某汽车帅铃汽车驱动桥设计说明书

1、第1章 绪 论1.1 本课题题的目的的和意义义本课题是是对江淮淮帅铃货货车驱动动桥的结结构设计计。通过过此次毕毕业设计计，训练练学生的的实际工工作能力力。掌握握汽车零零部件设设计与生生产技术术是开发发我国自自主品牌牌汽车产产品的重重要基础础，汽车车驱动桥桥时传动动系统的的重要部部件。设设计汽车车驱动桥桥，需要要综合考考虑多方方面的因因素。设设计时需需要综合合运用所所学的知知识，熟熟悉实际际设计过过程，提提高设计计能力。驱动桥桥的设计计，由驱驱动桥的的结构组组成、功功用、工工作特点点及设计计要求讲讲起，详详细地分分析了驱驱动桥总总成的结结构形式式及布置置方法；全面介介绍了驱驱动桥车车轮的传传动装

2、置置和桥壳壳的各种种结构形形式与设设计计算算方法。汽车驱动动桥位于于传动系系的末端端。其基基本功用用首先是是增扭，降速，改变转转矩的传传递方向向，即增增大由传动轴轴或直接接从变速速器传来来的转矩矩，并将将转矩合合理的分分配给左左右驱动动车轮；其次，驱动桥桥还要承承受作用用于路面面或车身身之间的的垂直力力，纵向向力和横横向力，以及制制动力矩矩和反作作用力矩矩等。驱驱动桥一一般由主主减速器器，差速速器，车车轮传动动装置和和桥壳组组成。对于重型型载货汽汽车来说说，要传传递的转转矩较乘乘用车和和客车，以及轻轻型商用用车都要要大得多多，以便便能够以以较低的的成本运运输较多多的货物物，所以以选择功功率较大

3、大的发动动机，这这就对传传动系统统有较高高的要求求，而驱驱动桥在在传动系系统中起起着举足足轻重的的作用。汽车驱驱动桥是是汽车的的重大总总成，承承载着汽汽车的满满载簧荷荷重及地地面经车车轮、车车架及承承载式车车身经悬悬架给予予的铅垂垂力、纵纵向力、横向力力及其力力矩，以以及冲击击载荷；驱动桥桥还传递递着传动动系中的的最大转转矩，桥桥壳还承承受着反反作用力力矩。汽汽车的经经济性日日益成为为人们关关心的话话题，这这不仅仅仅只对乘乘用车，对于载载货汽车车，提高高其燃油油经济性性也是各各商用车车生产商商来提高高其产品品市场竞竞争力的的一个法法宝，因因为重型型载货汽汽车所采采用的发发动机都都是大功功率，大

4、大转矩的的，装载载质量在在四吨以上上的载货货汽车的的发动机机，最大大功率在在99KWW,最大转转矩也在在350Nm以上上，百公公里油耗耗是一般般都在330升左左右。为为了降低低油耗，不仅要要在发动动机的环环节上节节油，而而且也需需要从传传动系中中减少能能量的损损失。这这就必须须在发动动机的动动力输出出之后，在从发发动机传动轴轴驱动桥桥这一动动力输送送环节中中寻找减减少能量量在传递递的过程中的损损失。驱驱动桥是是将动力力转化为为能量的的最终执执行者。因此，在发动动机相同同的情况况下，采采用性能能优良且且与发动动机匹配配性比较较高的驱驱动桥便便成了有有效节油油的措施施之一。所以设设计新型型的驱动动

5、桥成为为新的课课题。目前我国国正在大大力发展展汽车产产业,采采用后轮轮驱动汽汽车的平平衡性和和操作性性都将会会有很大大的提高高。后轮轮驱动的的汽车加加速时，牵引力力将不会会由前轮轮发出，所以在在加速转转弯时，司机就就会感到到有更大大的横向向握持力力，操作作性能变变好。维维修费用用低也是是后轮驱驱动的一一个优点点，尽管管由于构构造和车车型的不不同，这这种费用用将会有有很大的的差别。1.2 驱动桥桥的分类类1.2.1 非非断开式式驱动桥桥普通非断断开式驱驱动桥，由于结结构简单单、造价价低廉、工作可可靠，广广泛用在在各种家家庭乘用用车、客客车和公公共汽车车上，在在多数的的越野汽汽车和部部分轿车车上也

6、采采用这种种结构。他们的的具体结结构、特特别是桥桥壳结构构虽然各各不相同同，但是是有一个个共同特特点，即即桥壳是是一根支支承在左左右驱动动车轮上上的刚性性空心梁梁，齿轮轮及半轴轴等传动动部件安安装在其其中。这这时整个个驱动桥桥、驱动动车轮及及部分传传动轴均均属于簧簧下质量量，汽车车簧下质质量较大大，这是是它的一一个缺点点。驱动桥的的轮廓尺尺寸主要要取决于于主减速速器的型型式。在在汽车轮轮胎尺寸寸和驱动动桥下的的最小离离地间隙隙已经确确定的情情况下，也就限限定了主主减速器器从动齿齿轮直径径的尺寸寸。在给给定速比比的条件件下，如如果单级级主减速速器不能能满足离离地间隙隙要求，可该用用双级结结构。在

7、在双级主主减速器器中，通通常把两两级减速速器齿轮轮放在一一个主减减速器壳壳体内，也可以以将第二二级减速速齿轮作作为轮边边减速器器。对于于轮边减减速器：越野汽汽车为了了提高离离地间隙隙，可以以将一对对圆柱齿齿轮构成成的轮边边减速器器的主动动齿轮置置于其从从动齿轮轮的垂直直上方；公共汽汽车为了了降低汽汽车的质质心高度度和车厢厢地板高高度，以以提高稳稳定性和和乘客上上下车的的方便，可将轮轮边减速速器的主主动齿轮轮置于其其从动齿齿轮的垂垂直下方方；有些些双层公公共汽车车为了进进一步降降低车厢厢地板高高度，在在采用圆圆柱齿轮轮轮边减减速器的的同时，将主减减速器及及差速器器总成也也移到一一个驱动动车轮的的

8、旁边。在少数具具有高速速发动机机的大型型公共汽汽车、多多桥驱动动汽车和和超重型型家庭乘乘用车上上，有时时采用蜗蜗轮式主主减速器器，它不不仅具有有在质量量小、尺尺寸紧凑凑的情况况下可以以得到大大的传动动比以及及工作平平滑无声声的优点点，而且且对汽车车的总体体布置很很方便。1.2.2 断断开式驱驱动桥断开式驱驱动桥区区别于非非断开式式驱动桥桥的明显显特点在在于前者者没有一一个连接接左右驱驱动车轮轮的刚性性整体外外壳或梁梁。断开开式驱动动桥的桥桥壳是分分段的，并且彼彼此之间间可以做做相对运运动，所所以这种种桥称为为断开式式的。另另外，它它又总是是与独立立悬挂相相匹配，故又称称为独立立悬挂驱驱动桥。这

9、种桥桥的中段段，主减减速器及及差速器器等是悬悬置在车车架横粱粱或车厢厢底板上上，或与与脊梁式式车架相相联。主主减速器器、差速速器与传传动轴及及一部分分驱动车车轮传动动装置的的质量均均为簧上上质量。两侧的的驱动车车轮由于于采用独独立悬挂挂则可以以彼此致致立地相相对于车车架或车车厢作上上下摆动动，相应应地就要要求驱动动车轮的的传动装装置及其其外壳或或套管作作相应摆摆动。汽车悬挂挂总成的的类型及及其弹性性元件与与减振装装置的工工作特性性是决定定汽车行行驶平顺顺性的主主要因素素，而汽汽车簧下下部分质质量的大大小，对对其平顺顺性也有有显著的的影响。断开式式驱动桥桥的簧下下质量较较小，又又与独立立悬挂相相

10、配合，致使驱驱动车轮轮与地面面的接触触情况及及对各种种地形的的适应性性比较好好，由此此可大大大地减小小汽车在在不平路路面上行行驶时的的振动和和车厢倾倾斜，提提高汽车车的行驶驶平顺性性和平均均行驶速速度，减减小车轮轮和车桥桥上的动动载荷及及零件的的损坏，提高其其可靠性性及使用用寿命。但是，由于断断开式驱驱动桥及及与其相相配的独独立悬挂挂的结构构复杂，故这种种结构主主要见于于对行驶驶平顺性性要求较较高的一一部分轿轿车及一一些越野野汽车上上，且后后者多属属于轻型型以下的的越野汽汽车或多多桥驱动动的重型型越野汽汽车。1.2.3 多多桥驱动动的布置置为了提高高装载量量和通过过性，有有些重型型汽车及及全部

11、中中型以上上的越野野汽车都都是采用用多桥驱驱动，常常采用的的有44、666、888等驱驱动型式式。在多多桥驱动动的情况况下，动动力经分分动器传传给各驱驱动桥的的方式有有两种。相应这这两种动动力传递递方式，多桥驱驱动汽车车各驱动动桥的布布置型式式分为非非贯通式式与贯通通式。前前者为了了把动力力经分动动器传给给各驱动动桥，需需分别由由分动器器经各驱驱动桥自自己专用用的传动动轴传递递动力，这样不不仅使传传动轴的的数量增增多，且且造成各各驱动桥桥的零件件特别是是桥壳、半轴等等主要零零件不能能通用。而对888汽车车来说，这种非非贯通式式驱动桥桥就更不不适宜，也难于于布置了了。为了解决决上述问问题，现现代

12、多桥桥驱动汽汽车都是是采用贯贯通式驱驱动桥的的布置型型式。在贯通式式驱动桥桥的布置置中，各各桥的传传动轴布布置在同同一纵向向铅垂平平面内，并且各各驱动桥桥不是分分别用自自己的传传动轴与与分动器器直接联联接，而而是位于于分动器器前面的的或后面面的各相相邻两桥桥的传动动轴，是是串联布布置的。汽车前前后两端端的驱动动桥的动动力，是是经分动动器并贯贯通中间间桥而传传递的。其优点点是，不不仅减少少了传动动轴的数数量，而而且提高高了各驱驱动桥零零件的相相互通用用性，并并且简化化了结构构、减小小了体积积和质量量。这对对于汽车车的设计计(如汽汽车的变变型)、制造和和维修，都带来来方便。1.3 主要内内容（1）

13、驱驱动桥和和主减速速器、差差速器、半轴、驱动桥桥桥壳的的结构形形式选择择（2）主主减速器器的基本本参数选选择与设设计计算算（3）差差速器的的设计与与计算（4）半半轴的设设计与计计算（5）驱驱动桥桥桥壳的受受力分析析及强度度计算（6）用用CADD画装配配图、零零件图。第2章 驱动桥桥结构方方案分析析2.1 主减速速器的类类型由于要求求设计的的是江淮淮帅铃的的驱动桥桥，要设设计这样样一个级级别的驱驱动桥，一般选选用非断断开式结结构以与与非独立悬悬架相适适应，该该种形式式的驱动动桥的桥桥壳是一一根支撑撑在左右右驱动车车轮的刚刚性空心心梁，一一般是铸铸造或钢钢板冲压压而成，主减速速器，差差速器和和半轴

14、等等所有传传动件都都装在其其中，此此时驱动动桥，驱驱动车轮轮都属于于簧下质质量。驱动桥的的结构形形式有多多种，基基本形式式有三种种如下：(1)中中央单级级减速驱驱动桥。此是驱动动桥结构构中最为为简单的的一种，是驱动动桥的基基本形式式， 在载载重汽车车中占主主导地位位。一般般在主传传动比小小于6的的情况下下，应尽量量采用中中央单级级减速驱驱动桥。目前的的中央单单级减速速器趋于于采用双双曲线螺螺旋伞齿齿轮，主动小小齿轮采采用骑马马式支承承， 有差差速锁装装置供选选用。(2)中中央双级级驱动桥桥。由于于中央双双级减速速桥均是是在中央央单级桥桥的速比比超出一一定数值值或牵引引总质量量较大时时，作为系系

15、列产品品而派生生出来的的一种型型号，它们很很难变型型为前驱驱动桥，使用受受到一定定限制；因此，综合来来说，双级减减速桥一一般均不不作为一一种基本本型驱动动桥来发发展，而是作作为某一一特殊考考虑而派派生出来来的驱动动桥存在在。(3)中中央单级级、轮边边减速驱驱动桥。轮边减减速驱动动桥较为为广泛地地用于油油田、建建筑工地地、矿山山等非公公路车与与军用车车上。当当前轮边边减速桥桥可分为为2类：一类为为圆锥行行星齿轮轮式轮边边减速桥桥；另一类类为圆柱柱行星齿齿轮式轮轮边减速速驱动桥桥。综上所述述，设计计的驱动动桥的传传动比小小于6。况且由由于随着着我国公公路条件件的改善善和物流流业对车车辆性能能要求的

16、的变化，重型汽汽车驱动动桥技术术已呈现现出向单单级化发发展的趋趋势。单级桥产产品的优优势为单单级桥的的发展拓拓展了广广阔的前前景。从从产品设设计的角角度看， 重型型车产品品在主减减速比小小于6的的情况下下，应尽量量选用单单级减速速驱动桥桥。2.2 设计驱驱动桥的的基本要要求(1)选选择适当当的主减减速比，以保证证汽车在在给定的的条件下下具有最最佳的动动力性和和燃油经经济性。(2)外外廓尺寸寸小，保保证汽车车具有足足够的离离地间隙隙，以满满足通过过性的要要求。(3)齿齿轮及其其他传动动件工作作平稳，噪声小小。(4)在在各种载载荷和转转速工况况下有较较高的传传动效率率。(5)具具有足够够的强度度和

17、刚度度，以承承受和传传递作用用于路面面和车架架或车身身间的各各种力和和力矩；在此条条件下，尽可能能降低质质量，尤尤其是簧簧下质量量，减少少不平路路面的冲冲击载荷荷，提高高汽车的的平顺性性。(6)与与悬架导导向机构构运动协协调。(7)结结构简单单，加工工工艺性性好，制制造容易易，维修修，调整整方便。驱动桥的的结构型型式按工工作特性性分，可可以归并并为两大大类，即即非断开开式驱动动桥和断断开式驱驱动桥。当驱动动车轮采采用非独独立悬架架时，应应该选用用非断开开式驱动动桥；当当驱动车车轮采用用独立悬悬架时，则应该该选用断断开式驱驱动桥。因此，前者又又称为非非独立悬悬架驱动动桥；后后者称为为独立悬悬架驱

18、动动桥。独独立悬架架驱动桥桥结构较较复杂，但可以以大大提提高汽车车在不平平路面上上的行驶驶平顺性性。2.3 非断开开式驱动动桥普通非断断开式驱驱动桥，由于结结构简单单、造价价低廉、工作可可靠，广广泛用在在各种载载货汽车车、客车车和公共共汽车上上。在多多数的越越野汽车车和部分分轿车上上也采用用这种结结构。他他们的具具体结构构、特别别是桥壳壳结构虽虽然各不不相同，但是有有一个共共同特点点，即桥桥壳是一一根支撑撑在左右右驱动车车轮上的的刚性空空心梁，齿轮及及半轴等等传动部部件安装装在其中中。这时时整个驱驱动桥、驱动车车轮及部部分传动动轴均属属于簧下下质量，汽车簧簧下质量量较大，这是它它的一个个缺点。

19、驱动桥的的轮廓尺尺寸主要要取决于于主减速速器的形形式。在在汽车轮轮胎尺寸寸和驱动动桥下的的最小离离地间隙隙已经确确定的情情况下，也就限限定了主主减速器器从动齿齿轮直径径的尺寸寸。在给给定速比比的条件件下，如如果单级级主减速速器不能能满足离离地间隙隙要求，可该用用双级别别结构，在双级级主减速速器中，通常把把两级减减速器齿齿轮放在在一个主主减速壳壳体内，也可以以将第二二级减速速齿轮作作为轮边边减速器器。对于于轮边减减速器：越野汽汽车为了了提高离离地间隙隙，可以以将一对对圆柱齿齿轮构成成的轮边边减速器器的主动动齿轮置置于其从从动齿轮轮的垂直直上方：公共汽汽车为了了降低汽汽车的质质心高度度和车厢厢地板

20、高高度，以以提高稳稳定性和和乘客上上下车的的方便，可将轮轮边减速速器的主主动齿轮轮置于其其从动齿齿轮的垂垂直下方方：有些些双层公公共汽车车为了进进一步降降低车厢厢地板高高度，在在采用圆圆柱齿轮轮轮边减减速器的的同时，将主减减速器及及差速器器总成也也移到一一个驱动动车轮的的旁边。在少数具具有高速速发动机机得大型型公共汽汽车、多多桥驱动动汽车和和超重型型载货汽汽车上，有时采采用涡轮轮式主减减速器，它不仅仅具有在在质量小小、尺寸寸紧凑的的情况下下可以得得到大的的传动比比以及工工作平滑滑无声的的优点，而且对对汽车的的总体布布置很方方便。2.4 断开式式驱动桥桥断开式驱驱动桥区区别于非非断开式式驱动桥桥

21、的明显显特点在在于前者者没有一一个连接接左右驱驱动车轮轮的刚性性整体外外壳或梁梁。断开开式驱动动桥的桥桥壳是分分段的，并且彼彼此之间间可以做做相对运运动，所所以这种种桥成为为断开式式的。另另外，它它又总是是与独立立悬挂相相匹配，故又称称为独立立悬挂驱驱动桥。这种桥桥的中段段，主减减速器及及差速器器等是悬悬置在车车架横梁梁或车厢厢地板上上，或与与脊梁式式车架相相联。主主减速器器、差速速器与传传动轴及及一部分分驱动车车轮传动动装置的的质量均均为簧上上质量。两侧的的驱动车车轮由于于采用独独立悬挂挂则可以以彼此致致立地相相对于车车架或车车厢作上上下摆动动，相应应地就要要求驱动动车轮的的传动装装置及其其

22、外壳或或套管作作相应摆摆动。汽车悬挂挂总成的的类型及及其弹性性元件与与减振装装置的工工作特性性是决定定汽车行行驶平顺顺性的主主要因素素，而汽汽车簧下下部分质质量的大大小，对对其平顺顺性也有有显著的的影响。断开式式驱动桥桥的簧下下质量较较小，又又与独立立悬挂相相配合，致使驱驱动车轮轮与地面面的接触触情况及及对各种种地形的的适应性性比较好好，由此此可大大大地减小小汽车在在不平路路面上行行驶时的的振动和和车厢倾倾斜，提提高汽车车的行驶驶平顺性性和平均均行驶速速度，减减小车轮轮和车桥桥上的动动载荷及及零件的的损坏，提高其其可靠性性及使用用寿命。但是，由于断断开式驱驱动桥及及与其相相配的独独立悬挂挂的结

23、构构复杂，故这种种结构主主要见于于对行驶驶平顺性性要求较较高的一一部分轿轿车及一一些越野野车上，且后者者多属于于轻型一一下的越越野汽车车或多桥桥驱动的的重型越越野汽车车。由于非断断开式驱驱动桥结结构简单单、造价价低廉、工作可可靠，查查阅资料料，参照照国内相相关货车车的设计计，最后后本课题题选用非非断开式式驱动桥桥。2.5 本章小小结本章主要要针对给给定的汽汽车进行行分析和和布置方方案的确确定以及及主减速速器的结结构的确确定，为为下面的的设计过过程做铺铺垫。第3章主主减速器器设计3.1 主减减速器的的结构形形式主减速器器的结构构形式主主要是根根据其齿齿轮的类类型，主主动齿轮轮和从动动齿轮的的安置

24、方方法以及及减速形形式的不不同而异异。3.1.1主减减速器的的齿轮类类型主减速器器的齿轮轮有弧齿齿锥齿轮轮，双曲曲面齿轮轮，圆柱柱齿轮和和蜗轮蜗杆杆等形式式。在此此选用弧弧齿锥齿齿轮传动动，其特特点是主主、从动动齿轮的的轴线垂垂直交于于一点。由于轮轮齿端面面重叠的的影响，至少有有两个以以上的轮轮齿同时时啮合，因此可可以承受受较大的的负荷，加之其其轮齿不不是在齿齿的全长长上同时时啮合，而是逐逐渐有齿齿的一端端连续而而平稳的的地转向向另一端端，所以以工作平平稳，噪噪声和振振动小。3.1.2主减减速器的的减速形形式由上段分分析设定定采用ii6小传动动比，采用单单级主减减速器，单级减减速驱动动桥产品品

25、的优势势：单级级减速驱驱动车桥桥是驱动动桥中结结构最简简单的一一种，制制造工艺艺较简单单，成本本较低，是驱动动桥的基基本型，在重型型汽车上上占有重重要地位位；3.1.3主减减速器主主，从动动锥齿轮轮的支承承形式作为一个个4吨级的的驱动桥桥，传动动的转矩矩很大，所所以主动动锥齿轮轮采用骑骑马式支支承。装装于轮齿齿大端一一侧轴颈颈上的轴轴承，多多采用两两个可以以预紧以以增加支支承刚度度的圆锥锥滚子轴轴承，其其中位于于驱动桥桥前部的的通常称称为主动动锥齿轮轮前轴承承，其后后部紧靠靠齿轮背背面的那那个齿轮轮称为主主动锥齿齿轮后轴轴承；当当采用骑骑马式支支承时，装于齿齿轮小端端一侧轴轴颈上的的轴承称称为

26、导向向轴承。导向轴轴承都采采用圆柱柱滚子式式，并且且内外圈圈可以分分离（有有时不带带内圈），以利利于拆装装。 3.2 主减减速比的的计算主减速比比对主减减速器的的结构形形式、轮轮廓尺寸寸、质量量大小以以及当变变速器处处于最高高档位时时汽车的的动力性性和燃料料经济性性都有直直接影响响。的选选择应在在汽车总总体设计计时和传传动系统统的总传传动比一一起由整整车动力力计算来来确定。可利用用在不同同的下的的功率平平衡图来来计算对对汽车动动力性的的影响。通过优优化设计计，对发发动机与与传动系系参数作作最佳匹匹配的方方法来选选择值，可是汽汽车获得得最佳的的动力性性和燃料料经济性性。为了得到到足够的的功率而而

27、使最高高车速稍稍有下降降，一般般选得比比最小值值大100%25%，即按按下式选选择：=0.3377=4.4444式中：车轮的的滚动半半径=00.5（m）最大功功率时的的发动机机转速330000r/miin；汽车的的最高车车速855km/h；变速器器最高挡挡传动比比1；分动器器传动比比1.2223。3.2.1主减减速器计计算载荷荷的确定定1.按发发动机最最大转矩矩和最低低挡传动动比确定定从动锥锥齿轮的的计算转转矩cce（3.11）式中：传动系系的最低低挡传动动比，在在此取99.011；发动机机的输出出的最大大转矩3350；传动系系上传动动部分的的传动效效率，在在此取00.9；该汽车车的驱动动桥数

28、目目在此取取1；1.00由以上各各参数可可求=1336122.7（3.2）2.按驱驱动轮打打滑转矩矩确定从从动锥齿齿轮的计计算转矩矩（3.33）式中：汽车满满载时一一个驱动动桥给水水平地面面的最大大负荷， 取400000N轮胎对对地面的的附着系系数，对对于安装装一般轮轮胎的公公路用车车，取=0.885；车轮的的滚动半半径，轮轮胎型号号为122.000R200，滚动动半径为为 0.5527mm；，分别别为所计计算的主主减速器器从动锥锥齿轮到到驱动车车轮之间间的传动动效率和和传动比比，取0.9，取1.0所以=199908.93.按汽汽车日常常行驶平均均转矩确确定从动动锥齿轮轮的计算算转矩对于公路路

29、车辆来来说，使使用条件件较非公公路车辆辆稳定，其正常常持续的的转矩根根据所谓谓的平均均牵引力力的值来来确定：（3.44）式中：汽车满满载时的的总重量量，此取取80220000N；所牵引引的挂车车满载时时总重量量，0N，但但仅用于于牵引车车的计算算；道路滚滚动阻力力系数，对于载载货汽车车可取00.011500.0220；在在此取00.0118汽车正正常行驶驶时的平平均爬坡坡能力系系数，对对于载货货汽车可可取0.050.009在此此取0.07汽车的的性能系系数，取0；，n见式（3.1），（3.3）下下的说明明。所以 =413326.2式（3.1）式式（3.4）参考考汽车车车桥设设计1式式（3.10

30、0）式式（3.12）。3.2.2主减减速器基基本参数数的选择择1.主、从动锥锥齿轮齿齿数和选择主、从动锥锥齿轮齿齿数时应应考虑如如下因素素：（1）为为了磨合合均匀，之间应应避免有有公约数数。（2）为为了得到到理想的的齿面重重合度和和高的轮轮齿弯曲曲强度，主、从从动齿轮轮齿数和和应不小小于400。（3）为为了啮合合平稳，噪声小小和具有有高的疲疲劳强度度对于商商用车一一般不小小于6。（4）主主传动比比较大时时，尽量量取得小小一些，以便得得到满意意的离地地间隙。（5）对对于不同同的主传传动比，和应有适适宜的搭搭配。根据以上上要求参参考汽汽车车桥桥设计1中表33-122 表33-133取=99 =40

31、2.从动动锥齿轮轮大端分分度圆直直径和端端面模数数对于单级级主减速速器，增增大尺寸寸会影响响驱动桥桥壳的离离地间隙隙，减小小又会影影响跨置置式主动动齿轮的的前支承承座的安安装空间间和差速速器的安安装。可根据经经验公式式初选，即 （3.5）直径系系数，一一般取113.00166.0从动锥锥齿轮的的计算转转矩，为Tcce和TTcs中中的较小小者，所所以在此此取=136612.7=（133.016.0）=（3110.443882）初选=3370 则=/=3700/400=9.255有参考机械设设计手册册22表223.44-3中中选取9， 则=3600根据=来来校核=9选取的的是否合合适，其中=（0.

32、330.4）此处，=（0.300.4）=（7.169.555），因此此满足校校核。3.主，从动锥锥齿轮齿齿面宽和和对于从动动锥齿轮轮齿面宽宽，推荐荐不大于于节锥的的0.33倍，即即，而且且应满足足，对于于汽车主主减速器器圆弧齿齿轮推荐荐采用：=0.1155428=555.9 在在此取660一般习惯惯使锥齿齿轮的小小齿轮齿齿面宽比比大齿轮轮稍大，使其在在大齿轮轮齿面两两端都超超出一些些，通常常小齿轮轮的齿面面加大220%较较为合适适，在此取取=8004.中点点螺旋角角螺旋角沿沿齿宽是是变化的的，轮齿齿大端的的螺旋角角最大，轮齿小小端螺旋旋角最小小，弧齿齿锥齿轮轮副的中中点螺旋旋角是相相等的，选时

33、应应考虑它它对齿面面重合度度，轮齿齿强度和和轴向力力大小的影响响，越大，则也越越大，同同时啮合合的齿越越多，传传动越平平稳，噪噪声越低低，而且且轮齿的的强度越越高，应应不小于于1.225，在在1.552.0时效效果最好好，但过过大，会会导致轴轴向力增增大。汽车主减减速器弧弧齿锥齿齿轮的平平均螺旋旋角为335400，而商商用车选选用较小小的值以以防止轴轴向力过过大，通通常取335。5.螺旋旋方向 主主、从动锥锥齿轮的的螺旋方方向是相相反的。螺旋方方向与锥锥齿轮的的旋转方方向影响响其所受受的轴向向力的方方向，当当变速器器挂前进进挡时，应使主主动锥齿齿轮的轴轴向力离离开锥顶顶方向，这样可可使主、从动

34、齿齿轮有分分离的趋趋势，防防止轮齿齿因卡死死而损坏坏。所以以主动锥锥齿轮选选择为左左旋，从从锥顶看看为逆时时针运动动，这样样从动锥锥齿轮为为右旋，从锥顶顶看为顺顺时针，驱动汽汽车前进进。6.法向向压力角角 加加大压力力角可以以提高齿齿轮的强强度，减减少齿轮轮不产生生根切的的最小齿齿数，但但对于尺尺寸小的的齿轮，大压力力角易使使齿顶变变尖及刀刀尖宽度度过小，并使齿齿轮的端端面重叠叠系数下下降，一一般对于于“格里森森”制主减减速器螺螺旋锥齿齿轮来说说，规定定重型载载货汽车车可选用用22.5的压力力角。3.2.3主减减速器圆圆弧锥齿齿轮的几几何尺寸寸计算表3.11主减速速器圆弧弧锥齿轮轮的几何何尺寸

35、计计算用表表序号项目计算公式式计算结果果1主动齿轮轮齿数92从动齿轮轮齿数403端面模数数94齿面宽=80=625工作齿高高80.446全齿高=99.757法向压力力角=22.58轴交角=909分度圆直直径=86=3800序 号项 目计 算 公 式式计 算 结 果果10节锥角arcttan=90-=12.68=77.3211节锥距A=A=2445.99712周节t=3.14116 t=377.69913齿顶高=10.214齿根高=12.4615径向间隙隙c=c=2.256616齿根角=2.8899 17面锥角=15.5811=80.217718根锥角=9.7783=74.419919齿顶圆直直

36、径=1277.9002=4844.477920节锥顶点点止齿轮轮外缘距距离=2377.766=44.0521理论弧齿齿厚=27.38mmm=10.32mmm22齿侧间隙隙B=0.30550.44060.4mmm23螺旋角=353.2.4主减速速器圆弧弧锥齿轮轮的强度度计算1主减速速器圆弧弧齿螺旋旋锥齿轮轮的强度度计算（1）单单位齿长长上的圆圆周力 在汽车车主减速速器齿轮轮的表面面耐磨性性，常常常用其在在轮齿上上的假定定单位压压力即单单位齿长长圆周力力来估算算，即（3.66）式中：P作用用在齿轮轮上的圆圆周力，按发动动机最大大转矩TTemaax和最最大附着着力矩 两种载载荷工况况进行计计算，NN

37、； 从动齿齿轮的齿齿面宽，在此取取80mmm. 按发动机机最大转转矩计算算时：（3.77）式中：发动机机输出的的最大转转矩，在在此取3350；变速器器的传动动比；主动齿齿轮节圆圆直径，在此取取1088mm.按上式=7300Nmmm（3.8）（22）轮齿齿的弯曲曲强度计计算汽车主减减速器锥锥齿轮的的齿根弯弯曲应力力为N/（33.9）式中：该齿轮轮的计算算转矩，Nm;超载系系数；在在此取11.0尺寸系系数当时，在此此0.8829载荷分分配系数数，当两两个齿轮轮均用骑骑马式支支承型式式时，1.00011.1；质量系系数，对对于汽车车驱动桥桥齿轮，当齿轮轮接触良良好，周周节及径径向跳动精度度高时，可取

38、11.0;计算齿齿轮的齿齿面宽，mm;计算齿齿轮的齿齿数；端面模模数，mmm;计算弯弯曲应力力的综合合系数，它综合合考虑了了齿形系系数。载荷作用用点的位位置、载载荷在齿齿间的分分布、有有效齿面面宽、应应力集中中系数及及惯性系系数等对对弯曲应应力计算算的影响响。计算算弯曲应应力时本本应采用用轮齿中中点圆周周力与中中点端面面模数，今用大大端模数数，而在在综合系系数中进进行修正正。按图图2-1选取小小齿轮的的0.2255，大齿轮轮0.1955.按上式1733 N/ 2210.3 NN/=1999.6 N/330766.9 h=所以轴承承符合使使用要求求。对于从动动齿轮的的轴承CC，D的的径向力力计算

39、公公式见式式（2.18）和式（2.19）已知FF=2554500N，=96662N，=2002022N，aa=4110mmm，b=1660mmm.c=2500mm所以，轴轴承C的的径向力力：=1004011.3NN轴承D的的径向力力：=2331000.5NN轴承C，D均采采用圆锥锥滚子轴轴承3222188，其额额定动载载荷Crr为13340997N（3）对对于轴承承C，轴轴向力AA=96662NN，径向向力R=104401.3N，并且=0.993ee，在此此e值为为1.55tanna约为00.4002，由由机械械设计6中表118.77可查得得X=00.4，Y=00.4ccotaa=1.6所以Q

40、=1.2(00.49666211.6104401.3)=246608.2566N =2289663 hh所以轴承承C满足足使用要要求。（4）对对于轴承承D，轴轴向力AA=0N，径径向力RR=2331000.5NN，并且且=.441877e由机械械设计6中表118.77可查得得X=00.4，Y=00.4ccotaa=1.6所以Q=1.2(1.6231100.5)=443352.96NN=440644.8 h 所以轴承承D满足足使用要要求。此节计算算内容参参考了汽车车车桥设计计11和汽车车设计3关于主主减速器器的有关关计算。3.3 本章小小结本章首先先根据所所学的汽汽车理论论的知识识计算出出主减速

41、速器的传传动比，确定齿齿轮的参参数，介介绍了齿齿轮变为为系数的的选择原原则，并并根据各各项参数数计算齿齿轮的参参数，简简单介绍绍了齿轮轮材料的的选择原原则，对对齿轮进进行了校校核。第4章 差速器器设计差速器用用来在两两输出轴轴间分配配转矩，并保证证两输出出轴有可可能以不不同的角角速度转转动。差差速器有有多种形形式，在在此设计计普通对对称式圆圆锥行星星齿轮差差速器。4.1对对称式圆圆锥行星星齿轮差差速器的的结构普通的对对称式圆圆锥齿轮轮差速器器由差速速器左右右壳，两两个半轴轴齿轮，四个行行星齿轮轮，行星星齿轮轴轴，半轴轴齿轮垫垫片及行行星齿轮轮垫片等等组成。如图33-2所所示。其其广泛用用于各类

42、类车辆上上。图3-22 普普通的对对称式圆圆锥行星星齿轮差差速器1，122-轴承承；2-螺母；3，114-锁锁止垫片片；4-差速器器左壳；5，113-螺螺栓；66-半轴轴齿轮垫垫片；7-半轴轴齿轮；8-行行星齿轮轮轴；99-行星星齿轮；10-行星齿齿轮垫片片；111-差速速器右壳壳4.2对对称式圆圆锥行星星齿轮差差速器的的设计由于在差差速器壳壳上装着着主减速速器从动动齿轮，所以在在确定主主减速器器从动齿齿轮尺寸寸时，应应考虑差差速器的的安装。差速器器的轮廓廓尺寸也也受到主主减速器器从动齿齿轮轴承承支承座座及主动动齿轮导导向轴承承座的限限制。4.2.1差速速器齿轮轮的基本本参数的的选择1.行星星

43、齿轮数数目的选选择载货汽车车采用44个行星星齿轮。2.行星星齿轮球球面半径径的确定定圆锥行星星齿轮差差速器的的结构尺尺寸，通通常取决决于行星星齿轮的的背面的的球面半半径，它它就是行行星齿轮轮的安装装尺寸，实际上上代表了了差速器器圆锥齿齿轮的节节锥距，因此在在一定程程度上也也表征了了差速器器的强度度。球面半径径可按如如下的经经验公式式确定： mm (44.1) 式中：行星齿齿轮球面面半径系系数，可可取2.522.999，对对于有44个行星星齿轮的的载货汽汽车取小小值；T计算算转矩，取Tcce和TTcs的的较小值值，T =136612.7Nm.根据上式式=2.6=62mmm所以预预选其节节锥距AA

44、=62mmm3.行星星齿轮与与半轴齿齿轮的选选择为了获得得较大的的模数从从而使齿齿轮有较较高的强强度，应应使行星星齿轮的的齿数尽尽量少。但一般般不少于于10。半轴齿齿轮的齿齿数采用用1425，大多数数汽车的的半轴齿齿轮与行行星齿轮轮的齿数数比/在1.522.0的的范围内内。差速器的的各个行行星齿轮轮与两个个半轴齿齿轮是同同时啮合合的，因因此，在在确定这这两种齿齿轮齿数数时，应应考虑它它们之间间的装配配关系，在任何何圆锥行行星齿轮轮式差速速器中，左右两两半轴齿齿轮的齿齿数，之和必必须能被被行星齿齿轮的数数目所整整除，以以便行星星齿轮能能均匀地地分布于于半轴齿齿轮的轴轴线周围围，否则则，差速速器将

45、无无法安装装，即应应满足的的安装条条件为： （4.2）式中：，左右右半轴齿齿轮的齿齿数，对对于对称称式圆锥锥齿轮差差速器来来说，=行星齿齿轮数目目；任意整整数。在此=118，=12 满满足以上上要求。4.差速速器圆锥锥齿轮模模数及半半轴齿轮轮节圆直直径的初初步确定定首先初步步求出行行星齿轮轮与半轴轴齿轮的的节锥角角，=299.055=900-=600.955再按下式式初步求求出圆锥锥齿轮的的大端端端面模数数m mm=6.778 由由于强度度的要求求在此取取m=8mm得=800mm=818=144mm5.压力力角目前，汽汽车差速速器的齿齿轮大都都采用222.55的压力力角，齿齿高系数数为0.8。

46、最最小齿数数可减少少到100，并且且在小齿齿轮（行行星齿轮轮）齿顶顶不变尖尖的条件件下，还还可以由由切向修修正加大大半轴齿齿轮的齿齿厚，从从而使行行星齿轮轮与半轴轴齿轮趋趋于等强强度。由由于这种种齿形的的最小齿齿数比压压力角为为20的少，故可以以用较大大的模数数以提高高轮齿的的强度。在此选选22.5的压力力角。6.行星星齿轮安安装孔的的直径及及其深度度L行星齿轮轮的安装装孔的直直径与行行星齿轮轮轴的名名义尺寸寸相同，而行星星齿轮的的安装孔孔的深度度就是行行星齿轮轮在其轴轴上的支支承长度度，通常常取： （4.3）式中：差速器器传递的的转矩，Nm；在此取取136612.7Nm行星齿齿轮的数数目；在

47、在此为44行星齿齿轮支承承面中点点至锥顶顶的距离离，mmm，0.55d，d为半轴轴齿轮齿齿面宽中中点处的的直径，而d0.88；支承面面的许用用挤压应应力，在在此取669 MMPa根据上式式=1444mmm=0.51444=722mm25mmm28mmm4.2.2差速速器齿轮轮的几何何计算表4.11汽车差差速器直直齿锥齿齿轮的几几何尺寸寸计算用用表序号项目计算公式式计算结果果1行星齿轮轮齿数10，应尽量量取最小小值=122半轴齿轮轮齿数=1425，且且需满足足式（44-1）=183模数=5mmm4齿面宽b=(00.2550.330)AA;b10mm15mmm 续表序号项目计算公式式计算结果果5工

48、作齿高高=16mmm6全齿高17.99317压力角22.558轴交角=909分度圆直直径； 10节锥角，=29.05，11节锥距=1022.977mm12周节=3.114166=31.42mmm13齿顶高;=12.3mmm=5.66mm14齿根高=1.7788-;=1.7888-=7.332mmm;=12.44mmm15径向间隙隙=-=00.1888+00.0551=1.9931mmm16齿根角=;=1.0067; =6.886817面锥角；=35.94=655.02218根锥角；=24.98=544.06619外圆直径径；mmmm20节圆顶点点至齿轮轮外缘距距离mmmm续表序号项目计算公式式

49、计算结果果21理论弧齿齿厚=17.38 mm=14.05 mm22齿侧间隙隙=0.22450.3330 mm=0.2250mmm23弦齿厚=17.13mmm=13.88mmm24弦齿高=11.22mmm=5.558mmm4.2.3 差速器器齿轮的的强度计计算差速器齿齿轮的尺尺寸受结结构限制制，而且且承受的的载荷较较大，它它不像主主减速器器齿轮那那样经常常处于啮啮合状态态，只有有当汽车车转弯或或左右轮轮行驶不不同的路路程时，或一侧侧车轮打打滑而滑滑转时，差速器器齿轮才才能有啮啮合传动动的相对对运动。因此对对于差速速器齿轮轮主要应应进行弯弯曲强度度校核。轮轮齿弯曲曲强度为为= MPPa (4.4)

50、 式中：差速器器一个行行星齿轮轮传给一个个半轴齿齿轮的转转矩，其其计算式式 在在此为115477.255 Nm；差速器器的行星星齿轮数数；半轴齿齿轮齿数数；、见式（2.9）下下的说明明；计算汽汽车差速速器齿轮轮弯曲应应力用的的综合系系数，由由图3.1可查得得=0.2255图4.22 弯弯曲计算算用综合合系数根据上式式=2001.77MPaa2110.99MPaa所以，差差速器齿齿轮满足足弯曲强强度要求求。此节内容容图表参参考了汽车车车桥设计计11中差差速器设设计一节节。4.3 本章小小结本章主要要针对差差速器进进行了设设计和校校核，确确定其结结构、尺尺寸。对对差速器器中的齿齿轮进行行了计算算和

51、校核核。第5章 驱动半半轴的设设计驱动车轮轮的传动动装置位位于汽车车传动系系的末端端，其功功用是将将转矩由由差速器器的半轴轴齿轮传传给驱动动车轮。在一般般的非断断开式驱驱动桥上上，驱动动车轮的的传动装装置就是是半轴，半轴将将差速器器的半轴轴齿轮与与车轮的的轮毂联联接起来来，半轴轴的形式式主要取取决半轴轴的支承承形式：普通非非断开式式驱动桥桥的半轴轴，根据据其外端端支承的的形式或或受力状状况不同同可分为为半浮式式，3/4浮式式和全浮浮式，在在此由于于是载重重汽车，采用全全浮式结结构。设计半轴轴的主要要尺寸是是其直径，在设计计时首先先可根据据对使用用条件和和载荷工工况相同同或相近近的同类类汽车同同

52、形式半半轴的分分析比较较，大致致选定从从整个驱驱动桥的的布局来来看比较较合适的的半轴半半径，然然后对它它进行强强度校核核。计算时首首先应合合理地确确定作用用在半轴轴上的载载荷，应应考虑到到以下三三种可能能的载荷荷工况：（1）纵纵向力（驱动力力或制动动力）最最大时，其最大大值为，附着系系数在计计算时取取0.88，没有有侧向力力作用；（2）侧侧向力最最大时，其最大大值为（发生于于汽车侧侧滑时），侧滑滑时轮胎胎与地面面的侧向向附着系系数在计计算时取取1.00，没有有纵向力力作用；（3）垂垂向力最最大时（发生在在汽车以以可能的的高速通通过不平平路面时时），其其值为，其中为为车轮对对地面的的垂直载载荷，

53、为为动载荷荷系数，这时不不考虑纵纵向力和和侧向力力的作用用。由于车轮轮承受的的纵向力力，侧向向力值的的大小受受车轮与与地面最最大附着着力的限限制，即即有故纵向力力最大时时不会有有侧向力力作用，而侧向向力最大大时也不不会有纵纵向力作作用。5.1全全浮式半半轴计算算载荷的的确定全浮式半半轴只承承受转矩矩，其计计算转矩矩可有求求得，其其中，的计算算，可根根据以下下方法计计算，并并取两者者中的较较小者。 若按按最大附附着力计计算，即即 （5.1）式中：轮胎与与地面的的附着系系数取00.8；汽车加加速或减减速时的的质量转转移系数数，可取取1.221.4在此此取1.3。根据上式式=2600000 NN 若

54、按发发动机最最大转矩矩计算，即 （5.2）式中：差速器器的转矩矩分配系系数，对对于普通通圆锥行行星齿轮轮差速器器取0.6；发动机机最大转转矩，NNm；汽车传传动效率率，计算算时可取取1或取取0.99；传动系系最低挡挡传动比比；轮胎的的滚动半半径，mm。上参数见见式（33.1）下下的说明明。根据上式式=143359.9 NN在此1443599.9 N =143359.9 NNm5.2 全浮浮式半轴轴的杆部部直径的的初选全浮式半半轴杆部部直径的的初选可可按下式式进行（5.33）根据上式式=（40.83352.99）mm根据强度度要求在在此取43mmm。5.3全全浮式半半轴的强强度计算算首先是验验算

55、其扭转转应力：（5.44）式中：半轴的的计算转转矩，NNm在此此取1443599.9NNm；半轴杆杆部的直直径，mmm。根据上式式3844.9MMPa =(49005888) MPaa所以满足足强度要要求。5.4 半轴轴花键的的强度计计算在计算半半轴在承承受最大大转矩时时还应该该校核其其花键的的剪切应应力和挤挤压应力力。半轴花键键的剪切切应力为为 (5.5)半轴花键键的挤压压应力为为 （5.6）式中：半轴承承受的最最大转矩矩，Nm，在此取取143359.9Nm;半轴花花键的外外径，mmm，在此取取51mmm;相配花花键孔内内径，mmm，在此取取42.6mmm;花键齿齿数；在在此取116花键工工

56、作长度度，mmm，在此此取1330mmm;花键齿齿宽，mmm，在在此取33.9225mmm;载荷分分布的不不均匀系系数，计计算时取取0.775。根据上式式可计算算得=56.3MPPa=477.3MMPa根据要求求当传递递的转矩矩最大时时，半轴轴花键的的切应力力不应超超过711.055MPaa，挤压压应力不应超超过1996MPPa，以以上计算算均满足足要求。 此节的的有关计计算参考考了汽汽车车桥桥设计中关于于半轴的的计算的的内容。5.5 本章小小结本章主要要针对驱驱动桥上上的半轴轴进行了了计算和和校核，并对半半轴的形形式进行行了确定定以及校校核的半半轴是否否满足使使用要求求。第6章 驱动桥桥壳的

57、设设计驱动桥壳壳的主要要功用是是支承汽汽车质量量，并承承受有车车轮传来来的路面面反力和和反力矩矩，并经经悬架传传给车身身，它同同时又是是主减速速器，差差速器和和半轴的的装配体体。驱动桥壳壳应满足足如下设设计要求求：（1）应应具有足足够的强强度和刚刚度，以以保证主主减速器器齿轮啮啮合正常常，并不不使半轴轴产生附附加弯曲曲应力；（2）在在保证强强度和刚刚度的情情况下，尽量减减小质量量以提高高行驶的平平顺性；（3）保保证足够够的离地地间隙；（4）结结构工艺艺性好，成本低低；（5）保保护装于于其中的的传动系系统部件件和防止止泥水浸浸入；（6）拆拆装，调调整，维维修方便便。考虑的设设计的是是载货汽汽车，

58、驱驱动桥壳壳的结构构形式采采用铸造造整体式式桥壳。6.1铸铸造整体体式桥壳壳的结构构通常可采采用球墨墨铸铁、可锻铸铸铁或铸铸钢铸造造。在球球铁中加加入1.7%的的镍，解解决了球球铁低温温（-441C）冲击击值急剧剧降低的的问题，得到了了与常温温相同的的冲击值值。为了了进一步步提高其其强度和和刚度，铸造整整体式桥桥壳的两两端压入入较长的的无缝钢钢管作为为半轴套套筒，并并用销钉钉固定。如图55.1所示示，每边边半轴套套管与桥桥壳的压压配表面面共四处处，由里里向外逐逐渐加大大配合面面的直径径，以得得到较好好的压配配效果。钢板弹弹簧座与与桥壳铸铸成一体体，故在在钢板弹弹簧座附附近桥壳壳的截面面可根据据

59、强度要要求铸成成适当的的形状，通常多多为矩形形。安装装制动底底板的凸凸缘与桥桥壳住在在一起。桥壳中中部前端端的平面面及孔用用于安装装主减速速器及差差速器总总成，后后端平面面及孔可可装上后后盖，打打开后盖盖可作检检视孔用用。另外，由由于汽车车的轮毂毂轴承是是装在半半轴套管管上，其其中轮毂毂内轴承承与桥壳壳铸件的的外端面面相靠，而外轴轴承则与与拧在半半轴套管管外端的的螺母相相抵，故故半轴套套管有被被拉出的的倾向，所以必必须将桥桥壳与半半轴套管管用销钉钉固定在在一起。图6.11 铸铸造整体体式驱动动桥结构构铸造整体体式桥壳壳的主要要优点在在于可制制成复杂杂而理想想的形状状，壁厚厚能够变变化，可可得到

60、理理想的应应力分布布，其强强度及刚刚度均较较好，工工作可靠靠，故要要求桥壳壳承载负负荷较大大的中、重型汽汽车，适适于采用用这种结结构。尤尤其是重重型汽车车，其驱驱动桥壳壳承载很很重，在在此采用用球铁整整体式桥桥壳。除了优点点之外，铸造整整体式桥桥壳还有有一些不不足之处处，主要要缺点是是质量大大、加工工面多，制造工工艺复杂杂，且需需要相当当规模的的铸造设设备，在在铸造时时质量不不宜控制制，也容容易出现现废品，故仅用用于载荷荷大的重重型汽车车。6.2桥桥壳的受受力分析析与强度度计算选定桥壳壳的结构构形式以以后，应应对其进进行受力力分析，选择其其端面尺尺寸，进进行强度度计算。汽车驱动动桥的桥桥壳是汽