【正文】 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。 設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、造價(jià)低廉的驅(qū)動(dòng)橋，能大大降低整車生產(chǎn)的總成本 的 輕型貨車驅(qū)動(dòng)橋 具有一定的實(shí)際意義。 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) JX1021TS3 輕型 貨車驅(qū)動(dòng)橋 設(shè)計(jì) 院 系 名稱 ： 汽車 與交通 工程 學(xué)院 專業(yè)班級(jí) ： 車輛工程 學(xué)生姓名 ： 指導(dǎo)教師 ： 職 稱 ： 講 師 The Graduation Design for Bachelor39。 為 滿足目前 當(dāng)前 載貨汽車的快速、高效率、高效益 需要 的同時(shí) 時(shí)，必須要搭配一個(gè)高效、可靠的驅(qū)動(dòng)橋 。 最后運(yùn)用 AUTOCAD 完成裝配圖和主要零件圖的繪制。 Differential。投資者對(duì)輕型貨車行業(yè)的關(guān)注越來(lái)越密切，這使得輕型貨車行業(yè)的發(fā)展研究需求增大。因此， 設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、造價(jià)低廉的驅(qū)動(dòng)橋， 具有一定的實(shí)際意義 [1]。 總之，我國(guó)汽車驅(qū)動(dòng)橋的研究設(shè)計(jì)與世界先進(jìn)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)技術(shù)還有一定的差距，我國(guó)車橋制造業(yè)雖然有一些成果，但都是在引進(jìn)國(guó)外技術(shù)、紡制、再加上自己改進(jìn)的基礎(chǔ)上了取得的。驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)新方法的應(yīng)用使得其開(kāi)發(fā)周期縮短，成本降低，可靠性增加。模態(tài)分析技術(shù)的特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)是在對(duì)系統(tǒng)做動(dòng)力學(xué)分析時(shí)，用模態(tài)坐標(biāo)代替物理學(xué)坐標(biāo)，從而可大大壓縮系統(tǒng)分析的自由度數(shù)目，分析精度較高。有限元法將具有無(wú)限 個(gè)自由度的連續(xù)體離散為有限個(gè)自由度的單元集合體，使問(wèn)題簡(jiǎn)化為適合于數(shù)值解法的問(wèn)題。前種處理方式易于散熱 , 后種處理方式為了降低成本 , 甚至有廠商把制動(dòng)器的殼體與橋殼鑄為一體 , 既易于散熱，又利于降低材料成本 , 但這對(duì)鑄造技術(shù)、鑄造精度和加工精度都提出了極高的要求。 完 成驅(qū)動(dòng)橋驅(qū)動(dòng)橋裝配圖和主要部分零件 。在絕大多數(shù)的載貨汽車和少數(shù)轎車上，采用的是整體式 非斷開(kāi)式 。 驅(qū)動(dòng)橋的種類 驅(qū)動(dòng)橋 位于傳動(dòng)系末端，其基本功用首先是增扭、降速，改變轉(zhuǎn)矩的傳遞 方向，即增大由傳動(dòng)軸或直接從變速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩，并合理的 分配給左、右驅(qū)動(dòng)車輪， 其次 ，驅(qū)動(dòng)橋還要承受作用于路面和車架或車廂之間的垂 直力、縱向力和橫向力，以及制動(dòng)力矩和反作用力矩。 驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)組 成 在多數(shù)汽車中， 驅(qū)動(dòng)橋包括主減速器、差速器、驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置 （半軸） 及橋殼等部件如圖 所示。 在各種載荷和轉(zhuǎn)速工況下有較高的傳動(dòng)效率。 設(shè)計(jì)車型主要參數(shù) 設(shè)計(jì)車型主要參數(shù) 表 參考數(shù)據(jù) 6 表 參考數(shù)據(jù) 序號(hào) 項(xiàng) 目 數(shù) 據(jù) 單 位 1 車身長(zhǎng)度 5185 mm 2 車身寬度 1720 mm 3 車身高度 1710 mm 4 車 重 1720 kg 5 軸 距 3025 mm 6 前輪距 1435 mm 7 后輪距 1440 mm 8 輪胎規(guī)格 215/75 R15 — 9 排 量 L 10 最大功率 /轉(zhuǎn)速 68/4000 kw/ rpm 11 最大轉(zhuǎn)矩 /轉(zhuǎn)速 200/20xx 12 最高車速 120 km/h 13 離地間隙 220 mm 主減速器結(jié)構(gòu)方案的確定 主減速比的計(jì)算 主減速比 io 0i 對(duì)主減速器的結(jié)構(gòu)形式、輪廓尺寸、質(zhì)量大小 影響很大。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系參數(shù)作最佳匹配的方法來(lái)選擇 io 0i 值，可是汽車獲得最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。 在發(fā)動(dòng)機(jī)橫置的汽車驅(qū)動(dòng)橋上，主減速器往往采用簡(jiǎn)單的斜齒圓柱齒輪；在發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車驅(qū)動(dòng)橋上，主減速器往往采用圓錐齒輪式傳動(dòng)或準(zhǔn)雙曲面齒輪式傳動(dòng)。 雙曲面齒輪如圖 （ b）所示主、從動(dòng)齒輪軸線不相交而呈空間交叉。 工作過(guò)程中，雙曲面齒輪副既存在沿齒高方向的側(cè)向滑動(dòng)，又有沿齒長(zhǎng)方向的(a) 螺旋錐齒輪 (b) 雙曲面齒輪 8 縱向滑動(dòng)，這可以改善齒輪的磨合過(guò)程，使其具有更高的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。 雙曲面齒 輪必須采用可改善油膜強(qiáng)度和防刮傷添加劑的特種潤(rùn)滑油。 主減速器的減速形式 主減速器的減速形式分為單級(jí)減速、雙級(jí)減速、單級(jí)貫通、雙級(jí)貫通、主減速及輪邊減速等。 目前 貨 車發(fā)動(dòng)機(jī)向 9 低速大扭矩發(fā)展的趨勢(shì)使得驅(qū)動(dòng)橋的傳動(dòng)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 貨 車使用條件對(duì)汽車通過(guò)性的要求降低，因此，產(chǎn)品不必像過(guò)去一樣，采用復(fù)雜的結(jié)構(gòu)提高其的通過(guò)性；與帶輪邊減速器的驅(qū)動(dòng)橋相比，由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋機(jī)械傳動(dòng)效率提高，易損件減少，可靠性增加。 主減速器主 從動(dòng)錐齒輪的支承形式及安裝方法 主減速器主動(dòng)錐齒輪的支承形式及安裝方式的選擇 現(xiàn)在汽車主減速器主動(dòng)錐齒輪的支承形式有如下兩種： （ 1） 懸臂式 懸臂式支承結(jié)構(gòu)如圖 所示，其特點(diǎn)是在錐齒輪大端一側(cè)采用較長(zhǎng)的軸徑，其上安裝兩個(gè)圓錐滾子軸承。 10 圖 主動(dòng)錐齒輪騎馬式支承 采用騎馬式（跨置式）支承結(jié)構(gòu) 時(shí)， 齒輪前、后兩端的軸頸均以軸承支承，故又稱兩端支承式。 當(dāng)主動(dòng)錐齒輪安裝在圓錐滾子軸承上時(shí)，為了減小懸臂長(zhǎng)度增加支撐間距離，應(yīng)使兩軸承的小端朝內(nèi)相向，大端朝外，這樣也便于結(jié)構(gòu)的布置、軸承預(yù)緊度的調(diào)整及軸承的潤(rùn)滑。 圖 從動(dòng)齒輪支撐形式 本次設(shè)計(jì)主動(dòng)錐齒輪 采用 懸臂式支撐 （ 圓錐滾子軸承 ） ， 從動(dòng)錐齒輪 采用 騎馬 式支撐 （ 圓錐滾子軸承 ） 。在左右車輪行程不等的情況下，如果采用一根整體的驅(qū)動(dòng)車輪軸將動(dòng)力傳給左右車輪，則會(huì)由于左右車輪的轉(zhuǎn)速雖然相等而行程卻又不同的這一運(yùn)動(dòng)學(xué)上的矛盾，引起某一驅(qū)動(dòng)車輪產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)或滑移。 差速器的結(jié)構(gòu)型式選擇，應(yīng)從所設(shè)計(jì)汽車的類型及其使用條件出發(fā)，以滿足該型汽車在給定的使用條件下的使用性能要求。 本次設(shè)計(jì)選用：普通錐齒輪式差速器，因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作平穩(wěn)可靠，適用于本次設(shè)計(jì)的汽車驅(qū)動(dòng)橋。在裝有輪邊減速器的驅(qū)動(dòng)橋上，半軸將半軸齒輪與輪邊減速器的主動(dòng)齒輪連接起來(lái)。主要用于質(zhì)量較小，使用條件好，承載負(fù)荷也不大的轎車和輕型載貨汽車。 橋殼 形 式的確定 橋殼的結(jié)構(gòu)型式大致分為可分式，組合式整體式三種。其特點(diǎn)是橋殼制造工藝簡(jiǎn)單、主減速器軸承支承剛度好。 整體式橋殼 整體式橋殼的特點(diǎn)是將整個(gè)橋殼制成一個(gè)整體，橋殼猶如一整體的空心粱，其強(qiáng)度及剛度都比較好。 鋼板沖壓焊接整體式橋殼是由鋼板沖壓焊接成的橋殼主體、兩端再焊上帶凸緣的半軸套管及鋼板彈簧座組成。對(duì)主減速器型式確定中主要從主減速器齒輪的類型、 主減速器的減速形式、 主減速器主動(dòng)錐齒輪的支承形式及安裝方式的選擇、從動(dòng)錐齒輪的支承方式和安裝方式的選擇 ，從而 確定 逐步給出 驅(qū)動(dòng)橋各個(gè)總成的基本結(jié)構(gòu)， 分析了驅(qū)動(dòng)橋各 總成結(jié)構(gòu)組成。由于汽車在各種道路上行使時(shí)，其驅(qū)動(dòng)輪上要求必須具有一定的驅(qū)動(dòng)力矩和轉(zhuǎn)速，在動(dòng) 力向左右驅(qū)動(dòng)輪分流的差速器之前設(shè)置一個(gè)主減速器后，便可使主減速器前面的傳動(dòng)部件如變速器、萬(wàn)向傳動(dòng)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。 由式（ ），式（ ）求得的計(jì)算載荷，是最大轉(zhuǎn)矩而不是正常 持續(xù)轉(zhuǎn)矩，不能用它作為疲勞損壞依據(jù)。對(duì)于不同的主傳動(dòng)比， 1z 和 2z 應(yīng)有適宜的搭配 。 2d 選定后，可按式 22 /zdm? 算出從動(dòng)齒輪大端模數(shù)，并用下式校核 3t mjm K T?? （ ） 式中： mK ——模數(shù)系數(shù)，取 mK =~； jT ——計(jì)算轉(zhuǎn)矩， mN? ，取 jeT 。對(duì)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 =40mm。當(dāng)變速器掛前進(jìn)擋時(shí)，應(yīng)使主動(dòng)錐齒輪 的軸向力離開(kāi)錐頂方向。螺旋角應(yīng)足夠大以使 ?Fm 。壓力角 [6]。 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 ?? 1ah = 18 序號(hào) 項(xiàng) 目 計(jì) 算 公 式 計(jì) 算 結(jié) 果 mkh aa ?2 2ah = 14 齒根高 fh = ahh? 1fh= 2fh = 15 徑向間隙 c= ghh? c= 16 齒根角 0arctanAhf?? 1? =176。 18 根錐角 1f?= 11 ??? 2f? = 22 ?? ? 1f? =176。在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算之前應(yīng)首先了解齒輪的破壞形式及其影響因素。 ① 疲 勞折斷：在長(zhǎng)時(shí)間較大的交變載荷作用下，齒輪根部經(jīng)受交變的彎曲應(yīng)力。 ② 過(guò)載折斷：由于設(shè)計(jì)不當(dāng)或齒輪的材料及熱處理不符合要求，或由于偶然性的峰值載荷的沖擊，使載荷超過(guò)了 齒輪彎曲強(qiáng)度所允許的范圍，而引起輪齒的一次性突然折斷。它主要由于表面接觸強(qiáng)度不足而引起的。在齒輪繼續(xù)工作時(shí)，則擴(kuò)大凹坑的尺寸及數(shù)目，甚至?xí)饾u使齒面成塊剝落，引起噪音和較大的動(dòng)載荷。 ② 齒面剝落：發(fā)生在滲碳等表面淬硬的齒面上，形成沿齒面寬方向分布的較點(diǎn)蝕更 深的凹坑。當(dāng)滲碳齒輪熱處理不當(dāng)使?jié)B碳層中含碳濃度的梯度太陡時(shí)，則一部分滲碳層齒面形成的硬皮也將從齒輪心部剝落下來(lái)。 20 （ 4） 齒面磨損 這是輪齒齒面間相互滑動(dòng)、研磨或劃痕所造成的損壞現(xiàn)象。 汽車驅(qū)動(dòng)橋的齒輪，承受的是交變負(fù)荷，其主要損壞形式是疲勞。 表 汽車驅(qū)動(dòng)橋齒輪的許用應(yīng)力 ( N／ mm2 ) 計(jì)算載荷 主減速器齒輪的許用彎曲應(yīng)力 主減速器齒輪的許用接觸應(yīng)力 差速器齒輪的許用彎曲應(yīng)力 jeT ， ?jT 中的較小者 700 2800 980 jmT 1750 實(shí)踐表明，主減速器齒輪的疲勞壽命主要與最大持續(xù)載荷（即平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩）有關(guān)，而與汽車預(yù)期壽命期間出現(xiàn)的峰值載荷關(guān)系不大。 在 現(xiàn) 代汽 車 的 設(shè)計(jì) 中，由于材 質(zhì)及 加 工工藝 等制造 質(zhì) 量的提高， 單 位 齒長(zhǎng) 上的 圓周力有 時(shí) 提高 許 用 資 料的 20%～ 25%。 （ 3） 輪齒的接觸強(qiáng)度計(jì)算 螺旋錐齒輪 齒面的計(jì)算接觸應(yīng)力 j? （ N／ mm2 ） 為： JFK KKKKTdC v fmsjzpj ?? ???????301102? （ ） 式中： jzT ——主動(dòng)齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩分別為 1?jT = mN? ， 1jmT = mN? ； pC ——材料的彈性系數(shù)，對(duì)于鋼制齒輪副取 mmN /21 ； 1d ——主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑， 42mm； 求 綜 合 系 數(shù) J 的 齒 輪 齒 數(shù) 相嚙合齒輪的齒數(shù) 23 0K ， vK ， mK 同 ； sK ——尺寸系數(shù)， sK =1； fK ——表面質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于制造精確的齒輪可取 1； F——齒面寬，取齒輪副中較小值即從動(dòng)齒輪齒寬 40mm； J—— 計(jì)算應(yīng)力的綜合系數(shù)， J =，見(jiàn)圖 所示 。 M ——危險(xiǎn)截面彎矩，主動(dòng)齒輪徑向力 經(jīng)計(jì)算， ?? =??? =230MPa 所以主動(dòng)齒輪軸滿足要求。 作用在主減速器主動(dòng)齒輪上的力 如圖 所示 錐齒輪在工作過(guò)程中，相互嚙合的齒面上作用有一法向力。實(shí)踐表明，軸承的主要損壞形式為疲勞損傷，所以應(yīng)按輸入的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 dT 進(jìn)行計(jì)算