【正文】 本科生畢業(yè)設計（論文）畢業(yè)設計(論文)驅動橋主減速器設計說明書摘 要本次畢業(yè)設計的題目是中型貨車驅動橋設計。驅動橋是汽車傳動系統(tǒng)的重要組成部件,其位于傳動系的末端，其功用是增大由傳動軸或變速器傳來的轉矩，將其傳給驅動輪并使其具有差速功能. 所以中型專用汽車驅動橋設計有著實際的意義。在本次設計中，根據(jù)當今驅動橋的發(fā)展情況確定了驅動橋各部件的設計方案。其中根據(jù)本次設計的車型為中型汽車，所以主減速器的形式采用雙級主減速器；而差速器則采用目前被廣泛應用的對稱式錐齒輪差速器；其半軸為全浮式支撐。在本次設計中完成了對主減速器、差速器、半軸、橋殼及軸承的設計計算及校核。并通過以上計算滿足了驅動橋的各項功能。此外本設計還應用了較為先進的設計手段，如用MATLAB進行計算編程和用CAXA軟件繪圖。本設計保持了驅動橋有足夠的強度、剛度和足夠的使用壽命，以及足夠的其他性能。并且在本次設計中力求做到零件通用化和標準化。關鍵詞：驅動橋、主減速器、差速器、半軸、橋殼AbstractThe graduation project is the subject of a medium goods vehicle driver in the design of the bridge. Bridge drive vehicle drive system is an important ponent parts, its function is increasing drive shaft or transmission came from the torque, and its transmission to a driving wheel differential function. So mediumsized private car driver has a practical bridge design Significance. In the design of the bridge under the current drive the development of the driver identified the ponents of the bridge design. According to the design of this model for the mediumsized cars, so the main reducer in the form of a twostage main reducer, and the current differential is being widely used symmetric bevel gear differential。 its axle for the whole floating Support. In the pletion of the design of the main reducer, differential and axle, bearings and the bridge shell calculation and design verification. Through the above calculation and the drive to meet the various functions of the bridge. In addition the design of a more advanced design tools, such as MATLAB calculated using CAXA software programming and graphics.This design has maintained a drive axle have sufficient strength, stiffness and sufficient life, and enough other properties. And in this designtomon and standardized ponents.Key words：Drive Bridge, the main reducer, differential and axle, Shell Bridge目 錄第1章 緒 論 1 驅動橋簡介 1 驅動橋設計的基本要求 1第2章 驅動橋主減速器設計 3 主減速器簡介 3 主減速器形式的選擇 3 4 主減速器齒輪的支承 5 主減速器軸承的預緊 6 錐齒輪嚙合的調(diào)整 7 潤 滑 7 雙曲面錐齒輪的設計 8 8 8 9 12 20 22第3章 差速器的設計 23 差速器的功用 23 差速器結構形式的選擇 23 差速器齒輪的基本參數(shù)選擇 25 差速器強度計算 26 差速器直齒圓錐齒輪參數(shù) 27第4章 車輪傳動裝置的設計 29 車輪傳動裝置的功用 29 半軸支承型式 29 全浮式半軸計算載荷的確定 29 半軸的強度計算 29 全浮式半軸桿部直徑的初選 30 半軸的結構設計及材料與熱處理 31第5章 驅動橋殼設計 32 驅動橋殼的功用和設計要求 32 驅動橋殼結構方案分析 32 汽車以最大牽引力行駛時的橋殼強度計算 33第6章　軸承的壽命計算 35 35 37 37結論 39參考文獻 40致謝 41附 錄1 42附錄2 47V第1章 緒 論 驅動橋簡介驅動橋是汽車傳動系的重要組成部分，它位于傳動系的末端，一般由主減速器、差速器、車輪傳動裝置和橋殼等組成。其功用是：①將萬向傳動裝置傳來的發(fā)動機轉矩通過主減速器、差速器、半軸等傳到驅動車輪，實現(xiàn)降低轉速、增大轉矩；②通過主減速器圓錐齒輪副改變轉矩的傳遞方向；③通過差速器實現(xiàn)兩側車輪差速的作用，保證內(nèi)、外車輪以不同的轉速轉向；④承受作用于路面和車架或車身之間的垂直力、縱向力和橫向力，以及制動力矩和反作用力矩等。驅動橋分斷開式和非斷開式兩類。斷開式驅動橋為了提高汽車行駛平順性和通過性，有些轎車和越野車全部或部分驅動輪采用獨立懸架，即將兩側的驅動輪分別用彈性懸架與車架相聯(lián)系，兩輪可彼此獨立地相對于車架上下跳動，于此相應，主減速殼固定在車架上。驅動橋殼應制成分段并通過鉸鏈連接，這種驅動橋稱為斷開式驅動橋。非斷開式驅動橋整個驅動橋通過彈性懸架與車架連接，由于半軸套管與主減速器殼是剛性連成一體的，因而兩側的半軸和驅動輪不可能在橫向平面內(nèi)做相對運動。故稱這種驅動橋為非斷開式驅動橋，亦稱為整體式驅動橋。本次設計為中型貨車驅動橋設計。由于非斷開式驅動橋與斷開式驅動橋相比，其結構簡單、成本低、工作可靠，維修和調(diào)整方面也很簡單，驅動車輪又采用非獨立式懸架，所以本次設計采用非斷開式驅動橋。 驅動橋設計的基本要求驅動橋設計的是否合理直接關系到汽車使用性能的好壞。因此，設計驅動橋時應當滿足如下基本要求：1） 選擇適當?shù)闹鳒p速比，以保證汽車具有最佳的動力性和燃油經(jīng)濟性。2） 外廓尺寸小，保證汽車具有足夠的離地間隙，以滿足通過性要求。3） 齒輪及其他傳動件工作平穩(wěn)，噪聲小。4） 在各種載荷和轉速工況下，具有較高的傳動效率。5） 保證足夠的強度和剛度條件下，盡可能降低質(zhì)量，尤其是簧下質(zhì)量，以減少不平路面的沖擊載荷，提高汽車的行駛平順性。6） 結構應盡量簡單，維護方便機件工藝性好制造容易。 第2章 驅動橋主減速器設計 主減速器簡介主減速器的功用是將傳動軸輸入的轉矩增大并相應降低轉速，以及當發(fā)動機縱置時具有改變轉矩旋轉方向的作用。主減速器的齒輪主要有螺旋錐齒輪、雙曲面齒輪、圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式。主減速器一般根據(jù)所采用的齒輪型式、主動和從動齒輪的裝置方法以及減速型式的不同而互異。 主減速器形式的選擇為了滿足不同的使用要求，主減速器的形式也不同。按參加減速傳動的齒輪副數(shù)目可分為單級主減速器和雙級主減速器。單級主減速器多采用一對弧齒錐齒輪或雙曲面齒輪傳動，廣泛應用于主傳動比≤7的汽車上。乘用車、質(zhì)量較小的商用車都采用單級主減速器，它具有結構簡單、質(zhì)量小、尺寸緊湊、制造成本低等優(yōu)點；雙級主減速器是由兩級齒輪減速組成的主減速器，第一級是錐齒輪、第二級是圓柱齒輪傳動，與單級主減速器相比，保證有足夠的離地間隙同時可得較大的傳動比，一般為7～12。 雙級主減速器的布置方案：雙級主減速器有多種結構方案：第一級為錐齒輪，第二級為圓柱齒輪（a）；第一級為錐齒輪，第二級為行星齒輪(b)；第一級為行星齒輪，第二級為錐齒輪；第一級為圓柱齒輪，第二級為錐齒輪(c)。 主減速器齒輪的支撐形式如圖21所示，為雙曲面齒輪傳動的主、從動齒輪的軸線相互垂直但不相交。主動齒輪軸線相對從動齒輪軸線在空間偏移一定距離，這個距離稱為偏移距。由于的存在，使主動齒輪螺旋角大于從動齒輪的螺旋角。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/=/式中的、分別為主、從動齒輪的圓周力；、分別為主、從動齒輪的螺旋角。（螺旋角是指在錐齒輪節(jié)錐表面展開圖上的齒線任意一點的切線與該點和節(jié)錐頂點連線之間的夾角）。 主減速器齒輪傳動形式雙曲面齒輪的傳動比為=/=/（為雙曲面齒輪傳動比；、分別為主、從動輪平均分度圓半徑；、為主從動齒輪圓周力）。螺旋齒輪的傳動比= / ，令=/,則=。由于大于，所以系數(shù)大于1，～。這說明：1）當雙曲面齒輪與螺旋錐齒輪尺寸相同時，雙曲面齒輪有更大的傳動比。2）當傳動比一定時，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，較高的齒輪強度以及較大的主動齒輪軸和軸承剛度。 3）當傳動比一定時，主動齒輪尺寸相同時，雙曲面齒輪從動齒輪直徑比相應的螺旋錐齒輪較小，因而有較大的離地間隙4）在工作工程中，雙曲面齒輪副不僅存在沿齒高方向的側向滑動，而且還有沿齒長方向的縱向滑動?？v向滑動可以改變論齒的磨合過程，使其具有更高的運轉平穩(wěn)性。5）由于存在偏移距，雙曲面齒輪副使其主動齒輪的螺旋角大于從動齒輪的螺旋角，這樣同時嚙合的齒數(shù)多，重合度較大，不僅提高了傳動平穩(wěn)性，而且使齒輪的彎曲強度提高約30%。6）雙曲面齒輪傳動的主動齒輪直徑和螺旋角都很大，所以相嚙合齒輪的當量曲率半徑較相應的螺旋錐齒輪大，其結果使齒面的接觸強度提高。7）雙曲面齒輪主動齒輪的螺旋角變大，則不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)可減少，所以選用較少的齒數(shù)，有利于增加傳動比。8）雙曲面齒輪的主動齒輪較大，加工時所需刀盤刀頂距較大。因而切削刃壽命較長。9）雙曲面主動齒輪軸布置在從動齒輪的中心上方，便于多軸驅動橋的貫通，增大傳動軸的離地高度。但是，雙曲面齒輪也存在以下的缺點；1）沿齒長方向縱向滑動也會使摩擦損失增加，降低傳動效率。雙曲面齒輪副傳動效率約為96%，螺旋錐齒輪的傳動效率約為99%。2）齒面間的壓力和摩擦功可能導致油膜破壞和齒面燒結咬死，即抗膠合能力降低。3）雙曲面主動齒輪具有較大的軸向力，使其軸承的負荷較大。4）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，螺旋錐齒輪傳動用普通潤滑油即可。雙曲面齒輪有一系列的優(yōu)點，所以本次設計采用雙曲面齒輪傳動。 主減速器齒輪的支承現(xiàn)代汽車中主減速器主動錐齒輪支承有兩種形式：懸臂式和跨置式支承。如圖22所示。跨置式支撐的結構特點是在錐齒輪兩端的軸上均有軸承，這樣可大大增加支承剛度，又使軸承負荷減小，齒輪嚙合條件改善。因此齒輪的承載能力高于懸臂式。此外，由于齒輪大端一側軸頸上的兩個相對安裝的圓錐滾子軸承之間的距離很小，可以縮短主動齒輪軸的長度，使布置更緊湊，并可以減小傳動軸夾角，有利于整車布置。但是跨置式的支承必須在主減速器殼體上有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?？缰檬街尾鹧b困難，導向軸承是個易損壞的一個軸承。懸臂式支承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。兩軸承的圓錐滾子的大端應朝外，這樣可以減小懸臂長度和增加兩支承間的距離，以改善支撐剛度。為了盡可能的地增加支承剛度。為了方便拆裝，應使靠近齒輪的軸承軸徑比另一軸承的支承軸徑大些。懸臂式支承結構簡單，支承剛度差，用于傳動轉矩較小的減速器上。本次設計采用的是懸臂式，因為其結構簡單，用于傳遞轉矩較小的轎車、輕型貨車的單級主減速器及許多雙級主減速器中。 從動錐齒輪的支承剛度與軸承的形式、支承間的距離及載荷在軸承之間的分布比例有關。從動錐齒輪多采用圓錐滾子軸承，為了增加支承剛度，兩軸承的圓錐滾子軸承大端應向內(nèi)，以減小尺寸+；且距離+應不小于從動齒輪大端分度圓直徑的65%。為了使載荷均勻分配在兩軸承上，應盡量使尺寸≥。本次設計采用的是懸臂式，因為其結構簡單，用于傳遞轉矩較小的轎車、輕型貨車的單級主減速器及許多雙級主減速器中。 （1） （2） 主減速器錐齒輪的支承形式 （1）懸臂式 （2）跨置式 主減速器軸承的預緊為了減小在錐齒輪傳動過程中產(chǎn)生的軸向力所引的齒輪軸的軸向位移，以提高軸的支承剛度，保證錐齒輪的正常嚙合，裝配主減速器時，圓錐滾子軸承應有一定的裝配預緊度。但是過緊，則傳動效率低，且加速磨損。工程上用預緊力矩表示預緊度的大小。預緊力矩的合理值應該依據(jù)試驗確定。對于主動錐齒輪軸承的預緊力矩一般為1～3Nm。主動錐齒輪圓錐滾子軸承的預緊度的調(diào)整，可利用調(diào)整墊片厚度的方法，調(diào)整時轉動叉形凸緣，如發(fā)現(xiàn)預緊度過緊則增加墊片的總厚度；反之減小墊片的總厚度。支承差速器殼的圓錐滾子軸承的預緊度的調(diào)整，可利用軸承外側的調(diào)整螺母或主減速器殼與軸承蓋之間的調(diào)整墊片來調(diào)整。 錐齒輪嚙合的調(diào)整錐齒輪