【正文】 平穩(wěn)可靠，在各種汽車上都得到了廣泛的應(yīng)用，微型車驅(qū)動(dòng)橋就是采用的該種差速器。因此，要求驅(qū)動(dòng)橋在傳遞轉(zhuǎn)矩給左、右驅(qū)動(dòng)車輪的同時(shí)，能使它們以適應(yīng)上述運(yùn)動(dòng)系要求的不同角速度旋轉(zhuǎn)。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎或在不平路面上行駛時(shí)，左、右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過的行程是不相等的，因此其轉(zhuǎn)速也應(yīng)不同[2]。有的重型汽車為了進(jìn)一步增大驅(qū)動(dòng)橋的減速比還增設(shè)了輪邊減速器。最簡單常見的是由一對(duì)螺旋錐齒輪或雙曲齒輪組成的單級(jí)減速器。汽車在行駛過程中所遇到的道路情況是千變?nèi)f化的，此外，汽車本身在空、滿載之間軸負(fù)荷變化非常大，為了擴(kuò)大汽車對(duì)這些不同使用條件的適用范圍，除了常見的具有唯一固定主減速比的單速主減速器外，在某些重型汽車上有時(shí)將主減速做成雙速的。在汽車的總布置設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)汽車的工作條件及發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系、輪胎等的有關(guān)參數(shù)，選擇合適的主減速比來保證汽車具有良好的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。困此，為了使汽車傳動(dòng)系設(shè)計(jì)得合理，首先必須選擇好傳動(dòng)系的傳動(dòng)比，并恰當(dāng)?shù)貙⑵浞峙浣o變速成器和驅(qū)動(dòng)橋。首先是因?yàn)榻^大多數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車上是縱向安置的，為使其轉(zhuǎn)矩能傳動(dòng)給左、右驅(qū)動(dòng)輪，必須由驅(qū)動(dòng)橋的主減速器改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，同時(shí)還得由驅(qū)動(dòng)橋的差速器來解決左、右驅(qū)動(dòng)車輪的差速要求及轉(zhuǎn)矩分配問題。汽車傳動(dòng)系的總?cè)蝿?wù)是傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，并使之適應(yīng)于汽車行駛的需要。有些汽車為了提高其行駛平順性，舒適性而采用獨(dú)立懸架時(shí)，則采用斷開式驅(qū)動(dòng)橋。普通的非斷開式驅(qū)動(dòng)后橋的橋殼相當(dāng)于一根聯(lián)接左、右驅(qū)動(dòng)車輪的剛性空心梁，而主減速器，差速器及半軸都裝在其中。圖21 汽車后橋示意圖1主減速前軸承；2主動(dòng)齒輪；3主減速器后軸承；4一差速器；5行星、半軸齒輪副6半軸；7制動(dòng)器及制動(dòng)鼓；8半軸軸承；9橋殼；10一差速器軸承：11一從動(dòng)齒輪12一主減速器殼：13一凸緣驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)型式與驅(qū)動(dòng)車輪的懸架結(jié)構(gòu)型式密切相關(guān)。2 汽車驅(qū)動(dòng)橋的總體結(jié)構(gòu)與差速器分類 汽車驅(qū)動(dòng)橋的總體結(jié)構(gòu)及原理簡介汽車的驅(qū)動(dòng)后橋位于傳動(dòng)系的末端[1]，其基本功用是增大由傳動(dòng)軸或直接由變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，再將轉(zhuǎn)矩分配給左、右驅(qū)動(dòng)車輪，并使左、右驅(qū)動(dòng)車輪具有汽車行駛運(yùn)動(dòng)所要求的差速功能；同時(shí)，驅(qū)動(dòng)后橋還要承受作用于路面和車架或承載車身之間的鉛垂力、縱向力、橫向力及其力矩。 本文研究主要內(nèi)容(1)分析驅(qū)動(dòng)橋國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，分析驅(qū)動(dòng)橋的基本原理及運(yùn)行機(jī)理提煉出驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)；(2)根據(jù)經(jīng)濟(jì)、適用、舒適、安全、可靠的設(shè)計(jì)原則和分析比較，確定輕型車驅(qū)動(dòng)橋的差速器及半軸的結(jié)構(gòu)型式，并且對(duì)其差速器的主、從齒進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核以滿足強(qiáng)度和降噪要求。今后CAD將與CAM、CAT(Computer Aided Test，計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試)結(jié)合成CADMAT系統(tǒng)，更將顯示出其巨大的作用。汽車零部件結(jié)構(gòu)參數(shù)及陛能參數(shù)等的優(yōu)化選擇與匹配，強(qiáng)度核算與壽命預(yù)測(cè)，產(chǎn)品有關(guān)方而的模擬計(jì)算或仿真分析、設(shè)計(jì)方案的選擇及定型，設(shè)計(jì)圖紙的繪制均可在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行。因此，CAD／CAM／CAE／PDM的應(yīng)用就顯得尤為重要。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，計(jì)算機(jī)技術(shù)、先進(jìn)軟件及在三維建模的基礎(chǔ)上對(duì)汽車車橋的有限元分析、動(dòng)態(tài)仿真還極為落后。汽車工業(yè)是最先用CAD技術(shù)的行業(yè)之一，目前在發(fā)達(dá)國家的汽車行業(yè)中，CAD技術(shù)已得到了普遍應(yīng)用，并取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，新的轎車產(chǎn)品的開發(fā)周期已縮短至2～3年，汽車CAD系統(tǒng)的軟硬件都已達(dá)到較高水平，并仍在向智能化，集成化和標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展。多數(shù)車橋企業(yè)對(duì)引進(jìn)的技術(shù)只停留在消化階段，尤其對(duì)軟件消化吸收的速度很慢，對(duì)引進(jìn)的硬件設(shè)備只停留在使用上。這些企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量與原配套企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品相比其質(zhì)量較差，容易發(fā)生故障，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起車毀人亡的重大事故。在中小企業(yè)中，測(cè)繪市場(chǎng)銷路較好的產(chǎn)品是它們的主要開發(fā)模式。不論是大中型企業(yè)還是小型企業(yè)其產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平和工藝制造水平都相對(duì)落后，產(chǎn)品不能很好地與整車相匹配，不能完全滿足使用要求。缺乏自己的核心技術(shù)，缺乏創(chuàng)新能力，在國際競(jìng)爭中還沒有任何優(yōu)勢(shì)可言，因此，我國汽車及汽車零部件企業(yè)必須加快步伐，自主創(chuàng)新，積極迎接挑戰(zhàn)，不斷提升產(chǎn)品技術(shù)含量，努力提高生產(chǎn)管理水平，降低產(chǎn)品制造成本，走出強(qiáng)企之路。汽車驅(qū)動(dòng)橋的研發(fā)與設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄1 緒 論 1 我國汽車驅(qū)動(dòng)橋的現(xiàn)狀分析 1 我國汽車零部件的發(fā)展趨勢(shì) 2 本文研究主要內(nèi)容 22 汽車驅(qū)動(dòng)橋的總體結(jié)構(gòu)與差速器分類 3 汽車驅(qū)動(dòng)橋的總體結(jié)構(gòu)及原理簡介 3 汽車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)要求 5 差速器的組成與工作原理 5 差速器的分類 6 對(duì)稱錐齒輪式差速器 7 滑塊凸輪式差速器 10 蝸輪式差速器 11 牙嵌式自由輪差速器 113 普通圓錐齒輪式差速器設(shè)計(jì) 13 普通圓錐齒輪式差速器的差速原理 13 普通圓錐齒輪式差速器的結(jié)構(gòu) 14 普通圓錐齒輪式差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算 14 行星齒輪數(shù)目的選擇 15 行星齒輪球面半徑的確定 15 行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù)選擇 17 差速器圓錐齒輪模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定 17 壓力角 18 行星齒輪安裝孔的直徑及其深度 18 差速器齒輪的幾何計(jì)算 19 差速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 21 差速器的材料 22 差速器殼體設(shè)計(jì) 22 差速器殼參數(shù)設(shè)計(jì) 234 半軸的設(shè)計(jì) 25 結(jié)構(gòu)形式分析 25 半浮式半軸桿部半徑的確定 25 半軸花鍵設(shè)計(jì) 27 半軸的工作條件和性能要求 29 選擇用鋼 29 熱處理工藝分析 305 基于CATIA的差速器建模 31 CATIA軟件的介紹 31 CATIA V5版本和應(yīng)用領(lǐng)域介紹 31 CATIA V5版本特點(diǎn) 31 CATIA V5應(yīng)用領(lǐng)域 32 差速器的建模 33 差速器零件建模 34 差速器的裝配 38總 結(jié) 39參考文獻(xiàn) 40致 謝 41401 緒 論自改革開放以來我國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，成為了我國的支柱產(chǎn)業(yè)。與之配套的汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)更是像雨后春筍一樣不斷涌現(xiàn)，呈現(xiàn)出欣欣向榮的境象，但與發(fā)達(dá)國家相比規(guī)模小，生產(chǎn)效率低、技術(shù)都較落后。 我國汽車驅(qū)動(dòng)橋的現(xiàn)狀分析汽車驅(qū)動(dòng)橋是汽車的主要部件之一，其質(zhì)量、性能的好壞直接影響整車的安全性、經(jīng)濟(jì)性、舒適性，雖然我國車橋制造企業(yè)眾多，但與國外相比差距較大，沒有形成自已的核心競(jìng)爭力，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）技術(shù)含量較低我國汽車車橋制造企業(yè)除少數(shù)企業(yè)規(guī)模較大外，普遍規(guī)模較小，生產(chǎn)能力強(qiáng)弱不均，技術(shù)力量參差不齊。2）開發(fā)模式落后我國汽車車橋制造企業(yè)的開發(fā)模式主要由測(cè)繪、引進(jìn)、自主開發(fā)三種組成。特別是一些小型企業(yè)或民營企業(yè)。3）技術(shù)創(chuàng)新能力不夠我國汽車零部件企業(yè)長期沒有重視技術(shù)創(chuàng)新能力，大中型企業(yè)普遍存在技術(shù)引進(jìn)經(jīng)費(fèi)占技術(shù)開發(fā)經(jīng)費(fèi)的比例較高的問題。4）CAD應(yīng)用落后計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD：Computer Aided Design)技術(shù)一般指以計(jì)算機(jī)作為輔助工具的各種應(yīng)用技術(shù)，是以計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備及其系統(tǒng)軟件為基礎(chǔ)，包括二維繪圖設(shè)計(jì)、三維幾何造型設(shè)計(jì)、有限元分析(FEA)及優(yōu)化設(shè)計(jì)、數(shù)控加工編程(NCP)、仿真模擬及產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)等內(nèi)容。然而，我國汽車零部件企業(yè)的CAD應(yīng)用大部分只是停留在計(jì)算機(jī)繪圖階段，產(chǎn)品設(shè)計(jì)還局限于幾何尺寸設(shè)計(jì)。從某些方面來說這成了制約企業(yè)快速發(fā)展的主要因素。 我國汽車零部件的發(fā)展趨勢(shì)隨著電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，使汽車零部件設(shè)計(jì)技術(shù)飛躍發(fā)展，設(shè)計(jì)過程將完全改觀。采用電子計(jì)算機(jī)作分析計(jì)算手段，由于其計(jì)算速度很快且數(shù)據(jù)容量很大，就可采用較為準(zhǔn)確的多自由度的數(shù)學(xué)模型來模擬汽車零部件在各種工況下的運(yùn)動(dòng)，采用現(xiàn)代先進(jìn)的數(shù)學(xué)方法進(jìn)行分析，可取得較準(zhǔn)確的結(jié)果，這就為設(shè)計(jì)人員分析各種方案和進(jìn)行創(chuàng)造性的工作提供了很大的方便。我國在驅(qū)動(dòng)橋的開發(fā)水平上與國外同類企業(yè)相比還比較落后，不適應(yīng)新的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)只局限于二維制圖，對(duì)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品不能進(jìn)行建模和CAE分析，致使產(chǎn)品設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)大，成本高，效率低。(3)運(yùn)用CATIA軟件對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的差速器及半軸進(jìn)行建模分析，并驗(yàn)證差速器設(shè)計(jì)的合理性。一般的驅(qū)動(dòng)后橋由主減速器總成，差速器總成，橋殼總成及半軸總成等零部件組成，如圖21所示。當(dāng)車輪采用非獨(dú)立懸架時(shí)，采用的非斷開式(整體式)驅(qū)動(dòng)橋。非斷開式驅(qū)動(dòng)后橋的橋殼多采用整體式(如沖焊結(jié)構(gòu)，鑄造結(jié)構(gòu))，也可以采用可分式的，但由于后者在維修，調(diào)整主減速器時(shí)拆裝的不便，故已很少采用。這種驅(qū)動(dòng)橋無剛性整體橋殼，如德國梅賽德斯—奔馳200型轎車，左、右兩段橋殼僅由一銷軸相聯(lián)，且僅有一側(cè)的半軸為分段式的，可相對(duì)的主減速器做上、下擺動(dòng)和雙鉸節(jié)式，如德國Audi 80 Quattro的后驅(qū)動(dòng)橋左、右兩半軸均可相對(duì)主減速器做上、下擺動(dòng)。在一般汽車的機(jī)械式傳動(dòng)中，有了變速器還不能完全解決發(fā)動(dòng)機(jī)特性與汽車行駛需求間的矛盾和結(jié)構(gòu)布置上的問題。其次是因?yàn)樽兯倨鞯闹饕蝿?wù)僅在于通過選擇適應(yīng)的排擋數(shù)目及各擋傳動(dòng)比，以使內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)矩一轉(zhuǎn)速特性能適應(yīng)汽車在各種行駛阻力下對(duì)動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性要求，而驅(qū)動(dòng)橋主減速器(有時(shí)還有輪邊減速器)的功用則在于當(dāng)變速器處于最高擋位(通常為直接擋，有時(shí)還有超速擋)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剂辖?jīng)濟(jì)性，為此，需將經(jīng)過變速器、傳動(dòng)軸傳來的動(dòng)力，通過驅(qū)動(dòng)橋的主減速器作進(jìn)一步增大轉(zhuǎn)矩，降低轉(zhuǎn)速的變化。當(dāng)變速器處于直接擋位時(shí)，汽車的動(dòng)力性及燃料經(jīng)濟(jì)性主要取決于主減速器比。采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法使傳動(dòng)系各傳動(dòng)比與發(fā)動(dòng)性能參數(shù)作最佳匹配，可得到最佳效果。雙速主減速器具有兩個(gè)固定的主減比，并可根據(jù)汽車行駛條件來選擇檔位。在大型汽車上，為了得到大的主減速器比同時(shí)又不減小離地間隙，常采用另加一對(duì)斜齒(或人字形齒)圓柱齒輪或行星輪系的雙級(jí)主減速器的方法。微型汽車驅(qū)動(dòng)橋采用的是雙曲面齒輪。另外，即使汽車在平坦路面上直線行駛左、右輪行程相同，但有時(shí)也會(huì)由于輪胎外徑的制造誤差，輪胎磨損程度，輪胎氣壓或輪胎負(fù)荷的不同，而引起它們的滾動(dòng)半徑不相等，導(dǎo)致轉(zhuǎn)速也不相同。這一要求是由差速器來實(shí)現(xiàn)的。如果不計(jì)其不大的內(nèi)摩擦，則這種差速器是將轉(zhuǎn)矩平均地分配到左、右半軸上，因此，裝用這種簡單的對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器的汽車，當(dāng)左、右驅(qū)動(dòng)車輪與道路的附著系數(shù)不同是一個(gè)驅(qū)動(dòng)車輪滑轉(zhuǎn)而失去牽引力時(shí)，另一個(gè)附著驅(qū)動(dòng)車輪也得喪失牽引功能。在普通的驅(qū)動(dòng)橋上，如果驅(qū)動(dòng)車輪不是轉(zhuǎn)向輪，則車輪直接由聯(lián)接差速器和輪轂的半軸來驅(qū)動(dòng)。根據(jù)所承受載荷的不同半軸分為全浮式、半浮式和3／4浮式三種。由于引起彎矩的所有載荷都經(jīng)過這些軸承傳遞，因此半軸只承受轉(zhuǎn)矩，但實(shí)際上由于加工精度及裝配精度的影響及橋殼、軸承等的支承剛度不足等原因，使全浮式半軸在使用條件下仍可能承受不大的、可忽略不計(jì)的彎矩。因此，它不僅承受轉(zhuǎn)矩，而且承受作用車輪與路面間的鉛垂力、縱向力、橫向力所引起的彎矩。微型車后橋采用半浮式半軸。 汽車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)要求驅(qū)動(dòng)橋是汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中主要總成之一。因此，設(shè)計(jì)中要保證：所選擇的主減速比應(yīng)保證汽車在給定使用條件下有最佳的動(dòng)力性能和燃料經(jīng)濟(jì)性：(1)當(dāng)左、右兩車輪的附著系數(shù)不同時(shí)，驅(qū)動(dòng)橋必須能合理的解決左右車輪的轉(zhuǎn)矩分配問題，以充分利用汽車的牽引力；(2)具有必要的離地間隙以滿足通過性的要求：(3)驅(qū)動(dòng)橋的各零部件在滿足足夠的強(qiáng)度和剛度的條件下，應(yīng)力求做到質(zhì)量輕，特別是應(yīng)盡可能做到非簧載質(zhì)量，以改善汽車的行駛平順性；(4)能承受和傳遞作