【正文】 全套圖紙，加 153893706 Ⅱ ABSTRACT Pickup trucks take a large proportion of mercial vehicles production, and the drive axle is one of the most important structure. Drive axle is the one of automobile four important assemblies,Its performance directly influence on the entire automobile,especially for the using the big power engine with the big driving torque satisfied the need of high speed,heavyloaded,high efficiency,high benefit today` truck, must exploiting the high driven efficiency single reduction final drive axle is being the trucks’ developing a simple. Reliable,low cost of the drive axle, can greatly reduce the total cost of vehicle the title of the fine structure of the design of a pickup vehicle drive axle has a certain practical significance. In this paper, first of all determine the structure of major ponents and the main design parameters, the analysis of the various parts of the structure of the bridge drive type, the form of the development process and its advantages and disadvantages of the past, determined on the basis of the design program, using the traditional design method of various parts of the drive axle Main reducer, differential, axle, axle housing was designed to calculate and plete the check. Finally plete the final assembly drawing by using AUTOCAD and mapping the main ponents. Keywords: Pickup truck。 Axle。汽車驅(qū)動橋在汽車的各種總成中也是涵蓋機械零件、部件、總成等品種最多的大總成。傳統(tǒng)設(shè)計是以生產(chǎn)經(jīng)驗為基礎(chǔ)，以運用力 學(xué)、數(shù)學(xué)和回歸方法形成的公式、圖表、手冊等為依據(jù)進行的。 電子計算機 的出現(xiàn)和在工程設(shè)計中的推廣應(yīng)用，使汽車設(shè)計技術(shù)飛躍發(fā)展，設(shè)計過程完全改觀。主要存在技術(shù)含量低，開發(fā)模式落后，技術(shù)創(chuàng)新力不夠，計算機輔助設(shè)計應(yīng)用少等問題。中國驅(qū)動橋產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中存在許多問題，許多情況不容樂觀，如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)業(yè)集中于勞動力密集型產(chǎn)品；技術(shù)密集型產(chǎn)品明顯落后于發(fā)達(dá)工業(yè)國家；生產(chǎn)要素決定性作用正在削弱；產(chǎn)業(yè)能源消耗大、產(chǎn)出率低、環(huán)境污染嚴(yán)重、對自然資源破壞力大；企業(yè)總體規(guī)模偏小、技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱、管理水平落后等。 國外驅(qū)動橋主要采用模塊化技術(shù)和模態(tài)分析進行驅(qū)動橋的設(shè)計分析，模塊化設(shè)計是在一定范圍內(nèi)的不同功能或相同功能不同性能、不同規(guī)格的機械產(chǎn)品進行功能分析的基礎(chǔ)上 ,劃分并設(shè)計出 一系列功能模塊 ,然后通過模塊的選擇和組合構(gòu)成不同產(chǎn)品的一種設(shè)計方法 . 以 DANA 為代表的意大利企業(yè)多已采用了該類設(shè)計方法 , 模態(tài)分析是對工程結(jié)構(gòu)進行振動分析研究的最先進的現(xiàn)代方法與手段之一。國外企業(yè)為減少驅(qū)動橋的振動特性，對驅(qū)動橋進行模態(tài)分析，調(diào)整驅(qū)動橋的強度，改善整車的舒適性和平順性。只要確定了單元的力學(xué)特性，就可以按照結(jié)構(gòu)分析的方法求解，使分析過程大為簡化，配以計算機就可以解決許多解析 法無法解決的復(fù)雜工程問題。利用參數(shù)化設(shè)計手段開發(fā)的專用產(chǎn)品設(shè)計系統(tǒng)，可使設(shè)計人員從大量繁重而瑣碎的繪圖工作中解脫出來，可以大大提高設(shè)計速度，并減少信息的存儲 量。 b)外形尺寸要小，保證有必要的離地間隙。 4 f)與懸架導(dǎo)向機構(gòu)運動協(xié)調(diào)，對于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋，還應(yīng)與轉(zhuǎn)向機構(gòu)運動協(xié)調(diào)。因此，前者又稱為非獨立懸架驅(qū)動橋；后者稱為獨立懸架驅(qū)動橋。這時整個驅(qū)動橋、驅(qū)動車輪及部分傳動軸均屬于簧下質(zhì)量，汽車簧下質(zhì)量較大，這是它的一個缺點。在雙級主減速器中，通常把兩級減速器齒輪放在一個主減速器殼體內(nèi)，也可以將第二級減速齒輪作為輪邊減速器。斷開式驅(qū)動橋的橋殼是分段的，并且彼此之間可以做相對運動，所以這種橋稱為斷開式的。兩側(cè)的驅(qū)動車輪由于采用獨立懸掛則可以彼此致立地相對于車架或車廂作上下擺動，相應(yīng)地就要求驅(qū)動車輪的傳動裝置及其外殼或套管作相應(yīng)擺動。 為了提高裝載量和通過性，有些重型汽車及全部中型以上的越野汽車都是采用多橋驅(qū)動。 為了解決上述問題，現(xiàn)代多橋驅(qū)動汽車都是采用貫通式驅(qū)動橋的布置型式。這對于汽車的設(shè)計 (如汽車的變型 )、制造和維修，都帶來方便。 本設(shè)計車型主減速比小于 ，采用單級減速 器，它具有結(jié)構(gòu)簡單、體積及質(zhì)量小且制造成本低等優(yōu)點。 驅(qū)動橋中主減速器、差速器 設(shè)計應(yīng)滿足如下基本要求： a）所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車既有最佳的動力性和燃料經(jīng)濟性。 e）結(jié)構(gòu)簡單，加工工藝性好，制造容易，拆裝、調(diào)整方便。螺旋錐齒輪的重合度大，嚙合過程是由點到線，因此，螺旋錐齒輪能承受大的載荷，而且工作平穩(wěn)，即使在高速運轉(zhuǎn)時其噪聲和振動也是很小的。 ③ 當(dāng)傳動比一定，主、從動齒輪尺寸相同時，雙曲面從動齒輪的直徑較小，有較大的離地間隙。 ③ 雙曲面主動齒輪具有較大的軸向力，使其軸承負(fù)荷增大。懸臂式支承結(jié)構(gòu)簡單，支承剛度較差，多用于傳遞轉(zhuǎn)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。主減速器從動錐齒輪采用無輻式結(jié)構(gòu)并用細(xì)牙螺釘以精度較高的緊配固定在差速器殼的凸緣上。 8 主動錐齒輪軸承預(yù)緊度的調(diào)整采用套筒與墊片，從動錐齒輪軸承預(yù)緊度的調(diào)整采用調(diào)整螺母。 （ a） 單級主減速器 （ b） 雙級主減速器 圖 主減速器 2 差速器 根據(jù)汽車行駛運動學(xué)的要求和實際的車輪、道路以及它們之間的相互聯(lián)系表明：汽車在行駛過程中左右車輪在同一時間內(nèi)所滾 過的行程往往是有差別的。這不僅會是輪胎過早磨、無益地消耗功率和燃料及使驅(qū)動車輪軸超載等，還會 因為不能按所要求的瞬時中心轉(zhuǎn)向而使操縱性變壞。汽車上廣泛采用的差速器為對稱錐齒輪式差速器，具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量較小等優(yōu)點，應(yīng)用 廣泛。強制鎖止式差速器就是在對稱式錐齒輪差速器上設(shè)置差速鎖。 普通的對稱式圓錐行星齒輪差速器由差速器左、右殼， 2 個半軸齒輪， 4 個行星齒輪 (少數(shù)汽車采用 3 個行星齒輪，小型、微型汽車多采用 2 個行星齒輪 )，行星齒輪軸 (不少裝 4 個行星齒 輪的差逮器采用十字軸結(jié)構(gòu) )，半軸齒輪及行星齒輪墊片等組成。如圖 所示 （ a）半浮式 （ b） 3/4 浮式 （ c）全浮式 圖 半軸 半浮式半軸以靠近外端的軸頸直接支承在置于橋殼外端內(nèi)孔中的軸承上，而端部則以具有錐面的軸頸及鍵與車輪輪轂相固定，或以突緣直接與車輪輪盤及制動鼓相聯(lián)接 )。 3/4 浮式半軸的結(jié)構(gòu)特點是半軸外端僅有一個軸承并裝在驅(qū)動橋殼半軸套管的端部，直接支承著車輪輪轂，而半軸則以其端部與輪轂相固定。 全浮式半軸的外端與輪轂相聯(lián)，而輪轂又由一對 軸承支承于橋殼的半軸套管上。作用在驅(qū)動車輪上的牽引力、制動力、側(cè)向力和垂向力也是經(jīng)過橋殼傳到懸掛及車架或車廂上。橋殼還應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單、制造方便以利于降低成本。 按制造工藝不同分類： 鑄造式 ——強度、剛度較大，但質(zhì)量大，加工面多，制造 工藝復(fù)雜，本設(shè)計采用鑄造橋殼。該驅(qū)動橋設(shè)計大大降低了制造成本，同時驅(qū)動橋使用維護成本也降低了。 技術(shù)參數(shù)： 表 參考數(shù)據(jù) 序號 項 目 數(shù) 據(jù) 單 位 1 驅(qū)動形式 4? 2 — 1 車身長度 4900 mm 2 車身寬度 1900 mm 3 車身高度 1400 mm 4 總質(zhì)量 6 t 5 裝載質(zhì)量 3 t 6 軸 距 3650 mm 7 前 輪距 1750 mm 8 后輪距 1586 mm 9 前胎規(guī)格 — 10 排 量 L 11 最大功率 /轉(zhuǎn)速 115/2800 kw/ rpm 12 最大轉(zhuǎn)矩 /轉(zhuǎn)速 245/2200 13 最高車速 90 km/h 14 最高檔傳動比 1 — 15 最低檔傳動比 — 16 主減速器傳動比 — 17 最小離地間隙 205 mm 主減速器結(jié)構(gòu)方案的確定 （ 1）主減速器齒輪的類型 螺旋錐齒輪能承受大的 載荷，而且工作平穩(wěn)，即使在高速運轉(zhuǎn)時其噪聲和振動也 13 是很小的。主減速器從動錐齒輪采用無輻式結(jié)構(gòu)并用細(xì)牙螺釘以精度較高的緊配 固定在差速器殼的凸緣上。主減速器軸承的預(yù)緊值可取為以發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩時換算所得軸向力的 30％。 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(zhuǎn)速 pn 的情況下，所選擇 的 0i 值應(yīng)能保證這些汽車有盡可能高的最高車速 amaxv 。 差速器的結(jié)構(gòu)型式有多種，大多數(shù)汽車都屬于公路運輸車輛， 對于在公路上和市區(qū)行駛的汽車來說，由于路面較好，各驅(qū)動車輪與路面的附著系數(shù)變化很小，因此幾乎都采用了結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路汽車也很可靠的普通對稱式圓錐行星齒輪差速器，作為安裝在左、右驅(qū)動車輪間的所謂輪間差速器使用；對于經(jīng)常行駛在泥濘、松軟土路或無路地區(qū)的越野汽車來說，為了防止因某一側(cè)驅(qū)動車輪滑轉(zhuǎn)而陷車，則可采用防滑差速器。 本 次設(shè)計選用：圓錐行星齒輪差速器。 橋殼型式的確定 整體式橋殼的特點是將整個橋殼制成一個整體，橋殼猶如一個整體的空心梁，其強度及剛度都比較好。 本次設(shè)計驅(qū)動橋殼就選用鑄造式整體式橋殼。因此，傳動系中的主減速器齒輪是個薄弱環(huán)節(jié)。 選擇合金材料，盡量少用含鎳、鉻的材料，而選用含錳、釩、硼、鈦、鉬、硅等元素的合金鋼。由于鋼本身有較低的含碳量，使鍛造性能和切削加工性能較好。對于滑動速度高的齒輪，可進行滲硫處理以提高耐磨性。 由式（ ），式（ ）求得的計算載荷，是最大轉(zhuǎn)矩而不是正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩，不能 18 用它作為疲勞損壞依據(jù)。 jmT = )()( PHRLBLBrTa fffni rGG ???? ??? = )(111 8 8 0 0 ???? ? =1911 mN? 主減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計算 （ 1）齒數(shù)的選擇 根據(jù)主減速比確定： 對于單級主減速器，當(dāng) 0i 較大時，則應(yīng)盡量使主動齒輪的齒數(shù) z1 取小些， 以得到滿意的驅(qū)動橋離地間隙。對于汽車工業(yè)，主減速器螺旋錐齒輪面寬度推薦采用： F= 2d =，可初取 F2 =41mm。 式中： z1 ， z2 —主 、 從動齒輪齒數(shù)； E—雙曲面齒輪的偏移距， mm；對螺旋錐齒輪取 E=0。當(dāng)變速器掛前進擋時，應(yīng)使主動錐齒輪的軸向力離開錐頂方向。 8 軸交角 ? ? =90176。 11 節(jié)錐距 A0 =11sin2 ?d =22sin2 ?d A0 = 12 周節(jié) t= m t= 13 齒頂高 21 aga hhh ?? mkh aa ?2 1ah = 2ah = 14 齒根高 fh = ahh? 1fh= 2fh = 15 徑向間隙 c= ghh? c= 21 序號 項 目 計 算 公 式 計 算 結(jié) 果 16 齒根角 0arctan Ahf?? 1? =176。 18 根錐角 1f? = 11 ??? 2f? = 22 ?? ? 1f? =176。在進行強度計算之前應(yīng)首先了解齒輪的破壞形式及其影響因素。 ② 輪齒的彎曲強度計算。 （ 2）輪齒的接觸強度計算 螺旋錐齒輪齒面的計算接觸應(yīng)力 j? （ MPa）為： 24 3m a x1130m a x11102 T TBJK KKKKTdCvfmspj ???