汽車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)
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摘要
驅(qū)動(dòng)橋位于傳動(dòng)系末端，其基本功用是增矩、降速，承受作用于路面和車架或車身之間的作用力。它的性能好壞直接影響整車性能，而對(duì)于載重汽車顯得尤為重要。當(dāng)采用大功率發(fā)動(dòng)機(jī)輸出大的轉(zhuǎn)矩以滿足目前載重汽車的快速、重載的高效率、高效益的需要時(shí)，必須搭配一個(gè)高效、可靠的驅(qū)動(dòng)橋，所以采用傳動(dòng)效率高的單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋已經(jīng)成為未來載重汽車的發(fā)展方向。驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)應(yīng)主要保證汽車在給定的條件下具有最佳的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。本設(shè)計(jì)根據(jù)給定的參數(shù)，按照傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法并參考同類型車確定汽車總體參數(shù)，再確定主減速器、差速器、半軸和橋殼的結(jié)構(gòu)類型，最后進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)并對(duì)主減速器主、從動(dòng)齒輪、半軸齒輪和行星齒輪進(jìn)行強(qiáng)度以及壽命的校核。驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)過程中基本保證結(jié)構(gòu)合理，符合實(shí)際應(yīng)用，總成及零部件的設(shè)計(jì)能盡量滿足零件的標(biāo)準(zhǔn)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(jī)件工藝性好，制造容易。
關(guān)鍵字：輕型貨車；驅(qū)動(dòng)橋；主減速器；差速器
Abstract
Drive axle is at the end of the powertrain, and its basic function is increasing the torque and reducing the speed,bearing the force between the road and the frame or body. Its performance will have a direct impact on automobile performance .Because using the big power engine with the big driving torque satisfied the need of high speed，heavy-loaded，high efficiency，high benefit today’ heavy truck，must exploiting the high driven efficiency single reduction final drive axle is becoming the heavy truck’ developing tendency. Drive axle should be designed to ensure the best dynamic and fuel economy on given condition. According to the design parameters given ,firstly determine the overall vehicle parametres in accordance with the traditional design methods and reference the same vehicle parameters, then identify the main reducer, differential, axle and axle housing structure type, finally design the parameters of the main gear,the driven gear of the final drive, axle gears and spiral bevel gear and check the strength and life of them. In design process of the drive axle,we should ensure a reasonable structure, practical applications, the design of assembly and parts as much as possible meeting requirements of the standardization of parts, components and products’ univertiality and the serialization and change , convenience of repair and maintenance, good mechanical technology, being easy to manufacture.
Key words: light truck; drive axle; single reduction final drive
目錄
第一章 緒論 1
1.1論文研究的意義和目的 1
1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1
1.3本論文的主要研究內(nèi)容 2
第二章 汽車總體參數(shù)的確定 3
2.1 給定設(shè)計(jì)參數(shù) 3
2.2 汽車形式的確定 3
2.2.1 汽車軸數(shù)和驅(qū)動(dòng)形式的選擇 3
2.3 汽車主要參數(shù)的選擇 4
2.3.1 汽車主要尺寸的確定 4
2.3.2 汽車質(zhì)量參數(shù)的確定 7
2.3.3 汽車性能參數(shù)的確定 9
2.4 發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇 12
2.4.1 發(fā)動(dòng)機(jī)形式的選擇 12
2.4.2 發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)的選擇 12
2.5 輪胎的選擇 14
第三章 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式及選擇 17
3.1 概述 17
3.2 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式 17
3.3 驅(qū)動(dòng)橋構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式 19
3.3.1 主減速器的結(jié)構(gòu)形式 20
3.3.2 差速器的結(jié)構(gòu)形式 23
3.3.3 驅(qū)動(dòng)車輪傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)形式 24
3.3.4 驅(qū)動(dòng)橋橋殼的結(jié)構(gòu)形式 25
第四章 驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)計(jì)算 27
4.1 主減速器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 27
4.1.1主減速比的確定 27
4.1.2 主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定 28
4.1.3 錐齒輪主要參數(shù)的選擇 30
4.1.4 主減速器錐齒輪的材料 32
4.1.5主減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算 33
4.1.6 主減速器圓弧齒輪螺旋齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 37
4.2 差速器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 41
4.2.1 差速器齒輪主要參數(shù)選擇 42
4.2.2 差速器齒輪的材料 44
4.2.3 差速器齒輪幾何尺寸計(jì)算 44
4.2.4 差速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算 47
4.3 全浮式半軸的設(shè)計(jì) 49
4.3.1 半軸基本參數(shù)計(jì)算及校核 49
4.3.2半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料與熱處理 50
4.4 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì) 51
4.4.1 橋殼的結(jié)構(gòu)型式 51
4.4.2橋殼的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算 52
結(jié)論 54
致 謝 55
參 考 文 獻(xiàn) 56
第一章 緒論
1.1論文研究的意義和目的
驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)，由驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)組成、功用、工作特點(diǎn)及設(shè)計(jì)要求講起，詳細(xì)地分析了驅(qū)動(dòng)橋總成的結(jié)構(gòu)型式及布置方法；全面介紹了驅(qū)動(dòng)橋車輪的傳動(dòng)裝置和橋殼的各種結(jié)構(gòu)型式與設(shè)計(jì)計(jì)算方法。
汽車驅(qū)動(dòng)橋是汽車的重大總成，承載著汽車的滿載簧荷重及地面經(jīng)車輪、車架及承載式車身經(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(dòng)橋還傳遞著傳動(dòng)系中的最大轉(zhuǎn)矩，橋殼還承受著反作用力矩。汽車驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)型式和設(shè)計(jì)參數(shù)除對(duì)汽車的可靠性與耐久性有重要影響外，也對(duì)汽車的行駛性能如動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、平順性、通過性、機(jī)動(dòng)性和操動(dòng)穩(wěn)定性等有直接影響。另外，汽車驅(qū)動(dòng)橋在汽車的各種總成中也是涵蓋機(jī)械零件、部件、分總成等的品種最多的大總成。例如，驅(qū)動(dòng)橋包含主減速器、差速器、驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置（半軸及輪邊減速器）、橋殼和各種齒輪。由上述可見，汽車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)涉及的機(jī)械零部件及元件的品種極為廣泛，對(duì)這些零部件、元件及總成的制造也幾乎要設(shè)計(jì)到所有的現(xiàn)代機(jī)械制造工藝。因此，通過對(duì)汽車驅(qū)動(dòng)橋的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)實(shí)踐，可以更好的學(xué)習(xí)并掌握現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)的全面知識(shí)和技能。
驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)型式與驅(qū)動(dòng)車輪的懸掛型式密切相關(guān)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)車輪采用非獨(dú)立懸掛時(shí)，都是采用非斷開式驅(qū)動(dòng)橋；當(dāng)驅(qū)動(dòng)車輪采用獨(dú)立懸掛時(shí)，則配以斷開式驅(qū)動(dòng)橋。與非斷開式驅(qū)動(dòng)橋相比較，斷開式驅(qū)動(dòng)橋能顯著減少汽車簧下質(zhì)量，從而改善汽車行駛平順性，提高了平均行駛速度；減小了其策劃行駛時(shí)作用于車輪和車橋上的動(dòng)載荷，提高了零部件的使用壽命；增加了汽車的離地間隙；由于驅(qū)動(dòng)車輪與路面的接觸情況及對(duì)各種地形的適應(yīng)性較好，增強(qiáng)了車輪的抗側(cè)滑能力；若與之配合的獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，可增加汽車的不足轉(zhuǎn)向效應(yīng)，提高汽車的操縱穩(wěn)定性。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。斷開式驅(qū)動(dòng)橋在乘用車和部分越野汽車上應(yīng)用廣泛。非斷開式驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)簡單，成本低，工作可靠，但由于其簧下質(zhì)量較大，對(duì)汽車的行駛平順性和降低動(dòng)載荷有不利的影響。
本論文的的研究目的在于通過對(duì)汽車整體的匹配性設(shè)計(jì)完成驅(qū)動(dòng)橋的主減速器、差速器等部件型號(hào)的設(shè)計(jì)與計(jì)算，并完成校核的設(shè)計(jì)過程。
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