【正文】 動橋還傳遞著傳動系中的最大轉矩，橋殼還承受著反作用力矩。汽車驅動橋結構型式和設計參數(shù)除對汽車的可靠性與耐久性有重要影響外，也對汽車的行駛性能如動力性、經(jīng)濟性、平順性、通過性、機動性和操動穩(wěn)定性等有直接影響。另外，汽車驅動橋在汽車的各種總成中也是涵蓋機械零件、部件、分總 成等的品種最多的大總成。例如，驅動橋包含主減速器、差速器、驅動車輪的傳動裝置（半軸及輪邊減速器）、橋殼和各種齒輪 。 由上述可見，汽車驅動橋設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計到所有的現(xiàn)代機械制造工藝。因此，通過對汽車驅動橋的學習和設計實踐，可以更好的學習并掌握現(xiàn)代汽車設計與機械設計的全面知識和技能。 課題所設計的客 車 最高車速 V≥140km/h,發(fā)動機額 定功率 75KW， 最大扭矩185Nm。 本課題的設計思路可分為以下幾點：首先選擇初始方案， 微 型客 車一般采用后橋驅動 ，所以設計的驅動橋結構需要符合微 型客 車的結構要求；接著選擇各部件的結構形式；最后選擇各部件的具體參數(shù)，設計出各主要尺寸。 所設計的 客 車驅動橋制造工藝性好、外形美觀，工作更穩(wěn)定、可靠。該驅動橋設計大大降低了制造成本，同時驅動橋使用維護成本也降低了。設計的產(chǎn)品達到了結構簡單，修理、保養(yǎng)方便；機件工藝性好，制造容易的要求。 目前我國正在大力發(fā)展汽車產(chǎn)業(yè) ,采用后輪驅動 汽車的平衡性和操作性都將會有很大的提高 。后輪驅動的汽車加速時，牽引力將不會由前輪發(fā)出，所以在加速轉彎時，司機就會感到有更大的橫向握持力，操作性能變好。 維修費用低也是后輪驅動的一個優(yōu)點，盡管由于構造和車型的不同，這種費用將會有很大的差別。如果你的變速器出了故障，對于后輪驅動的汽車就不需要對差速器進行維修，但是對于前輪驅動的汽車來說也許就有這個必要了，因為這兩個部件是做在一起的。 所以后輪驅動必然會使得乘車更加安全、舒適，從而帶來可觀的經(jīng)濟效益。 本科生畢業(yè)設計（論文） 2 第 2章 驅動橋總體方案論證 由于設計的是長 米，總質(zhì)量 2500KG 的客車后驅動橋，要設計這樣一個級別的驅動橋，一般選用非斷開式結構以與非獨立懸架相適應，該種形式的驅動橋的橋殼是一根支撐在左右驅動車輪的剛性空心梁 ，一般是鑄造或鋼板沖壓而成，主減速器，差速器和半軸等所有傳動件都裝在其中，此時驅動橋，驅動車輪都屬于簧下質(zhì)量。 驅動橋的結構形式有多種，基本形式有三種如下： 1)中央單級減速驅動橋。此是驅動橋結構中最為簡單的一種，是驅動橋的基本形式， 在載重汽車中占主導地位。一般在主傳動比小于 6 的情況下，應盡量采用中央單級減速驅動橋。目前的中央單級減速器趨于采用雙曲 面 錐齒輪，主動小齒輪采用騎馬式支承。 2)中央雙級驅動橋。在國內(nèi)目前的市場上，中央雙級驅動橋主要有 2 種類型：一類如伊頓系列產(chǎn)品，事先就在單級減速器中預留好空間， 當要求增大牽引力與速比時，可裝入圓柱行星齒輪減速機構，將原中央單級改成中央雙級驅動橋，這種改制 “ 三化 ” （即系列化，通用化，標準化）程度高， 橋殼、主減速器等均可通用，錐齒輪直徑不變；另一類如洛克威爾系列產(chǎn)品，當要增大牽引力與速比時，需要改制第一級傘齒輪后，再裝入第二級圓柱直齒輪或斜齒輪，變成要求的中央雙級驅動橋，這時橋殼可通用，主減速器不通用， 錐齒輪有 2 個規(guī)格。 由于上述中央雙級減速橋均是在中央單級橋的速 比超出一定數(shù)值或牽引總質(zhì)量較大時，作為系列產(chǎn)品而派生出來的一種型號，它們很難變型為前驅動橋，使用受到一 定限制；因此，綜合來說，雙級減速橋一般均不作為一種基本型驅動橋來發(fā)展，而是作為某一特殊考慮而派生出來的驅動橋存在。 3)中央單級、輪邊減速驅動橋。輪邊減速驅動橋較為廣泛地用于油田、建筑工地、礦山等非公路車與軍用車上。當前輪邊減速橋可分為 2 類：一類為圓錐行星齒輪式輪邊減速橋；另一類為圓柱行星齒輪式輪邊減速驅動橋。 ①圓錐行星齒輪式輪邊減速橋。由圓錐行星齒輪式傳動構成的輪邊減速器，輪邊減速比為固定值 2，它一般均與中央單級橋組成為一系列。在該系列中，中央單級橋仍具有獨立性，可單獨使用，需要增大橋的輸出轉矩，使牽引 力增大或速比增大時，可不改變中央主減速器而在兩軸端加上圓錐行星齒輪式減速器即可變成雙級橋。這類橋與中央雙級減速橋的區(qū)別在于：降低半軸傳遞的轉矩，把增 本科生畢業(yè)設計（論文） 3 大的轉矩直接增加到兩軸端的輪邊減速器上 ，其“三化”程度較高。但這類橋因輪邊減速比為固定值 2，因此，中央主減速器的尺寸仍較大，一般用于公路、非公路軍用車。 ②圓柱行星齒輪式輪邊減速橋。單排、齒圈固定式圓柱行星齒輪減速橋，一般減速比在 3 至 之間。由于輪邊減速比大，因此，中央主減速器的速比一般均小于 3，這樣大錐齒輪就可取較小的直徑，以保證重型汽車對離地問隙的要求 。這類橋比單級減速器的質(zhì)量大，價格也要貴些，而且輪穀內(nèi)具有齒輪傳動，長時間在公路上行駛會產(chǎn)生大量的熱量而引起過熱；因此，作為公路車用驅動橋，它不如中央單級減速橋。 綜上所述，由于設計的驅動橋的傳動比為 ，小于 6。 所以選擇非斷開式中央單級 減速 驅動橋。 況且由于隨著我國公路條件的改善和物流業(yè)對車輛性能要求的變化， 大 型汽車驅動橋技術已呈現(xiàn)出向單級化發(fā)展的趨勢，主要是單級驅動橋還有以下幾點優(yōu)點： (1)單級減速驅動橋是驅動橋中結構最簡單的一種，制造工藝簡單，成本較低， 是驅動橋的基本類型，在 微 型汽車上占有重 要地位； (2) 微 型汽車發(fā)動機向低速大轉矩發(fā)展的趨勢，使得驅動橋的傳動比向小速比發(fā)展； (3) 隨著公路狀況的改善，特別是高速公路的迅猛發(fā)展， 微 型汽車使用條件對汽車通過性的要求降低。因此， 微 型汽車不必像過去一樣，采用復雜的結構提高通過性； (4) 與帶輪邊減速器的驅動橋相比，由于產(chǎn)品結構簡化，單級減速驅動橋機械傳動效率提高，易損件減少，可靠性提高。 圖 單級減速驅動橋 本科生畢業(yè)設計（論文） 4 第 3章 主 減速器設計 主減速器簡介 主減速器是汽車傳動系中減小轉速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齒數(shù)少的錐齒輪帶動齒數(shù)多的錐齒輪。對發(fā)動機縱置的汽車，其主減速器還利用錐齒輪傳動以改變動力方向。由于汽車在各種道路上行使時，其驅動輪上要求必須具有一定的驅動力矩和轉速，在動力向左右驅動輪分流的差速器之前設置一個主減速器后，便可使主減速器前面的傳動部件如變速器、萬向傳動裝置等所傳遞的扭矩減小，從而可使其尺寸及質(zhì)量減小、操縱省力。 主減速器 結構方案分析 主減速器的齒輪類型 主減速器的齒輪有弧齒錐齒輪，雙曲面齒輪，圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式。 圖 a） 螺旋錐齒輪傳動 b）雙曲面齒輪傳動 c）圓柱齒輪傳動 d）蝸桿傳動 雙曲面齒輪傳動，其主要特點是主，從動齒輪的軸線不相交而呈空間交叉。 本科生畢業(yè)設計（論文） 5 其空間交叉角也都采用 90176。 雙曲面齒輪與螺旋錐齒輪相比由如下優(yōu)點： 1） 主動齒輪的端面模數(shù)大于從動齒輪，這就使雙曲面齒輪傳動的主動齒輪 比相應的螺旋錐齒輪有更大的直徑和更好的剛 度及強度。 2）雙曲面齒輪傳動的主動齒輪直徑及螺旋角都較大，所以想嚙合齒輪的當量曲率半徑較相應的螺旋錐齒輪為大，其結果使齒面的接觸強度提高。 3） 雙曲面主動齒輪的 1? 變大，則不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)可減少，故可選用較少的齒數(shù)，有利于增加傳動比。 4） 采用雙曲面齒輪作為驅動橋主減速器齒輪時，其偏移距還給汽車的總體布置帶來方便。 5）雙曲面齒輪 傳動還具有沿齒長方向的縱向滑動，這種滑動有利于磨合，促使齒輪副沿整個齒面都能較好的嚙合，因而更促使其工作平穩(wěn)和無噪聲。 6）如果 兩種 傳動的主動齒輪軸頸相等，則雙曲面從動的直徑比螺旋錐齒輪的小，這對于主減速比大于等于 的傳動有優(yōu)越性。 考慮到以上種種優(yōu)點，再結合本次設計的車型，所以選用的是雙曲面齒輪。 主減速器的減速形式 主減速器的減速型式分為單級減速、雙級減速、單級貫通、雙級貫通、主減速及輪邊減速等。 由于本次設計車型主減速比小于 6，一般采用單級主減速器，單級減速驅動橋產(chǎn)品的優(yōu)勢：單級減速驅動車橋是驅動橋中結構最簡單的一種，制造工藝較簡單，成本較低，是驅動橋的基本型，在大型和重型汽車上占有重要地位； 目前大型和微 型汽車發(fā)動 機向低速大扭矩發(fā)展的趨勢使得驅動橋的傳動比向小速比發(fā)展；隨著公路狀況的改善，特別是高速 公路的迅猛發(fā)展，許多大，微型汽車使用條件對汽車通過性的要求降低，因此，大，微 型汽車產(chǎn)品不必像過去一樣，采用復雜的結構提高其的通過性；與帶輪邊減速器的驅動橋相比，由于產(chǎn)品結構簡化，單級減速驅動橋機械傳動效率提高，易損件減少，可靠性增加。 主減速器的主 動 錐齒輪的支承形式 主減速器中心必須保證主從動齒輪具有良好的嚙合狀況，才能使它們很好地工作。齒輪的正確嚙合，除了與齒輪的加工質(zhì)量裝配調(diào)整及軸承主減速器殼體的剛度有關以外 ，還與齒輪的支承剛度密切相關。 現(xiàn)代汽車主減速器主動錐齒輪的支撐形式有：懸臂式和跨置式支承。 本科生畢業(yè)設計（論文） 6 懸臂式支撐的結構特點是，在錐齒輪大端一側有較長的軸，并在其上安裝一對圓錐滾子軸承。 跨置式支撐的結構特點是，錐齒輪的兩端均有軸承支承，這樣可以增加支承剛度，又使軸承負荷減小，齒輪嚙合條件改善。但是跨置式的支承必須在主減速器殼體上由支承導向軸承所需要的軸承座，從而使主減速器殼體結構復雜。跨置式支撐拆裝困難，導向軸承是一個易壞的軸承。 本次設計采用懸臂式支撐 。 主減速器的基本參數(shù)選擇與設計計算 主減速比的確定 主減速比對主減速器的結構型式、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料經(jīng)濟性都有直接影響。 i0 的選擇應在汽車總體設計時和傳動系的總傳動比 i 一起由整車動力計算來確定?？衫迷诓煌?i0 下的功率平衡田來研究 i0 對汽車動力性的影響。通過優(yōu)化設計，對發(fā)動機與傳動系參數(shù)作最佳匹配的方法來選擇 i0 值，可使汽車獲得最佳的動力性 和燃料經(jīng)濟性。 對于具有很大功率儲備的轎車、長途公共汽車尤其是競賽車來說，在給定發(fā)動機最大功率 amaxP 及其轉速 pn 的情況下，所選擇的 i0 值應能保證這些汽車有盡可能高的最高車速 amaxv 。這時 i0 值應按下式來確定： rp0amax ghrni = vi 把 np=4300r/n , amaxv =140km/h , rr = , igh=1 代入 初步計算出 i0 = 根據(jù)計算結果和與參考本次設計車型，并考慮將確定的主、從動主減速器齒輪齒數(shù)，確定 i0 =。 主減速器齒輪計算載荷的確定 1．按發(fā)動機最大轉矩和最低擋傳動比確定從動 錐齒輪的計算轉矩Ｔ ce nKiTT ToTLece /m a x ????? mN （ 31） 式中 TLi —— 發(fā)動機至所計算的主減速器從動錐齒輪之間的傳動系的最低擋傳動比，在此取 *，此數(shù)據(jù)參考中順世紀輕客 車型； maxeT —— 發(fā)動機的輸出的最大轉矩，此數(shù)據(jù)參考考中順世紀輕客 車型在此取 185 mN? ； 本科生畢業(yè)設計（論文） 7 T? —— 傳動系上傳動部分的傳動效率，在此取 ； n —— 該汽車的驅動橋數(shù)目在此取 1； oK —— 由于猛結合離合器而產(chǎn)生沖擊載荷時的超載系數(shù)，對于一般的載貨汽車，礦用汽車和越野汽車以及液力傳動及自動變速器的各類汽車取oK =，當性能系數(shù) pf 0 時可取 oK =； ???????????????????????16T gm0 . 1 9 5 016T gm0 . 1 9 5 T gm0 . 1 9 5161001e m a xae m a xae m a xa當當pf （ 32） am —— 汽車滿載時的總質(zhì)量在此取 2500 gK ； 所以 2500 10185?? =2616 ? pf =〈 0 即 oK = 由以上各參數(shù)可求 Tce Tce = 1 8 5 4 .5 5 6 1 .0 0 .9 3 .8 3 51? ? ? ?= mN? 2．按驅動輪打滑轉矩確定從動錐齒輪的計算轉矩 csT LBLBr irGTcs ?? ?? /2 mN? （ 33） 式中 2G —— 汽車滿載時一個驅動橋給水平地面的最大負荷，預設后橋所承載 14700N 的負荷 。 ?—— 輪胎對地面的附著系數(shù)，對于安裝一般輪胎的公路用車，取? =；對于越野汽車取 ；對于安裝有專門的防滑寬輪胎的高級轎車，計算時可取 。 r —— 車輪的滾動半徑，在此選用輪胎型號為 185R14C，滾動半徑為； LB? ， LBi —— 分別為所計算的主減速器從動錐齒輪到驅動車輪之間的傳動效率和傳動比， LB? 取 ，由于沒有輪邊減速器 LBi 取