【正文】 ............................................................................. 46 半軸結(jié)構(gòu)形式的選擇 ............................................................................................. 46 全浮式半軸計(jì)算載荷的確定 ................................................................................. 48 全浮式半軸的桿部直徑的初選 ............................................................................. 49 全浮式半軸的強(qiáng)度計(jì)算 ......................................................................................... 49 半軸花鍵的計(jì)算 .................................................................................................... 49 花鍵尺寸參數(shù)的計(jì)算 .................................................................................. 49 花鍵的校核 ............................................................................................... 51 本章小結(jié) ................................................................................................................. 52 結(jié) 論 ............................................................................................................................. 53 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 54 致 謝 ............................................................................................................................. 55 附 錄 ............................................................................................................................. 56 1 第一章 緒 論 選題的目的及意義 通過(guò)對(duì)本課題的研究，了解關(guān)于驅(qū)動(dòng)橋相關(guān)的知識(shí)。驅(qū)動(dòng)橋作為汽車四大總成之一，它的性能的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)，必須要搭配一個(gè)高效、可靠的驅(qū)動(dòng)橋本課題的設(shè)計(jì)主要保證汽車在給定的條件下具有良好的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)給定參數(shù)設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)橋主減速器的減速形 式，對(duì)驅(qū)動(dòng)橋總體進(jìn)行方案設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。另外，汽車驅(qū)動(dòng)橋涵蓋大量的機(jī)械零件、部件等的（例如，主減速器、差速器以及各種齒輪等），因此驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)涉及的機(jī)械零部件及元件及為廣泛，通過(guò)對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)，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)的全面知識(shí)和技能。 隨著工業(yè)和國(guó)防現(xiàn)代化的發(fā)展，無(wú)論對(duì)公路運(yùn)輸還是非公路運(yùn)輸?shù)能囕v都提出了更高的要求。近年來(lái)，在交通建設(shè)和物流增長(zhǎng)的推動(dòng)下，中國(guó)的汽車市場(chǎng)進(jìn)入空前的繁榮的時(shí)期。由于汽車的重型化和高速化，不僅對(duì)整車性能提出了更高的要求，對(duì)汽車驅(qū)動(dòng)橋的性能要求也相應(yīng)提高。 汽車驅(qū)動(dòng)橋 具有產(chǎn)量大、品種多，對(duì)產(chǎn)品性能、壽命、質(zhì)量和成本等方面要求高的特點(diǎn)，因此，即使在設(shè)計(jì)和制造時(shí)考慮的很周密，也都必須通過(guò)試驗(yàn)來(lái)檢測(cè)。通過(guò)試驗(yàn)可以檢驗(yàn)設(shè)計(jì)思想的正確與否，設(shè)計(jì)意圖能否實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)產(chǎn)品能否滿足使用要求以及是否達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或者企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。由于汽車的工作條件復(fù)雜，汽車鎖設(shè)計(jì)的技術(shù)領(lǐng)域極為廣泛，許多理論問(wèn)題研究得還不夠充分，因此，汽車試驗(yàn)技術(shù)在汽車工業(yè)中有著極為重要的作用。汽車試驗(yàn)是幫助人們深入了解汽車及其零部件再實(shí)際工況中各種故障的本質(zhì)及其規(guī)律，是推動(dòng)汽車技術(shù)進(jìn)步的極為重要的方法，是保證產(chǎn)品性能 、提高產(chǎn)品質(zhì)量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段。 汽車生產(chǎn)過(guò)程中的檢測(cè)技術(shù)，作為現(xiàn)代制造技術(shù)的重要組成部分，是監(jiān)督龍智生產(chǎn)過(guò)程和產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。汽車生產(chǎn)過(guò)程的檢測(cè)不僅可以準(zhǔn)確的判斷這些質(zhì)量性能指標(biāo)和工藝技術(shù)參數(shù)是否打到設(shè)計(jì)要求，更重要的是用過(guò)檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理，能夠正確判斷這些性能指標(biāo)和技術(shù)參數(shù)失控的狀況和生產(chǎn)的原因。一方面可以通過(guò)檢測(cè)設(shè)備的信息反饋，對(duì)工藝設(shè)備及時(shí)調(diào)整來(lái)消除失控現(xiàn)象；另一方面也為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)部門采取有效的改進(jìn)措施消除失控現(xiàn)象，提供可靠的科學(xué)依據(jù)，從而達(dá)到保證 2 產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定生產(chǎn)過(guò)程的目的。盡 管產(chǎn)品的高質(zhì)量是制造過(guò)程中實(shí)現(xiàn)的，但從某種角度出發(fā)，仍然可以說(shuō)，沒(méi)有檢測(cè)就沒(méi)有產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，一個(gè)國(guó)家或企業(yè)的檢測(cè)技術(shù)水平，是國(guó)家或企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平的集中體現(xiàn)和反映。 雖然國(guó)外汽車檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到較高的階段，但是國(guó)內(nèi)的汽車檢測(cè)可以說(shuō)是剛剛起步，對(duì)于驅(qū)動(dòng)橋綜合性能的檢測(cè)，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)方法，因此，制定適應(yīng)多種型號(hào)驅(qū)動(dòng)橋的試驗(yàn)方法，開發(fā)可以實(shí)現(xiàn)不同型號(hào)驅(qū)動(dòng)橋的在線檢測(cè)系統(tǒng)既有重要的額意義 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 目前國(guó)產(chǎn)驅(qū)動(dòng)橋在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占據(jù)了絕大部分份額，但仍有一定數(shù)量的車橋依賴進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)車橋 與國(guó)際先進(jìn)水平仍有一定差距。國(guó)內(nèi)車橋唱的差距主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)和研發(fā)能力上，目前有研發(fā)能力的車橋廠家還不多，一些廠家僅僅停留在組裝階段。實(shí)驗(yàn)設(shè)備也有差距，比如工程車和牽引在行駛過(guò)程中，齒輪嚙合接觸區(qū)的形狀是不同的，國(guó)外先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備能夠模擬這種狀態(tài)，二我國(guó)現(xiàn)在還在摸索中。 在具體工藝細(xì)節(jié)方面，我國(guó)和世界水平的差距還比較大，歸根接地后橋的功用是承載和驅(qū)動(dòng)。這兩方面，近年來(lái)出現(xiàn)了一些新的變化。另外，在結(jié)構(gòu)方面，單機(jī)驅(qū)動(dòng)橋的使用比例越來(lái)越高；技術(shù)方面，輕量化、舒適性的要求將逐步提高。總固體而言，現(xiàn)在汽車向節(jié)能、環(huán)保、 舒適等方面發(fā)展的趨勢(shì)，要求車橋向輕量化、大扭矩、低噪聲、寬速比、壽命長(zhǎng)和低生產(chǎn)成本。 驅(qū)動(dòng)橋涵蓋大量的機(jī)械零件、部件 , 例如，主減速器、差速器、半軸、橋殼以及各種齒輪等。 汽車主減速器是汽車驅(qū)動(dòng)橋中的主要總成結(jié)構(gòu)之一，是汽車傳動(dòng)系最主要的傳動(dòng)部件，主要由主減速器殼體、主減速器螺旋錐齒輪副和差速器總成組成。其功用是（ 1）降速增距；（ 2）改變旋轉(zhuǎn)方向 90度；（ 3）滿足汽車轉(zhuǎn)彎及在不平路面上行駛時(shí)，左右驅(qū)動(dòng)輪以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)；（ 4）產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力。除此之外，主減速器的功能在于當(dāng)變速器處于最高檔位時(shí)，使汽車有足夠的牽引 力，適當(dāng)?shù)淖罡哕囁俸土己玫娜加徒?jīng)濟(jì)性。驅(qū)動(dòng)橋按結(jié)構(gòu)分為整體式驅(qū)動(dòng)橋（采用非獨(dú)立懸架）和斷開式驅(qū)動(dòng)橋（采用獨(dú)立懸架）。按參加減速傳動(dòng)的齒輪數(shù)目分為單級(jí)式主減速器（中小型車）和雙級(jí)式主減速器（中大型車）。按主減速器傳動(dòng)比檔數(shù)分為單速式和雙速式。按齒輪副結(jié)構(gòu)形式分（ 1）圓柱齒輪式：（ 2）行星齒輪式：（ 3）圓錐齒輪式：（ 4）準(zhǔn)雙曲面齒輪式。 在現(xiàn)代汽車的主減速器上，應(yīng)用最廣泛的齒輪型式是“格里森”（ Gleason）制或“奧利康”（ Oerlikon）制螺旋錐齒輪或雙曲面?zhèn)鲃?dòng)。在雙級(jí)主減速器中，通常還加一對(duì)圓柱齒輪（多 為斜齒圓柱齒輪，也有的采用直齒或人字行齒圓柱齒輪）或一組行星 3 齒輪。在輪邊減速器中常采用普通的平行軸式布置的一對(duì)外嚙合斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)或行星齒輪傳動(dòng)。 現(xiàn)代汽車上的差速器通常按其工作特性分為齒輪式差速器和放滑差速器兩大類。 （ 1）齒輪式差速器：當(dāng)左右驅(qū)動(dòng)輪存在轉(zhuǎn)速差時(shí)，差速器分配給慢轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩大于快轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩。這種差速器轉(zhuǎn)矩均分特性能滿足汽車在良好路面上正常行駛。但當(dāng)汽車在壞路上行駛時(shí)，卻嚴(yán)重影響通過(guò)能力。例如當(dāng)汽車的一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪陷入泥濘路面是，雖然另一驅(qū)動(dòng)輪在良好路面上，汽車卻往往不能前進(jìn)（俗稱打滑 ）。此時(shí)在泥濘路面上的驅(qū)動(dòng)輪原地滑轉(zhuǎn)，在良好路面上的車輪卻靜止不動(dòng)。這是因?yàn)樵谀酀袈访嫔系能囕喤c路面之間的附著力較小，路面只能通過(guò)此輪對(duì)半軸作用較小的反作用力矩，因此差速器分配給此輪的轉(zhuǎn)矩也較小，盡管另一驅(qū)動(dòng)輪與良好路面間的附著力較大，但因平均分配專局的特點(diǎn)，使這一驅(qū)動(dòng)輪也只能分到與滑轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輪等量的轉(zhuǎn)矩，以致驅(qū)動(dòng)力不足以克服行駛阻力，汽車不能前進(jìn)，而動(dòng)力則消耗在滑轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輪上。此時(shí)加大油門不僅不能使汽車前進(jìn)，反而浪費(fèi)燃油，加速肌腱磨損，尤其使輪胎磨損加劇。有效的解決辦法是：挖掉滑轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輪下的稀泥或由此輪下墊干 土、碎石、樹枝、干草等。 （ 2）防滑差速器：為提高汽車在壞錄上的通過(guò)能力，某些越野汽車及高級(jí)轎車上裝置防滑差速器。防滑差速器的特點(diǎn)是，當(dāng)一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪在壞路上滑轉(zhuǎn)是，能使大部分甚至全部轉(zhuǎn)矩給在良好路面上的驅(qū)動(dòng)輪，以充分利用這一驅(qū)動(dòng)輪的附著力來(lái)產(chǎn)生足夠的驅(qū)動(dòng)力，使汽車順利起步或繼續(xù)行駛。 主減速器中的差速器總成是實(shí)現(xiàn)汽車行駛、保證汽車良好通過(guò)性的關(guān)鍵部件，對(duì)主減速器傳動(dòng)性能的研究也主要集中在差速器性能的研究及其性能檢測(cè)上。要提高汽車的通過(guò)性，就必須加大轉(zhuǎn)矩在兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的不等分配。王建 華等對(duì)限滑差速器的結(jié)構(gòu)類型、主要性能和評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了分析和總結(jié)，并通過(guò)試驗(yàn)得到了差速器傳動(dòng)效率、鎖緊系數(shù)和轉(zhuǎn)矩分配等主要參數(shù)的性能曲線。張敦良專門研究了粘性式限滑差速器轉(zhuǎn)矩特性，分析了粘性式限滑差速器的特性，建立了粘性式限滑差速器轉(zhuǎn)矩輸出特性的數(shù)學(xué)模型，分析影響轉(zhuǎn)矩輸出地因素，并通過(guò)差速器臺(tái)架試驗(yàn)對(duì)差速器的實(shí)際的轉(zhuǎn)矩輸出特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。靳立強(qiáng)等設(shè)計(jì)了導(dǎo)球式限滑差速器，分析了這種差速器的結(jié)構(gòu)和性能，并將其和其他的限滑差速器在結(jié)構(gòu)和性能上做了比較。王立華等研究一種新型高摩擦式防滑差速器的運(yùn)動(dòng)性能和力學(xué)性能， 分析了摩擦片式防滑差速器的結(jié)構(gòu)、動(dòng)力傳遞路線，建立了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析模型和力學(xué)分析模型，給出了差速器運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度關(guān)系以及這種差速器內(nèi)摩擦力矩的計(jì)算公式。張鵬對(duì)粘性式限滑差速器的性 4 能做了進(jìn)一步的研究，從動(dòng)力學(xué)角度出發(fā)，建立了裝有限滑差速器的整車動(dòng)力學(xué)模型，研究了限滑差速器的整車性能的影響，并通過(guò)整車試驗(yàn)，研究了裝有普通差速器和限滑差速器對(duì)整車性能的影響，并通過(guò)整車試驗(yàn)，研究了裝有普通差速器和限滑差速器的整車性能，從而驗(yàn)證了限滑差速器的性能及其優(yōu)越性。尹繼瑤，李宗研究了牙嵌式自由輪差速器，分析了結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理 ，并對(duì)牙嵌式差速器的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行了研究。李軍等對(duì)多軸驅(qū)動(dòng)車輛的差速器進(jìn)行了研究，建立了多軸驅(qū)動(dòng)車輛的多自由度運(yùn)動(dòng)模型，分行了差速器在閉鎖和正常工作兩種狀態(tài)下汽車的操縱穩(wěn)定性能。王忠會(huì)等研究了行星齒輪式橋間差速器，分析了差速器的傳動(dòng)原理、差速特性和扭矩分配特性，通過(guò)力學(xué)分析和運(yùn)動(dòng)學(xué)分析模型，說(shuō)明這種差速器可明顯提高全輪驅(qū)動(dòng)汽車的形式通過(guò)性能。 通過(guò)上述文獻(xiàn)可以看出，防滑差速器等高摩擦差速器是差速器發(fā)展的重點(diǎn)，其搞摩擦、高內(nèi)摩擦力矩和良好的轉(zhuǎn)矩分配性能是普通的對(duì)稱式行星車輪差速器無(wú)法相比的，但是普通 的對(duì)稱式行星車輪差速器在國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)中仍占據(jù)重要的市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)對(duì)這方面的研究還比較少。在大型客車尤其是大型載貨汽車中，主減速器傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，差速器的內(nèi)摩擦力矩較大，分析對(duì)稱式行星齒輪差速器的性能，開發(fā)可以實(shí)現(xiàn)差速性能檢測(cè)的試驗(yàn)系統(tǒng)仍然有著重要的意義。 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 本設(shè)計(jì)為載貨汽車后驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)與研究，要求完成 1. 主減速器、差速器、半軸、驅(qū)動(dòng)橋橋殼和差速鎖的結(jié)構(gòu)形式選擇 2. 主減速器的參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 3. 差速器與差速鎖的設(shè)計(jì)與計(jì)算 4. 半軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 5. 驅(qū)動(dòng)橋殼的受力分析及強(qiáng)度計(jì) 算 6. 利用 CAD 繪制裝配圖和零件圖 設(shè)計(jì)的主要數(shù)據(jù) 整車性能參數(shù) （ 1） 驅(qū)動(dòng)形式 6х 2 后輪 （ 2） 軸距 3950mm （ 3） 輪距前 /后 1690/ 1586 （ 4） 整車質(zhì)量 5110kg （ 5） 額定載荷質(zhì)量 1995kg 5 （ 6） 前懸 /后懸 1080/1960 （ 7） 最高車速 90km/時(shí) （ 8） 發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) YN38CR CY4102C3C （ 9） 最大功率 /最大轉(zhuǎn)速 88Kw/2800rpm （ 10） 最大轉(zhuǎn)矩