低速工程车辆主传动与桥壳的

低速工程车辆主传动及桥壳的设计 摘 要 本说明书阐述的内容是关于低速工程车辆驱动桥总成设计和计算过程。

驱动桥是汽车行驶系的重要组成部分,其基本功用是增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩,将转矩分配给左、右车轮,并使左、右驱动车轮具有汽车行驶运动学所要求的差速功能。所以其设计质量直接关系到整车性能的好坏。所以在设计过程中,设计者本着严谨和认真的态度进行设计。

在前言部分,对驱动桥各总成及其选用形式作了简明扼要的说明。

在方案论证部分,对驱动桥及其总成结构形式的选择作了具体的说明。本设计选用了单级减速器,尽量的简化结构,缩减尺寸,有效的利用空间,充分减少材料浪费,减轻整体质量。由于是工程车辆,主要形式在路面不良的条件下,因此要使用差速锁。

在设计计算与强度校核部分,对主减速器主从动齿轮、差速器齿轮、传动装置和花键等重要部件的参数作了选择。同时也对以上的几个部件进行了必要的校核计算。

结束语是作者对本次毕业设计的一些看法和心得体会,并对悉心帮助和指导过我的指导老师和同学表示衷心的感谢和深深的敬意。

关键词驱动桥,工程车辆,差速器,主减速器 The Design of Main Drive System And Axle Housing of Low-speed Engineering Vehicles ABSTRACT The main content of this bachelor paper is the process of the design and calculation of the drive axle for engineering vehicle. As one of main component of vehicle drive line, its basic effect is to enlarge the torques that comes from the drive shafts or directly from the transmission, and distributes the torques to side wheels, and make the side wheels have the differential drive axle has an important effect on vehicle perance, therefore, we should keep a serious and earnest attitude during the course of design. In preface, it has a short and sweet introduced the assembly and pattern selection for drive axle. In the part of selection and argumentation a concrete description of structure of drive axle and its assemblies are made. In this design, it has selected the single-grade main-reducer drive axle, reduce the size, make effect use of the space and materials, reduce the whole quality. As it is for engineering vehicle and often use on bad rods, so it uses differential block. In the part of designing conclusion and strength check, parameter of the essential units such as the speed reduction differential wheel drive mechanism and so on are selected. At the same time, the author makes the strength check to the main speed reduction differential wheels drive mechanism. In the conclusion, the author makes a brief summary about this Graduation Project. And the author gives his heartily thanks and respects to the guide teachers and classmates, who helped and supervised the author a lot. KEY WORDS drive axle,engineering vehicle,differential gear,main speed reduction 目 录 前 言1 第1章 总体方案的布置3 第2章 主减速器设计5 2.1 主减速器结构方案分析5 2.1.1 螺旋锥齿轮传动6 2.1.2 结构形式6 2.2 主减速器主、从动锥齿轮的支承方案7 2.2.1 主动锥齿轮的支承7 2.2.2 从动锥齿轮的支承7 2.3 主减速器基本参数的选择8 2.4 主减速器锥齿轮的材料10 2.5 主减速器锥齿轮的强度计算11 2.5.1 单位齿长上的圆周力11 2.5.2 齿轮弯曲强度11 2.5.3 齿轮接触强度12 2.6 主减速器锥齿轮轴承的设计计算13 2.6.1 锥齿轮齿面上的作用力13 2.6.2 锥齿轮轴承的载荷14 2.6.3 锥齿轮轴承型号的确定16 2.7 主减速器的润滑17 第3章 差速器设计18 3.1 差速器类型的选择18 3.2 差速器齿轮的基本参数选择18 3.3 差速器齿轮强度计算20 第4章 半轴的设计22 4.1 半轴的型式22 4.2 半轴的设计与计算22 4.3 半轴的强度验算22 4.4 半轴的结构设计及材料与热处理23 第5章 驱动桥壳设计24 结 论25 谢 辞26 参考文献27 前 言 随着汽车工业的发展和汽车技术的提高,驱动桥的设计和制造工艺都在日益完善。驱动桥和其他汽车总成一样,除了广泛采用新技术外,在结构设计中日益朝着“零件标准化、部件通用化、产品系列化”的方向发展及生产组织专业化目标前进。应采用能以几种典型的零部件,以不同方案组合的设计方法和生产方式达到驱动桥产品的系列化或变形的目的,或力求做到将某一类型的驱动桥以更多或增减不多的零件,用到不同的性能、不同吨位、不同用途并由单桥驱动到多桥驱动的许多变形汽车上。

本设计要求根据低速工程车辆的特点,要求驱动桥在保证日常使用基本要求的同时极力强调其对恶劣路况的适应力。驱动桥是汽车最重要的系统之一,是为汽车传输和分配动力所设计的。通过本课题设计,使我们对所学过的基础理论和专业知识进行一次全面的,系统的回顾和总结,提高我们独立思考能力和团结协作的工作作风。

随着汽车向采用大功率发动机和轻量化方向发展以及路面条件的改善,近年来主减速比有减小的趋势,以满足高速行驶的要求。

为减小驱动轮的外廓尺寸,目前主减速器中基本不用直齿圆锥齿轮。实践和理论分析证明,螺旋锥齿轮不发生根切的最小齿数比直齿齿轮的最小齿数少。显然采用螺旋锥齿轮在同样传动比下,主减速器的结构就比较紧凑。此外,它还具有运转平稳、噪声较小等优点。因而在汽车上曾获得广泛的应用。

在现代汽车发展中,对主减速器的要求除了扭矩传输能力、机械效率和重量指标外,它的噪声性能已成为关键性的指标。噪声源主要来自主、被动齿轮。噪声的强弱基本上取决于齿轮的加工方法。区别于常规的加工方法,采用磨齿工艺,采用适当的磨削方法可以消除在热处理中产生的变形。因此,与常规加工方法相比,磨齿工艺可获得很高的精度和很好的重复性。

汽车在行驶过程中的使用条件是千变万化的。为了扩大汽车对这些不同使用条件的适应范围,在某些中型车辆上有时将主减速器做成双速的,它既可以得到大的主减速比又可得到所谓多档高速,以提高汽车在不同使用条件下的动力性和燃料经济性。

第1章 总体方案的布置 驱动桥处于动力传动系的末端,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、右驱动轮,另外还承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力和横向力。驱动桥一般由主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳四大部分组成。

驱动桥设计应当满足如下基本要求 a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。

b外形尺寸要小,保证有必要的离地间隙。

c齿轮及其它传动件工作平稳,噪声小。

d在各种转速和载荷下具有高的传动效率。

e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。

f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。

g结构简单,加工工艺性好,制造容易,拆装,调整方便。

驱动桥的结构型式按工作特性分,可以归并为两大类,即非断开式驱动桥和断开式驱动桥。当驱动车轮采用非独立悬架时,应该选用非断开式驱动桥;
当驱动车轮采用独立悬架时,则应该选用断开式驱动桥。因此,前者又称为非独立悬架驱动桥,后者称为独立悬架驱动桥。断开式驱动桥的簧下质量较小,又与独立悬挂相配合,致使驱动车轮与地面的接触情况及对各种地形的适应性比较好,独立悬架驱动桥结构虽然叫复杂,但可以大大提高汽车在不平路面上的行驶平顺性,减小车轮和车桥上的动载荷及零件的损坏,提高其可靠性及使用寿命。

由于非断开式驱动桥结构简单、造价低廉、工作可靠,查阅资料,参照国内相关货车的设计,最后本课题选用非断开式驱动桥。

其结构如图1-1所示 图1-1非断开式驱动桥 第2章 主减速器设计 主减速器是汽车传动系中减小转速、增大扭矩的主要部件,它是依靠齿数少的锥齿轮带动齿数多的锥齿轮。对发动机纵置的汽车,其主减速器还利用锥齿轮传动以改变动力方向。由于汽车在各种道路上行使时,其驱动轮上要求必须具有一定的驱动力矩和转速,在动力向左右驱动轮分流的差速器之前设置一个主减速器后,便可使主减速器前面的传动部件如变速器、万向传动装置等所传递的扭矩减小,从而可使其尺寸及质量减小、操纵省力。

驱动桥中主减速器、差速器设计应满足如下基本要求 a)所选择的主减速比应能保证汽车既有最佳的动力性和燃料经济性。

b)外型尺寸要小,保证有必要的离地间隙;
齿轮其它传动件工作平稳,噪音小。

c)在各种转速和载荷下具有高的传动效率;
与悬架导向机构与动协调。

d)在保证足够的强度、刚度条件下,应力求质量小,以改善汽车平顺性。

e)结构简单,加工工艺性好,制造容易,拆装、调整方便。

2.1 主减速器结构方案分析 主减速器的结构形式主要是根据齿轮类型、减速形式的不同而不同。

2.1.1 螺旋锥齿轮传动 图2-1螺旋锥齿轮传动 按齿轮副结构型式分,主减速器的齿轮传动主要有螺旋锥齿轮式传动、双曲面齿轮式传动、圆柱齿轮式传动(又可分为轴线固定式齿轮传动和轴线旋转式齿轮传动即行星齿轮式传动)和蜗杆蜗轮式传动等形式。

在发动机横置的汽车驱动桥