汽车-轿车驱动桥.zip

广西工学院学生毕业设计（论文）答辩申请表课题名称轿车驱动桥设计指导教师（职称）潘美俊设计（论文）是否完成是材料是否完整规范是译文是否完成是设计（论文）手册是否填写完毕是学生所在系汽车漆专业汽车服务工程学号200700208021学生签名：日期：本科毕业设计（论文）指导教师评审表满分序号评审项目指 标理文评分1工作量、工作态度按期圆满完成规定的任务，难易程度和工作量符合教学要求；工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实；善于与他人合作。20202调查论证能独立查阅文献和调研；能较好地做出开题报告；有综合、收集和正确利用各种信息及获取新知识的能力。10203设计、实验方案，分析与技能设计、实验方案科学合理；数据采集、计算、处理正确；论据可靠，分析、论证充分；结构设计合理、工艺可行、推导正确或程序运行可靠；绘图符合国家标准。4004设计说明书论文质量综述简练完整，有见解；观点正确，论据充分，结论严谨合理；文理通顺，技术用语准确，符合规范；图表完备、正确。20405创 新工作中有创新意识；对前人工作有改进、突破，或有独特见解，有一定应用价值。5106译 文翻译准确、通顺，文笔流畅，译文数量符合要求。510是否同意参加答辩：总分评语：指导教师签名：日期：广西工学院本科毕业设计评审表(评阅人用)课题名称轿车驱动桥设计学生姓名王文学号200700208021指导教师姓 名潘美俊职称讲师序号评审项目指 标满分评分1课题完成量课题完成达到教学基本要求，难易程度、工作量大小合适。202调查论证根据课题任务，能查阅文献资料和从事其它调研。有收集、综合和利用各种信息的能力。103设计、计算、论证、推导综合分析科学，方案设计合理，推导正确，计算准确，论据可靠，论证充分；结构合理、工艺可行；图样绘制与技术要求符合国家标准及要求。454设计说明书条理清楚、文理通顺、用语符合技术规范，图表清楚、书写格式规范。155创 新有改进或独特见解；有一定应用价值。56译 文翻译准确、通顺，文字流畅，译文数量符合要求。5总分评语：评阅人：日期：广西工学院本科毕业设计（论文）答辩评审表课题名称轿车驱动桥设计学生姓名王文学号200700208021指导教师姓 名潘美俊职称讲师序号评审项目指 标满分评分1自 述思路清晰；语言表达流畅，概念清楚；准备充分，时间符合要求。102设计（论文）质量设计（实验）方案科学合理，数据可靠，计算准确，绘图质量好，结论有理论价值或应用前景。403创 新对前人工作有改进或突破、或有独特见解。104答 辩回答问题有理论依据，基本概念清楚。主要问题回答准确，深入。40总分评语：答辩委员会（小组）负责人：年 月 日毕业设计（论文）评价指导教师评分：评阅人评分：答辩评分：综合评定成绩（按结构分 4：3：3）：答辩委员会负责人：年 月 日 广西工学院2011 届毕业设计说明书届毕业设计说明书课题名称 课题名称 汽车单级驱动桥总成设计 系 别 汽车工程系 专 业 汽车服务工程 班 级 汽服 071 学 号 2007 姓 名 指导教师 2011 年 5 月 广 西 工 学 院2010 届毕业设计（论文）任务书届毕业设计（论文）任务书汽车单级驱动桥总成设计系 别 汽车工程系 专 业 汽车服务工程 班 级 汽 1 学 号 200701姓 名 指导教师 教研室主任 系 主 任 2011 年 3 月 广西工学院 2010 届毕业设计说明书 摘 要 本次设计为参照乘用轿车驱动桥来进行的，目的是为了检验大学几年的学习成果以及为将来的工作打下坚实的基础。说明书中阐述了驱动桥壳的功能与作用、设计的要求及其工作原理，通过查阅大量的汽车设计资料，以及结合所学的知识，对该驱动桥壳进行了方案论证、结构方案分析以及设计计算。本次设计的驱动桥采用半浮式半轴的整体式桥壳单级螺旋锥齿轮传动。普通对称式圆锥行星齿轮（两个）的差速形式。设计中包括了驱动桥壳、主减速器和差速器等各项参数的确定，其中包括主要参数的选择计算、受力情况、强度校核等，并且还对一对齿轮上的支承轴承进行了寿命校核。以及对本次设计做出总结。整个毕业设计历时两个多月，在老师的悉心指导和同学的热心帮助下得以顺利完成。最后感谢在毕业设计期间给予我帮助的老师和同学。从这次毕业设计中，我必将受益非浅。关键词：乘用轿车 驱动桥设计 后桥 主减速器 广西工学院 2010 届毕业设计说明书IAbstract The second-row seat designed for passenger car drive axle housing to carry out,.The purpose was to test the University of years of learning outcomesAs well as future work to lay a solid foundation for work.Set forth in the specification prepared by the drive axle housing function、The design requirements and its working principle,Through access to a large number of automotive design information,As well as the combination of learned knowledge,Of the drive axle housing program carried out feasibility studies,Structural analysis and design and calculation programs.The design of the drive axle with semi-floating axle as a whole Bridge Shell Single-stage spiral bevel gear.General symmetric cone planetary gear(2)in differential form.Design,including the drive axle housing,The parameters of the main reduction gear and differential determination of Including the main parameters of the choice of calculation,Force situation,Intensity calibration,etc.And also to the two pairs of gears on the supporting bearings of the life of checking.In the final,to sum up this design.Lasted for more than two months the whole graduation project,the teachers of your instructors and fellow students enthusiastic assistance has been completed smoothly.Finally thank for giving me during the graduation project to help teachers and students.Graduation from this design,I will greatly benefit from.Keywords:Keywords:Passenger car Bridge Design Rear axle Main reducer广西工学院 2010 届毕业设计说明书II 目录 摘 要.IAbstract.II前 言.1第一章 总体方案设计.21.1 车型参数.21.2 概 述.21.3 驱动桥结构型式及选择.31.4 主减速器设计.41.4.1 主减速器结构方案分析.51.4.2 单级主减速器传动形式分析.41.4.3 双曲面齿轮传动与螺旋锥齿轮传动比较选择.61.5 主减速器主、从动锥齿轮的支承方案.71.5.1 主动锥齿轮的支承.71.5.2 从动锥齿轮的支承选择.91.6 差速器设计.91.6.1 对称式圆锥行星齿轮差速器.91.6.2 强制锁止式防滑差速器.91.6.3 自锁式差速器.101.7 驱动车轮的传动装置.101.7.1 半浮式半轴.111.7.2 3/4 浮式.111.7.3 全浮式半轴.111.8 驱动桥壳设计.121.8.1 驱动桥壳应满足如下设计要求.121.8.2 驱动桥壳结构方案分析.12第二章 主减速器设计.142.1 锥齿轮计算载荷的确定.142.1.1 按日常行驶转矩 MGF 确定从动锥齿轮计算载荷.142.1.2 按发动机最大使用转矩来确定从动锥齿轮计算载荷 MGe.15广西工学院 2010 届毕业设计说明书III2.1.3 按驱动轮打滑转矩确定从动锥齿轮计算载荷 MGS.152.2 锥齿轮主要参数的选择.162.1.1 主从动锥齿轮齿数 Z1、Z2的选择.162.2.2 从动锥齿轮大端节圆直径和端面模数的选择.172.2.3 齿面宽 b 的选取.172.2.4 螺旋锥齿轮与双曲面齿轮的螺旋方向.182.2.5 螺旋角 m的选择.182.2.6 齿轮法向压力角的选择.182.3 主减速器螺旋锥齿轮的强度计算.192.3.1 单位齿长上的圆周力.212.3.2 轮齿的弯曲疲劳强度计算.222.3.3 轮齿接触强度的计算.232.4 主减速器轴承计算及选择.242.4.1 锥齿轮面上的作用力.242.4.2 主减速器轴承载荷的计算.272.4.3 锥齿轮轴承型号的确定.282.5 主减速器齿轮的材料及热处理.302.6 主减速器的润滑.31第三章 差速器设计.323.1 概述.323.2 差速器的结构型式选择.323.3 圆锥行星齿轮差速器.323.4 差速器锥齿轮的强度计算.35第四章 半轴的设计.384.1 概述.384.2 半轴的计算.384.3 半轴花键的强度计算.404.4 半轴的强度校核.414.5 半轴的结构设计及材料与热处理.42第五章 桥壳的设计.43广西工学院 2010 届毕业设计说明书IV5.1 驱动桥壳结构方案选择.435.2 驱动桥壳强度计算.455.3 材料的选择.48结 束 语.50致谢.51参考文献.52广西工学院 2010 届毕业设计说明书0前 言随着经济和科学技术的不断发展，汽车工业也逐渐成为我国的支柱产业，汽车已经进入千家万户。而随着我国加入了 WTO，人民的生活水平得到不断提高，微型客货两用车、轿车等高级消费品已进入平常家庭。在我国，汽车工业起步较晚。入世后，我国的汽车工业面临更多的机遇和挑战，随着改革开放，我国的汽车工业也将会有质的飞跃。随着汽车工业的不断壮大，以及汽车行业持续快速的发展，如何设计出更经济实惠，工作可靠，性能优良，且符合中国国情的汽车已经是当前汽车设计者的紧迫问题，也是我们作为汽车工程本科毕业生，必须肩负的重任。在面临着前所未有的机遇的同时，我们要努力为我们的汽车工业做出应有的贡献。经过四年的刻苦学习，我掌握了多门基础知识和专业知识。更阅读了大量的专业书籍，为从事汽车行业的工作打下了坚实的基础。在大学毕业，即将走向工作岗位之际，按国家教委的要求，进行了这次设计。毕业设计是对我们在大学期间所学知识的一次检阅，充分体现了一个设计者的知识掌握程度和创新思想。毕业设计总体质量的好坏也直接体现了毕业生的独立创造设计能力。由于毕业设计具有特殊的重要意义，在两个多月的毕业设计时间里我们到单位实习，并阅读了大量的汽车资料，虚心向老师请教，且在老师的指导下，将老师传授的设计方法运用到自己的设计中，使本次毕业设计得以顺利完成。本人的设计题目、要求及任务是：汽车单级驱动桥总成设计广西工学院 2010 届毕业设计说明书1第一章 总体方案设计1.1 车型参数1本设计的车型：乘用轿车参考车型：标致 505GTi型号：505GTi Estate牌号：标致名称：乘用轿车生产厂家：标致本设计车型的主要参数：外型尺寸（长宽高）：489817301540前后轮距：1470/1440mm总质量：1580kg整备质量：1393kg最小离地间隙：130mm最高车速：170km/h发动机最大扭矩：188/4250（N.m/r/min）最大功率：97kw/5750（r/min）变速器速比：1 档 3.59,2 档 2.09，3 档 1.37，4 档 1.00，5 档 0.82 倒档 3.63主减速器速比：4.11轮辋规格：62J14，轮胎类型与规格：195/70R14 1.2 概 述驱动桥处于动力传动系的末端，不仅是汽车的动力传递机构，也是行走机构。其基本功能是增大由传动轴或变速器传来的转矩，并将动力合理地分配给左、右驱动功能。驱动桥是汽车传动系中的主要总成之一。驱动桥的设计是否合理直接关系到汽车使用性能的好坏。驱动桥一般由主减速器、差速器、车轮传动装置和驱动桥壳等组成。主减速器：将低由传动轴传来的转速并增大扭矩。差速器：在两输出轴间分配转矩并保证两输出轴可能以不同的转速旋转。半轴：接受并传递转矩到两边驱动车轮。广西工学院 2010 届毕业设计说明书2驱动桥壳：支承汽车整体质量，并承受由车轮传来的由路面不平引起的反力和反力矩，并经悬架传递给支架或车身。驱动桥设计应当满足如下基本要求：1.所选择的主减速比应能保证汽车具有最佳的动力性和燃料经济性。2.外形尺寸要小，保证有必要的离地间隙。3.齿轮及其它传动件工作平稳，噪声小。4.在各种转速和载荷下具有高的传动效率。5.在保证足够的强度、刚度条件下，应力求质量小，尤其是簧下质量应尽量小，以改善汽车平顺性。6.与悬架导向机构运动协调，对于转向驱动桥，还应与转向机构运动协 调。7.结构简单，加工工艺性好，制造容易，拆装，调整方便。1.3 驱动桥结构型式及选择2驱动桥的结构形式与驱动车轮的悬架形式密切相关。当车轮采用非独立悬架时，驱动桥应为非断开式(或称为整体式)，即驱动桥壳是一根连接左右驱动车轮的刚性空心梁，而主减速器、差速器及车轮传动装置(由左、右半轴组成)都装在它里面。当采用独立悬架时，为保证运动协调，驱动桥应为断开式。这种驱动桥无刚性的整体外壳，主减速器及其壳体装在车架或车身上，两侧驱动车轮则与车架或车身作弹性联系，并可彼此独立地分别相对于车架或车身作上下摆动，车轮传动装置采用万向节传动；当车轮采用独立悬架时，驱动桥应为断开式。现把它们各自的结构特点分析（如：表 1-1）：表 1-1 驱动桥结构型式及选择形式断开驱动桥非断开驱动桥特点广西工学院 2010 届毕业设计说明书3结构特点桥壳分段，彼此之间用铰链连接，可作相对运动；主减速器、差速器等固定在支架或车身上，两侧驱动轮通过独立悬架与支架或车身连接，两轮可彼此独立地相对于支架或车身上下跳动桥壳是一根支承在左、右驱动轮上的刚性空心梁，而主减速器、差速器和半轴等传动部件都装在其内；整个驱动桥通过悬架与支架或车身连接优点减低簧下质量从而改善汽车通过性，提高行使平顺性，平均车速提高。降低车轮和车桥上的动载荷，提高了零部件的使用寿命。与地面接触良好，抗侧滑能力提高，汽车的持纵稳定性更好结构简单，制造工艺性好，成本低，工作可靠，维修和调整容易缺点结构复杂，成本较高簧下质量大，对降低动载荷不利，平顺性差，Hmin 小，通过性不好应用越野车、轿车各种货车、客车及多数越野车和部分轿车选取非断开驱动桥1.4 主减速器设计1.4.1 主减速器结构方案分析汽车的主减速器有单级主减速器和双级主减速器，减速型式的选择与汽车的类型及使用条件有关，有时也与制造厂已有的产品系列及制造条件有关，但它主要取决于由动力性、经济性等整车性能所要求的主减速比 i0的大小及驱动桥下的离地间隙、驱动桥的数目及布置型式等。本车型采用单级主减速器，由于单级主减速器具有结构简单、质量小、尺寸紧凑及制造成本低等优点，因而广泛地用在主减速比 i07.6 的各种中小型汽车上。广西工学院 2010 届毕业设计说明书4例如：轿车、轻型载货汽车都是采用单级主减速器，大多数中型载货汽车也采用这种型式。1.4.2 单级主减速器传动形式分析单级主减速器传动形式主要有四种：螺旋锥齿轮传动、双曲面齿轮传动、圆柱齿轮传动和蜗轮蜗杆传动。它们的传动形式如图3（1-1）：图 1-1 单级主减速器传动形式1）双曲面齿轮传动双曲面齿轮传动双曲面齿轮传动的主、从动齿轮的轴线相互垂直而不相交，主动齿轮轴线相对从动齿轮轴线在空间偏移一距离 E（偏移距），由于偏移距的存在，使主动齿轮螺旋角 1大于从动齿轮螺旋角 2，从而使双曲面齿轮传动比大于相同尺寸的螺旋锥齿轮传动比。2）螺旋锥齿轮传动2）螺旋锥齿轮传动而是逐渐从一端连续平稳地转移向另一端，另外，由于轮齿端面重叠的影响，至少有两对以上的轮齿同时齿合，所以它工作平稳，能承受较大的负荷，制造也简单。但在工作中噪声大，对齿合精度很敏感，齿轮副锥顶稍有不吻合便会使工作条件急剧变坏，并伴随磨损增大而噪声增大。为保证齿轮副的正确齿合，必须将支承轴承预紧，提高了支承刚度，增大壳体刚度。3）蜗杆蜗轮传动3）蜗杆蜗轮传动蜗杆蜗轮传动比较大（i07）在任何转速使用下均能工作非常平稳且无噪广西工学院 2010 届毕业设计说明书5声，便于汽车的总布置及贯通式多桥驱动的布置，能传递大的载荷，使用寿命长，结构简单，折装方便，调整容易。但制造成本高，传动效率低，应用于重型多桥驱动汽车和具有高转速发动机的大客车上。4）圆柱齿轮传动4）圆柱齿轮传动圆柱齿轮传动一般采用斜齿轮，广泛应用于发动机横置且前置前驱动的轿车驱动桥和双级主减速器置通式驱动桥。1.4.3 双曲面齿轮传动与螺旋锥齿轮传动比较选择表 1-2 从动轮的选择类型螺旋锥齿轮双曲面齿轮优点由于螺旋角较大，摩擦损失较小，传动效率高达 99%，抗胶合能力强，轴承负荷小，润滑成本低。工作平稳、能承受较大的负荷、制造也简单。两者尺寸相同时，此种齿轮传动比 i0大，当 i0一定且从动齿轮尺寸相同时，此类齿轮直径大，轮齿强度大，刚度大。当 i0一定，主动齿轮尺寸相同，此类齿轮 Hmin 较大。此类齿轮有侧向滑动和纵向滑动，纵向滑动可使其运转平稳。12，重合度大，可提高传动平稳性和弯曲强度。其主动齿轮较大，加工时所需刀盘刀顶距较大，因而切削刃寿命较长。缺点同尺寸时传动比小，同传动比时齿轮强度和刚度较小。Hmin 小。在工作中噪声大，对啮合精度很敏感，齿轮副锥顶稍有不吻合便会使工作条件急剧变坏，并伴随磨损增大和噪声增大。沿齿长的纵向滑动会使摩擦损失增加，降低传动效率。双曲面齿轮副传动效率约为96，齿面间大的压力和摩擦功，可能导致油膜破坏和齿面烧结咬死，即抗胶合能力较低。双曲面主动齿轮具有较大的轴向力，使其轴承负荷增大。双曲面齿轮传动必须采用可改善油膜强度和防刮伤添加剂的特种润滑油，选取螺旋锥齿轮广西工学院 2010 届毕业设计说明书61.5 主减速器主、从动锥齿轮的支承方案主减速器中必须保证主、从动齿轮具有良好的啮合状况，才能使它们很好的工作。齿轮的正确啮合，除与齿轮的加工质量、装配调整及轴承、主减速器壳体的刚度有关以外，与齿轮的支承刚度密切相关。1.5.1 主动锥齿轮的支承4主动锥齿轮的支承形式可分为悬臂式支承和跨置式支承两种。图 1-2 主减速器锥齿轮的支承形式a)主动锥齿轮悬臂式 b)主动锥齿轮跨置式 c)从动锥齿轮悬臂式支承结构(图 1-2a)的特点是在锥齿轮大端一侧采用较长的轴颈，其上安装两个圆锥滚子轴承。为了减小悬臂长度 a 和增加两支承间的距离 b，以改善支承刚度，应使两轴承圆锥滚子的大端朝外，使作用在齿轮上离开锥顶的轴向力由靠近齿轮的轴承承受，而反向轴向力则由另一轴承承受。为了尽可能地增加支承刚度，支承距离 b 应大于 2.5 倍的悬臂长度 a，且应比齿轮节圆直径的 70还大，另外靠近齿轮的轴径应不小于尺寸 a。为了方便拆装，应使靠近齿轮的轴承的轴径比另一轴承的支承轴径大些。靠近齿轮的支承轴承有时也采用圆柱滚子轴承，这时另一轴承必须采用能承受双向轴向力的双列圆锥滚子轴承。支承刚度除了与轴承形式、轴径大小、支承间距离和悬臂长度有关以外，还与轴承与轴及轴承与座孔之间的配合紧度有关。悬臂式支承结构简单，支承刚度较差，用于传递转矩较小的轿车、轻型货车的单级主减速器及许多双级主减速器中。不跨置式支承结构(图 1-2b)的特点是在锥齿轮的两端均有轴承支承，这样可大大增加支承刚度，又使轴承负荷减小，齿轮啮合条件改善，因此齿轮的承载能力高于悬臂式。此外，由于齿轮大端一侧轴颈上的两个相对安装的圆锥滚子轴承之间的距离很小，可以缩短主动齿轮轴的长度，使布置更紧凑，并可减小传动轴广西工学院 2010 届毕业设计说明书7夹角，有利于整车布置。但是跨置式支承必须在主减速器壳体上有支承导向轴承所需要的轴承座，从而使主减速器壳体结构复杂，加工成本提高。另外，因主、从动齿轮之间的空间很小，致使主动齿轮的导向轴承尺寸受到限制，有时甚至布置不下或使齿轮拆装困难。跨置式支承中的导向轴承都为圆柱滚子轴承，并且内外圈可以分离或根本不带内圈。它仅承受径向力，尺寸根据布置位置而定，是易损坏的一个轴承。参考所选车型属于乘用轿车且仅用于跑一般运输，所需传递最大扭矩较小，因此主减速器主动锥齿轮采用悬臂式支承。1.5.2 从动锥齿轮的支承选择 从动锥齿轮的支承(图 1-2c)，其支承刚度与轴承的形式、支承间的距离及轴承之间的分布比例有关。从动锥齿轮多用圆锥滚子轴承支承。为了增加支承刚度，两轴承的圆锥滚子大端应向内，以减小尺寸 c+d。为了使从动锥齿轮背面的差速器壳体处有足够的位置设置加强肋以增强支承稳定性，c+d 应不小于从动锥齿轮大端分度圆直径的 70。为了使载荷能尽量均匀分配在两轴承上，应尽量使尺寸 c 等于或大于尺寸 d。在具有大的主传动比和径向尺寸较大的从动锥齿轮的主减速器中，为了限制从动锥齿轮因受轴向力作用而产生偏移，在从动锥齿轮的外缘背面加设辅助支承。辅助支承与从动锥齿轮背面之间的间隙，应保证偏移量达到允许极限时能制止从动锥齿轮继续变形。主、从动齿轮受载变形或移动的许用偏移量如图（1-3c）所示。图 1-3a-b 从动锥齿轮辅助支承 图 1-3c 主、从动锥齿轮的许用偏移量广西工学院 2010 届毕业设计说明书81.6 差速器设计差速器的结构型式选择，应从所设计汽车的类型及其使用条件出发，以满足该型汽车在给定的使用条件下的使用性能要求5。差速器的结构型式有多种。大多数汽车都属于公路运输车辆，对于在公路上和市区行驶的汽车来说，由于路面较好，各驱动车轮与路面的附着系数变化很小，因此几乎都采用了结构简单、工作平稳、制造方便、用于公路汽车也很可靠的普通对称式圆锥行星齿轮差速器，作为安装在左、右驱动轮间的所谓轮间差速器使用；对于经常行驶在泥泞、松软土路或无路地区的越野汽车来说，为了防止因某一侧驱动车轮滑转而陷车，则可采用防滑差速器。后者又分为强制锁止式和自锁式两类。自锁式差速器又有多种结构型式的高摩擦式和自由轮式的以及变传动比式的。1.6.1 对称式圆锥行星齿轮差速器普通的对称式圆锥行星齿轮差速器由差速器左、右壳，2 个半轴齿轮，2 个行星齿轮(少数汽车采用 3 个行星齿轮，小型、微型汽车多采用 2 个行星齿轮)，行星齿轮轴(不少装 4 个行星齿轮的差逮器采用十字轴结构)，半轴齿轮及行星齿轮垫片等组成。由于其结构简单、工作平稳、制造方便、用在公路汽车上也很可靠等优点，最广泛地用在轿车、客车和各种公路用载货汽车上有些越野汽车也采用了这种结构，但用到越野汽车上需要采取防滑措施。例如加进摩擦元件以增大其内摩擦，提高其锁紧系数；或加装可操纵的、能强制锁住差速器的装置差速锁等。由于整速器壳是装在主减速器从动齿轮上，故在确定主减速界从动齿轮尺寸时，应考虑差速器的安装。差速器壳的轮廓尺寸也受到从动齿轮及主动齿轮导向轴承支座的限制。1.6.2 强制锁止式防滑差速器6充分利用牵引力的最简单的一种方法是在普通的圆锥齿轮差速器上加装差速锁，必要时将差速器锁住。此时左、右驱动车轮可以传递由附着力决定的全部转矩。当汽车驶入较好的路面时，差速器的锁止机构应即时松开，否则将产生与无差速器时一样的问题，例如使转弯困难、轮胎加速磨损、使传动系零件过载和消广西工学院 2010 届毕业设计说明书9耗过多的功率等。由于上述种种原因，强制锁住差速器的方法未得到广泛应用。1.6.3 自锁式差速器为了充分利用汽车的牵引力，保证转矩在驱动车轮间的不等分配以提高抗滑能力，并避免上述强制锁止式差速器的缺点，创造了各种类型的自锁式差速器。用以评价自锁式差速器性能的主要参数，是它的锁紧系数。为了提高汽车的通过性，似乎是锁紧系数愈大愈好，但是过大的锁紧系数如前所述，不但对汽车转向操纵的轻便灵活性、行驶的稳定性、传动系的载荷、轮胎磨损和燃料消耗等，有不同程度的不良影响，而且无助于进一步提高驱动车轮抗滑能力。因此设计高通过性汽车差速器时，应正确选择锁紧系数值。一般越野汽车的低压轮胎与地面的附着系数的最大值为 0.70.8(在于燥的柏油或混凝工路面上)，而最小值为 0.10.2(在开始溶化的冰上)。可见相差悬殊的附着系数的最大比值为 8。因此，为了充分利用汽车牵引力，差速器的锁紧系数 K 实际上选定为 8 就已足够。而汽车在不好的道路和无路地区行驶的实践表明，各驱动车轮与地面附着系数不同数值之比，一般不超过 34。因此选取 K34 是合适的，在这种情况下汽车的通过性可以得到显著的提高，而其转向操纵等使用性能实际上并不变坏。自锁式差速器有滑块-凸轮式、蜗轮式、自由轮式等多种形式。选取：普通对称式圆锥行星齿轮。1.7 驱动车轮的传动装置驱动车轮的传动装置位于汽车传动系的末端，其功用是将转矩由差速器半轴齿轮传给驱动车轮。在断开式驱动桥和转向驱动桥中，驱动车轮的传动装置包括半轴和方向节传动装置且多采用等速方向节。在一般非断开式驱动桥上，驱动车轮的传动装置就是半轴，这时半轴将差速器半轴齿轮与轮毂连接起来，在装有轮边减速器的驱动桥上，半轴将半轴齿轮与轮边减速器主动齿轮连接起来。普通非断开式驱动桥的半轴，根据其外端的支承型式或受力状况的不同而分为半浮式、3/4 浮式和全浮式三种。如图 1-4 所示：广西工学院 2010 届毕业设计说明书10图 1-4 半轴支撑形式1.7.1 半浮式半轴半浮式半轴的内端支承方式与上述相同，即半轴内端不承受力及力矩。作用在车轮上的各反力及力矩都必须经过半轴传给驱动桥壳。因半轴内端不受弯矩，而外端却承受全部弯矩和转矩，故称为半浮式。半浮式支承中，半轴与桥壳中的轴承一般只用一个，为使半轴和车轮不致于被向外的侧向力拉出，该轴承必须承受向外的轴向力。半浮式半轴支承结构简单，广泛用于承受载荷较小的轿车上。1.7.2 3/4 浮式3/4 浮式半轴的结构特点半轴外端仅有一个轴承并装在驱动桥壳半轴套管的端部，直接支承着车轮轮毂，而半轴则一其端部凸缘与轮毂用螺钉连接，该形式半轴受载情况与半浮式相似，只是载荷有所减轻、一般仅用在轿车和轻型货车上。1.7.3 全浮式半轴全浮式半轴支承广泛应用在各种货车上。轮毂通过两个相距较远的圆锥滚子轴承支承在半轴套管上。半轴内端用花键与差速器的半轴齿轮连接。在外端，路面对驱动轮的作用力(垂直反力 FZ、切向反力 FX和侧向反力 Fr)以及由它们形成的弯矩，直接由轮毂通过两个锥轴承传给桥壳，完全不由半轴承受。同样，在内端作用在主减速器从动锥齿轮上的力及弯矩全部由差速器壳直接承受，与半轴无关。因此这样的半轴支承形式，使半轴只承受转矩，而两端均不承受任何反力和反力矩，故称为全浮式支承形式。所谓“浮”是对卸除半轴的弯曲负荷而言。为防止轮毂及半轴在侧向力作用下发生轴向窜动，轮毂内的两个锥轴承的安装方向必须使它们能分别承受向内和向外的轴向力。轴承的预紧度可调整，并有广西工学院 2010 届毕业设计说明书11锁紧螺母锁紧。优点：全浮式支承的半轴易于拆装，只需拧下半轴凸缘上的螺钉，就可将半轴从半轴套管中抽出，而车轮和车桥照样能支持住汽车。选取：全浮式半轴1.8 驱动桥壳设计驱动桥壳的主要功用是支承汽车质量，并承受由车轮传来的路面反力和反力矩，并经悬架传给车架（或车身）；它又是主减速器，差速器，半轴的装配基体。1.8.1 驱动桥壳应满足如下设计要求7（1）应具有足够的强度和刚度，以保证主减速器齿轮齿合正常并不使半轴产生附加弯曲应力。（2）在保证强度和刚度的前提下，尽量减小质量以提高汽车行驶平顺性。（3）保证足够的离地间隙。（4）结构工艺性好，成本低。（5）保护装于其上的传动系部件和防止泥水浸入。（6）折装、调整、维修方便。1.8.2 驱动桥壳结构方案分析驱动桥壳大致可分为可分式、整体式和组合式三种。1）可分式桥壳 可分式桥壳的整个桥壳由一个垂直接合面分为左右两部分，每一部分均由一个铸件壳体和一个压入其外端的半轴套管组成。半轴套管与壳体用铆钉联接。在装配主减速器及差速器后左右两半桥壳是通过在中央接合面处的一圈螺栓联成一个整体。其特点是桥壳制造工艺简单、主减速器轴承支承刚度好。但对主减速器的装配、调整及维修都很不方便，桥壳的强度和刚度也比较低。过去这种所谓两段可分式桥壳见于轻型汽车，由于上述缺点现已很少采用。2）整体式桥壳整体式桥壳的特点是将整个桥壳制成一个整体，桥壳犹如一整体的空心粱，其强度及刚度都比较好。且桥壳与主减速器壳分作两体，主减速器齿轮及差速器均装在独立的主减速壳里，构成单独的总成，调整好以后再由桥壳中部前面装入广西工学院 2010 届毕业设计说明书12桥壳内，并与桥壳用螺栓固定在一起。使主减速器和差速器的拆装、调整、维修、保养等都十分方便。按制造工艺不同，整体式桥壳可分为铸造式、钢板冲压焊接式和扩张成形式三种。铸造式桥壳的强度和刚度较大，但质量大，加工面多，制造工艺复杂，主要用于中、重型货车上。钢板冲压焊接式和扩张成形式桥壳质量小，材料利用率高，制造成本低，适于大量生产，广泛应用于轿车和中、小型货车及部分重型货车上。3）3）组合式桥壳组合式桥壳是将主减速器壳与部分桥壳铸造为一体而后用无缝钢管分别压入壳体两端，两者间用塞焊或销钉固定，它的优点是从动齿轮轴承的支承刚度较好，主减速器的装配、调整比可分式桥壳方便，然而要求有较高的加工精度，常用于轿车、轻型货车中。选取：整体式桥壳(钢板冲压焊接式)本设计确定方案如下：参考车型：标致 505GTi驱动形式：前置后驱动驱动桥：非断开式驱动桥主减速器：单级主减速器（螺旋锥齿轮传动）主动齿轮支承方式：悬臂式支承差速器：普通对称式圆锥行星齿轮（两个）半轴：全浮式半轴桥壳：整体式桥壳(钢板冲压焊接式)广西工学院 2010 届毕业设计说明书13第二章 主减速器设计2.1 锥齿轮计算载荷的确定82.1.1 对于具有很大功率储备的轿车、长途公共汽车尤其是竞赛车来说，在给定发动机最大功率amaxP及其转速pn的情况下，所选择的 i0值应能保证这些汽车有尽可能高的最高车速amaxv。这时 i0值应按下式来确定：rp0amax ghr ni=0.377vi 式中 rr-车轮的滚动半径，此处给定轮胎型号为 195/70R14，查表得滚动半径为 305mm。igh-变速器量高档传动比。igh=0.82把最大功率时转速 np=4250r/n,最高车速amaxv=170km/h 代入上式 计算得 i0=3.51 按日常行驶转矩cfT确定从动锥齿轮计算载荷mNfffirGjadmra),(Tcf式中：Ga-汽车总重量，15800N；rr-车轮滚动半径，0.306m；mi-从动锥齿轮到轮边减速比，取 1；d-驱动轴传动效率，圆弧锥齿轮取 0.90；af-公路坡度系数，它代表汽车在设计时要求能够持续爬坡的能力，而不是公路的坡度系数，取 0.08；jf-性能系数，代表汽车在坡度上的加速能力，取 0.017；f-道路滚动阻力系数，计算时轿车取 f0.0100.015；载货汽车取广西工学院 2010 届毕业设计说明书140.0150.020；越野汽车取 0.0200.035；该车取 0.015 代入公式可得：cfT=601.66mN 所以，171.41niTT0cfzfN.m 最大计算扭矩取 1，2 计算的较小值，所以 Tc2132.07N.m计算转矩：43.607niTT0czN.m 2.1.2 按发动机最大转矩和最低挡传动比确定从动锥齿轮的计算转矩ce Tce=demax1 f 0k Tki i i n 式中：Tce-计算转矩，Nm；Temax-发动机最大转矩；Temax=188N.m n-计算驱动桥数，n=1；if-分动器传动比，if=1；i0-主减速器传动比，i0=3.51；-变速器传动效率，=0.90；k-液力变矩器变矩系数，K=1；Kd-由于猛接离合器而产生的动载系数，Kd=1；i1-变速器最低挡传动比，i1=3.59；将数据代入上式可得：Tce=2132.07 N.m2.1.3 按驱动轮打滑转矩确定从动锥齿轮计算载荷csT 按驱动轮打滑转矩确定从动锥齿轮的计算转矩csT mNirmGmr,122CST广西工学院 2010 届毕业设计说明书15式中：2G-每个驱动轴上的重量，为 60%G=60%15800=9480N 2m-加速时重量转移系数，此处为 1.1；-轮胎与路面的附着系数，对于一般轮胎的公路用汽车在良好的混凝土或沥青路上可取 0.85；rr-车轮滚动半径，0.306m；mi-车轮到从动锥齿轮间的传动比，取 1；-车轮到从动锥齿轮间的传动效率，一般为 0.9；将数据代入公式可得到Tcs=3013.69 N.m2.2 锥齿轮主要参数的选择9能够表征齿轮副的参数有很多，主要参数有减速比0i（由总布置确定），主、从动齿轮齿数 Z1、Z2，从动锥齿轮的节圆直径 d2、端面模数 ms，法向压力角on，螺旋角 m等。2.2.1 主从动锥齿轮齿数 z1、z2的选择对于单级主减速器，当 i0较大时，则应尽量使主动齿轮的齿数取值小些，以得到满意的驱动桥离地间隙。当 i06 时，z1的最小值可取为 5，但为了啮合平稳及提高疲劳强度，z1最好大于 5。当 i0较小(如 i0=3.55)时，引可取为 712，但这时常常会因主、从动齿轮齿数太多、尺寸太大而不能保证所要求的桥下离地间隙。为了磨合均匀，主、从动齿轮的齿数 z1，z2之间应避免有公约数；为了得到理想的齿面重叠系数，其齿数之和对于载货汽车应不少于 40，对于轿车应不少于 50。在选取齿数时，应根据减速比的值和齿轮加工方法确定主动齿轮齿数 z1，然后再选取 z2。根据以上的说法，此车所选 z1=10，z2取 41。所以计算得 i0=3.51，Tc2132.07N.m，43.607TzN.m。广西工学院 2010 届毕业设计说明书162.2.2 从动锥齿轮大端节圆直径和端面模数的选择从动锥齿轮的节圆直径径（又叫分度圆直径）可以根据从动锥齿轮上的计算转矩按经验公式确定2：d2=Kd23jT （2-4）式中：d2从动锥齿轮大端节圆半径 mm；Kd2直径系数，取 1316jT从动锥齿轮上的计算转矩，取jeT 与jT中的最小值，Nm初取 d2=Kd23jT=210mm从动锥齿轮的节圆半径确定后，端面模数 m2可按 m=d2/z2计算得：m=d2/z2=5.12mm根据较核公式较核3：m=Km3jT （2-5）式中：Km模数系数，取 0.30.4；jT从动锥齿轮上的计算转矩，取jeT 与jT中的最小值，Nmms=Km3GM=（0.30.4）307.2132=4.0505.400mm计算后得较核m d2/z2。故m=5mm修正得：d2=ms/Z2=541=205mm2.2.3 齿面宽 b 的选取通常讲齿面宽，指从动大齿轮的齿面宽 F2，螺旋锥齿轮副的小齿轮齿面宽F1较F2大 10，齿面宽过宽并不能增加轮齿的强度及寿命，反而由于加工原因，易引起齿根处