【正文】 隨著我國農(nóng)村和城鄉(xiāng)經(jīng)濟的不斷發(fā)展，交通運輸已經(jīng)不再僅限于畜力和人力，汽車幾乎完全代替了畜力和人力。輕型貨車憑借其運輸靈活、快捷、性價比高的優(yōu)勢被廣泛應用于運輸事業(yè)，包括家用運輸和工業(yè)運輸。我國的汽車工業(yè)發(fā)展迅速，歷經(jīng)四十余年，汽車產(chǎn)量已居于世界前列，但是在產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)上還依舊處于落后狀況。通過結(jié)合我國實際，總結(jié)自己的經(jīng)驗，又廣泛吸收國外先進技術(shù)以及具有前瞻性的技術(shù)工具書，對于提高我國汽車行業(yè)技術(shù)水平將具有格外重要的意義。作為一位機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的畢業(yè)生，我們應該牢牢掌握機械設(shè)計與制造的基本知識及技能。本次畢業(yè)設(shè)計給我們提供了一個非常重要的實踐機會。這本說明書記錄了我這次畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容和步驟，較詳細地說明了汽車后橋的設(shè)計流程。1 概述結(jié)構(gòu)方案的確定 概述驅(qū)動橋是汽車傳動系中的主要部件之一。它位于傳動系統(tǒng)的末端，其基本功用是增大由傳動軸傳來的轉(zhuǎn)矩，將轉(zhuǎn)矩分配給左、右驅(qū)動車輪，并使左、右驅(qū)動車輪具有汽車行駛運動學所要求的差速功能；同時，驅(qū)動橋還要承受作用于路面和車架或車廂之間的鉛垂力、縱向力和橫向力。在一般的汽車結(jié)構(gòu)中，驅(qū)動橋主要有主減速器、差速器、驅(qū)動車輪的傳動裝置和驅(qū)動橋殼等部件組成，保證當變速器置于最高檔時，在良好的道路上有中夠的牽引力以克服行駛陰力和獲得汽車的最大車速，這主要取決于驅(qū)動橋主減速器的傳動比。雖然在汽車總體設(shè)計時，從整車性能出發(fā)確定了驅(qū)動橋的傳動比，然而用什么型式的驅(qū)動橋，什么結(jié)構(gòu)的主減速器和差速器等在驅(qū)動橋設(shè)計時要具體考慮的；絕大多數(shù)的發(fā)動機在汽車上是縱置的，為使扭矩傳給車輪，驅(qū)動橋必須改變扭矩的方向，同時根據(jù)車輛的具體要求解決左右車輪的扭矩分配，如果是多橋驅(qū)動的汽車亦同時要考慮各橋間的扭矩分配問題。整體式驅(qū)動橋一方面需要承擔汽車的載荷，另一方面車輪上的作用力以及傳遞扭矩所產(chǎn)生的反作用力矩皆由驅(qū)動橋承擔，所以驅(qū)動橋的零件必須具有足夠的剛度和強度，以保證機件可靠的工作。驅(qū)動橋還必須滿足通過性急平順性的要求。采用斷開式驅(qū)動橋，可以使橋殼離地間隙增加，非簧載質(zhì)量減輕等均是從這方面考慮；前橋驅(qū)動或多橋驅(qū)動的轉(zhuǎn)向驅(qū)動軸要既能驅(qū)動又能轉(zhuǎn)向。所以，驅(qū)動橋的設(shè)計必須滿足如下基本要求：1） 所選擇的主減速比應能滿足汽車在給定使用條件下具有最佳的動力性和燃油經(jīng)濟性； 2） 結(jié)構(gòu)簡單、維修方便，機件工藝性好，制造容易，拆裝、調(diào)整方便；3） 在各種載荷及轉(zhuǎn)速工況有高的傳動效率；4） 與懸架導向機構(gòu)運動協(xié)調(diào)，對于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋，還應與轉(zhuǎn)向機構(gòu)運動相協(xié)調(diào)； 5） 驅(qū)動橋各零部件在保證其剛度、強度、可靠性及壽命的前提下應力求減小簧下質(zhì)量，以減小不平路面對驅(qū)動橋的沖擊載荷，從而改善汽車的平順性； 6） 輪廓尺寸不大以便于汽車總體布置并與所要求的驅(qū)動橋離地間隙相適應；7） 齒輪與其它傳動件工作平穩(wěn)，噪聲小。　結(jié)構(gòu)方案分析及選擇不同形式的汽車，主要體現(xiàn)在軸數(shù)、驅(qū)動形式以及布置形式上有區(qū)別：汽車可以有兩軸、三軸、四軸甚至更多的軸數(shù)。影響選取軸數(shù)的因素主要有汽車的總質(zhì)量；汽車驅(qū)動形式有44666888等。而采用42驅(qū)動形式的汽車結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低，多用于轎車和總質(zhì)量小些的公路用車輛上。我們設(shè)計的汽車為輕型的貨車，故只需采用42后橋驅(qū)動方式就能滿足要求。驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)形式與驅(qū)動車輪的懸架形式密切相關(guān)。當車輪采用非獨立懸架時，驅(qū)動橋應為非斷開式(或稱為整體式)。即驅(qū)動橋殼是一根連接左右驅(qū)動車輪的剛性空心梁。而主減速器、差速器及車輪傳動裝置(由左、右半軸組成)都裝在它里面。當采用獨立懸架時，為保證運動協(xié)調(diào)，驅(qū)動橋應為斷開式。這種驅(qū)動橋無剛性的整體外殼，主減速器及其殼體裝在車架或車身上，兩側(cè)驅(qū)動車輪則與車架或車身作彈性聯(lián)系，并可彼此獨立地分別相對于車架或車身作上下擺動，車輪傳動裝置采用萬向節(jié)傳動。為了防止運動干涉，應采用滑動花鍵軸或一種允許兩軸能有適量軸向移動的萬向傳動機構(gòu)。 整體式驅(qū)動橋1主減速器 　2套筒 　3差速器 7半軸?。嫡{(diào)整螺母?。墩{(diào)整墊片?。笜驓ぞ哂袠驓さ姆菙嚅_式驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝性好，成本低，工作可靠。維修調(diào)整容易，廣泛應用于各種載貨汽車、客車及多數(shù)的越野汽車和部分小轎車上。但整個驅(qū)動橋均屬于簧下質(zhì)量。對汽車平順性和降低動載荷不利。斷開式驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)較復雜，成本較高，但它大大地增加了離地間隙，減小了簧下質(zhì)量，從而改善了行駛平順性，提高了汽車的平均車速，減小了汽車在行駛時作用于車輪和車橋上的動載荷，提高了零部件的使用壽命；由于驅(qū)動車輪與地面的接觸情況及對各種地形的適應性較好，大大增強了車輪的抗側(cè)滑能力。 與之相配合的獨立懸架導向機構(gòu)設(shè)計得合理，可增加汽車的不足轉(zhuǎn)向效應，提高汽車的操縱穩(wěn)定性。 這種驅(qū)動橋在轎車和高通過性的越野汽車上應用相當廣泛。56 / 56 非斷開式驅(qū)動橋本課題要求設(shè)計2噸輕型貨車的驅(qū)動橋，根據(jù)結(jié)構(gòu)、成本和工藝等特點，驅(qū)動橋我們采用整體式結(jié)構(gòu)，這樣成本低，制造加工簡單，便于維修。2　主減速器設(shè)計　主減速器型式及選擇驅(qū)動橋主減速器為適應使用要求發(fā)展多種 結(jié)構(gòu)型式：如單級主減速器、雙級主減速器、和單級主減速器加輪邊減速等。(1) 單級主減速器常由一對錐齒輪所組成。這對錐齒輪的傳動比是根據(jù)整車動力性和燃油經(jīng)濟性的要求來選定的。它結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕，所以在可能條件下盡量采用單級主減速器的型式。－，太大的傳動比將會使從動錐齒輪的尺寸過大，影響驅(qū)動橋殼下的離地間隙。離地間隙越小，汽車通過性就越差，這也就限制了從動錐齒輪的最大尺寸。(2) 雙級減速器是由第一級圓錐齒輪副和第二級圓柱齒輪副或第一級圓柱齒輪副和第二級圓錐齒輪副所組成。采用雙級主減速器可達到兩個目的：一是可獲得較大的傳動比6－10，其二是采用雙級減速器后第二級的傳動比可以小一些，由此第二級的從動齒輪尺寸在差速器安裝尺寸允許情況下可以相應減小，由此減小橋殼的外形尺寸，增加了離地間隙。然而雙級主減速器的重量及制造成本都比單級主減速器要高很多。(3) 雙速主減速器內(nèi)由齒輪的不同組合可獲得兩種傳動比。它與普通變速器相配合，可得到雙倍于變速器的擋位。雙速主減速器的高低擋減速比是根據(jù)汽車的使用條件、發(fā)動機功率及變速器各擋速比的大小來選定的。大的主減速比用于汽車滿載行駛或在困難道路上行駛，以克服較大的行駛阻力并減少變速器中間擋位的變換次數(shù)；小的主減速比則用于汽車空載、 半載行駛或在良好路面上行駛，以改善汽車的燃料經(jīng)濟性和提高平均車速。但是，該減速器的成本也相當高的。(4) 單級主減速器加輪邊減速器，越野車、重型礦用自卸車和重型貨車需要減速比更大的驅(qū)動橋，同時也要很大的離地間隙，因此發(fā)展了輪邊減速器。于是驅(qū)動橋分成兩次減速具有兩個減速比－－主減速傳動比和輪邊減速器傳動比。相對這時的主減速器傳動比要比沒有輪邊減速的主減速器傳動比要大得多。其結(jié)果使驅(qū)動橋中央部分的外形尺寸減小很多，相對地增加了離地間隙。同時，在主減速器后和輪邊減速器前的零件如差速器、半軸等載荷大大減少，其零件尺寸也相應地減小。它能縮短橋中心到連接傳動軸凸緣的距離，能減少傳動軸的夾角。當然這種減速器結(jié)構(gòu)復雜，制造裝配精度要求高，成本自然也是普通主減速器的幾倍。根據(jù)以上信息，針對我們的普通的輕型貨車，選擇單級錐齒輪主減速器就滿足要求?！≈鳒p速器齒輪的齒型汽車主減速器廣泛采用的是螺旋圓錐齒輪，它包括圓弧齒錐齒輪、準雙曲面齒輪、延擺線齒錐齒輪等多種形式。 螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪傳動(a)螺旋錐齒輪傳動；(b)雙曲面齒輪傳動螺旋錐齒輪傳動的主、從動齒輪軸線垂直相交于一點，齒輪并不同時在全長上嚙合，而是逐漸從一端連續(xù)平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端。另外，由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩對以上的輪齒同時嚙合，所以它工作平穩(wěn)、能承受較大的負荷、制造也簡單。但是在工作中噪聲大，對嚙合精度很敏感，齒輪副錐頂稍有不吻合便會使工作條件急劇變壞，并伴隨磨損增大和噪聲增大。為保證齒輪副的正確嚙合，必須將支承軸承預緊，提高支承剛度，增大殼體剛度。圓弧齒錐齒輪一般采用格里森制。雙曲面齒輪傳動雙曲面齒輪傳動的主、從動齒輪的軸線相互垂 直而不相交，主動齒輪軸線相對從動齒輪軸線在空間偏移一距離E，此距離稱為偏移距。由于偏移距正的存在，使主動齒輪螺旋角β1大于從動齒輪螺旋角β 2。根據(jù)嚙合面上法向力相等，可求出主、從動齒輪圓周力之比： F2/F 1 = cos β 2/cos β 1 式中， F 1 、 F 2 分別為主、從動齒輪的圓周力； β 1 、 β2 分別為主、從動齒輪的螺旋角。 雙曲面齒輪傳動比為: 式中， 為雙曲面齒輪傳動比； r1 、 r 2 分別為主、從動齒輪平均分度圓半徑。對于圓弧錐齒輪，令 K = cos β 2 / cos β1 ，則傳動比為：　　 　　　由于 β1 β 2 ，所以系數(shù)K1， ～。這說明：當雙曲面齒輪與螺旋錐齒輪尺寸相同時，雙曲面齒輪傳動有更大的傳動比。當傳動比一定，從動齒輪尺寸相同時，雙曲面主動齒輪比相應的螺旋錐齒輪有較大的直徑，較高的輪齒強度以及較大的主動齒輪軸和軸承剛度。當傳動比一定，主動齒輪尺寸相同時，雙曲面從動齒輪直徑比相應的螺旋錐齒輪小，因而有較大的離地間隙。 另外，雙曲面齒輪傳動比螺旋錐齒輪傳動還具有如下特點： 1) 在工作過程中，雙曲面齒輪副不僅存在沿齒高方向的側(cè)向滑動，而且還有沿齒長方向的縱向滑動。縱向滑動可改善齒輪的磨合過程，使其具有更高的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。 2) 沿齒長的縱向滑動會使摩擦損失增加，降低傳動效率。3) 齒面間大的壓力和摩擦力，可能導致油膜破壞和齒面燒結(jié)咬死，即抗膠合能力較低。因此，雙曲面齒輪傳動必須采用可改善油膜強度和防刮傷添加劑的特種潤滑油。綜上信息，考慮到生產(chǎn)條件、材料問題、以及經(jīng)濟性問題，我們選擇采用格　里森圓弧齒錐齒輪?！≈鳒p速器齒輪設(shè)計和計算齒輪型式選定后可進行載荷計算、參數(shù)初步計算、齒輪幾何尺寸計算和強度計算等等，并根據(jù)計算結(jié)果擬定齒輪工作圖?！≥d荷計算影響汽車驅(qū)動橋錐齒輪副合理設(shè)計的重要因素之一是要合適地選擇齒輪副上所受的扭矩。過去計算扭矩是根據(jù)發(fā)動機的最大輸出扭矩來推算出從動錐齒輪上的扭矩，或者根據(jù)輪胎不打滑時的最大附著力矩來計算，而這兩種情況都比較極端，它不能反映齒輪副在日常工作時所受的實際載荷。一種新的分析驅(qū)動橋計算扭矩的方法是從日常工作載荷和整車性能出發(fā)來考慮的，這種計算扭扭矩稱為性能扭矩或日常行駛扭矩。除那些具有高性能的運動汽車外，用這一計算扭矩來確定一般驅(qū)動橋齒輪副的尺寸是比較合適的。在計算載荷之前必須知道發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩Memax和確定主傳動比。由汽車總體設(shè)計得： 10PR 121/117 G,輪胎滾動半徑＝；發(fā)動機型號:新柴495B發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩N/m,r/min,最大功率Kw，最高車速Km/h。可按下式計算確定：　　　　Nm式中，－－， ；主減速比的確定：　　 取。　　下面分別介紹三種確定計算扭矩的方法：１） 按驅(qū)動輪打滑扭矩確定從動錐齒輪載荷 式中，G2－－汽車滿載時驅(qū)動橋給水平地面的最大負荷， N。 －－加速時重量轉(zhuǎn)移系數(shù)，＝~,；　　　 －－輪胎的滾動半徑，m； －－主減速器從動齒輪到驅(qū)動車輪之間的傳動比，?。?；　　　 －－主減速器從動齒輪到驅(qū)動車輪之間的傳動效率，；　 －－輪胎對路面的附著系數(shù)，安裝一般輪胎的公路用汽車取＝。２） 按最大使用扭矩確定從動錐齒輪載荷式中，－－變速器一檔傳動比，；－－主減速器傳動比，；－－分動器傳動比，此處不采用分動器，故?。?；－－超載系數(shù)，?。?；－－考慮由于接合離合器發(fā)生沖擊的超載系數(shù)，取１；－－液力變矩器變矩比，這里不采用液力變矩器，故?。保或?qū)動橋數(shù)目；－－發(fā)動機到主減速器的傳動效率， 。３） 按日常行駛扭矩確定從動錐齒輪載荷式中，－－汽車滿載時的總重力，N；－－道路滾動阻力系數(shù)，~，；－－汽車正常使用時的平均爬坡能力系數(shù)，~。－－汽車的性能系數(shù)，故取＝０。