺主、從動齒輪軸線垂直相交于一點，齒輪并不同步在 全長上嚙合，而是逐漸從一端持續(xù)平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端。此外，由于輪齒端面重疊勺 影響，

12、至少有兩對以上勺輪齒同步捏合，因此它工作平穩(wěn)、能承受較大勺負荷、制 造也簡樸。為保證齒輪副勺對勺嚙合，必須將支承軸承預(yù)緊，提高支承剛度，增大 殼體剛度。2.2主減速器主、從動錐齒輪的支承方案2.2.1積極錐齒輪勺支承積極錐齒輪勺支承形式可分為懸臂式支承和跨置式支承兩種。查閱資料、文獻， 經(jīng)方案論證，采用跨置式支承構(gòu)造（如圖3-2示）。齒輪前、后兩端勺軸頸均以軸承 支承，故又稱兩端支承式?？缰檬街С惺怪С袆偠却鬄樵鲩L，使齒輪在載荷作用下 勺變形大為減小，約減小到懸臂式支承勺1/30如下.而積極錐齒輪后軸承勺徑向 負荷比懸臂式勺要減小至1/51/7。齒輪承載能力較懸臂式可提高10%左右。裝載質(zhì)量為

13、2t以上勺汽車主減速器積極齒輪都是采用跨置式支承。本課題所設(shè) 計勺YC1090貨車裝載質(zhì)量為5t，因此選用跨置式。2.2.2從動錐齒輪勺支承從動錐齒輪采用圓錐滾子軸承支承（如圖3-3示）。為了增長支承剛度，兩軸承 勺圓錐滾子大端應(yīng)向內(nèi)，以減小尺寸c+d。為了使從動錐齒輪背面勺差速器殼體處有 足夠勺位置設(shè)立加強肋以增強支承穩(wěn)定性，c+d應(yīng)不不不小于從動錐齒輪大端分度圓 直徑勺70%。為了使載荷能均勻分派在兩軸承上，應(yīng)是c等于或不小于d。2.3主減速器錐齒輪設(shè)計主減速比i 0、驅(qū)動橋勺離地間隙和計算載荷，是主減速器設(shè)計勺原始數(shù)據(jù)，應(yīng)在汽車總體設(shè)計時就擬定。2.3.1主減速比i勺擬定主減速比對主減速

14、器日勺構(gòu)造型式、輪廓尺寸、質(zhì)量大小以及當變速器處在最高檔 位時汽車勺動力性和燃料經(jīng)濟性均有直接影響。i 0勺選擇應(yīng)在汽車總體設(shè)計時和傳動系勺總傳動比i 一起由整車動力計算來擬定。可運用在不同i下勺功率平衡田來 研究1 對汽車動力性勺影響。通過優(yōu)化設(shè)計，對發(fā)動機與傳動系參數(shù)作最佳匹配勺措施來選擇i值，可使汽車獲得最佳勺動力性和燃料經(jīng)濟性。對于具有很大功率儲藏日勺轎車、長途公共汽車特別是競賽車來說，在給定發(fā)動 機最大功率七皿密及其轉(zhuǎn)速勺狀況下，所選擇勺i 值應(yīng)能保證這些汽車有盡量高勺最高車速v 。這時i 值應(yīng)按下式來擬定:(2-1)i =.377二=.377.58 36r/n(2-1) v i11

15、k/m 式中r 車輪勺滾動半徑，r =0.508migh變速器量高檔傳動比。igh =1對于其她汽車來說，為了得到足夠勺功率儲藏而使最高車速稍有下降，i 0 一般(2-2)選擇比上式求得勺大10%25%，即按下式選擇: i =(.377.472)一(2-2)v i i iamax gh Fh LB式中i分動器或加力器勺高檔傳動比iLB輪邊減速器勺傳動比。根據(jù)所選定勺主減速比i。值，就可基本上擬定主減速器勺減速型式(單級、雙 級等以及與否需要輪邊減速器)，并使之與汽車總布置所規(guī)定勺離地間隙相適應(yīng)。把 np=3600r/n , v =110km/h , r =0.508m , i1 代入(2-1)有：0.377 (0.508x3600r/n) /110k/m計算出、=6.50從動錐齒輪計算轉(zhuǎn)矩Tce亍 k T kii i n 1x380 x 1x0.81x7.7x650 x0.9(2-3)lec二一-demax1 f 0(2-3)n1式中：Tce一計算轉(zhuǎn)矩，Nm；Temax發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩；Temax =380Nmn一計算驅(qū)動橋數(shù)，1;if一變速器傳動比，if=7.7；i0主減速器傳動比，i0=6.50；n一變速器傳動效率，n=0.96；k一液力變矩器變矩系數(shù)，K=1；Kd由于猛接離合器而