車輛工程畢業設計-驅動橋及輪邊減速器設計(已修改)

　

【正文】 I 摘 要 汽車后橋是汽車的主要部件之一，其基本的功用是增大由傳動軸或直接由變速器傳來的轉矩，再將轉矩分配給左右驅動車輪，并使左右驅動車輪具有汽車行駛運動所要求的差速功能 :同時，驅動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。其質量，性能的好壞直接影響整車的安全性，經濟性、舒適性、可靠性。 全套圖紙，加 153893706 本文認真地分析參考了天龍重卡 300雙驅動橋，在論述汽車驅動橋運行機理的基礎上，提練出了在驅動橋設計中應掌握的滿足汽車行駛的平順性和通過性、降噪技術的應用及 零件的標準化、部件的通用化、產品的系列化等三大關鍵技術；闡述了汽車驅動橋的基本原理并進行了系統分析；根據經濟、適用、舒適、安全可靠的設計原則和分析比較，確定了重型卡車驅動橋結構形式、布置方法、主減速器總成、差速器總成、半軸、橋殼及輪邊減速器的結構型式；并對制動器以及主要零部件進行了強度校核，完善了驅動橋的整體設計。 通過本課題的研究，開發設計出適用于裝置大馬力發動機重型貨車的雙級驅動橋產品，確保設計的重型卡車驅動橋經濟、實用、安全、可靠。 關鍵詞 ： 驅動橋 主減速器 差速器 輪邊減速器 II Abstract Drive axle is one of the most important parts of automobile. The function is to increase the torque from drive shaft or from transmission directly, and then distribute it to left and right wheels which have the differential ability automobile needed when driving. And the drive axle has to support the vertical force, longitudinal force, horizontal force and their moments between road and frame or body. Its quality and performance will affect the security, economic, fortability and reliability. This article analyzes and refers to the drive axle of Tianlongtruck and the 300 drive axle of Hyundai seriously. Through the study of this topic, we can design the single driving axle devices that apply to the heavy truck with highpowered engine, and make sure the drive axle we design of heavy truck economic, practical, safe and reliable. On talking about the running principal of driving axle ,the three key techno ledge about vehicle traveling on the ride and through, and noise reduction technology applications and the standardization of parts, ponents of the universal, Products such as the serialization that we should master III to meet, it describes and has a systematic analysis on the basic principles of viecle drive axle. According to the design principles and analysis and parison of economy, application, fortability, safety and reliability , the heavy truck drive axle structure, layout ways, and the final drive assembly, differential assembly, the bridge case and axle structure can be determined。 and the strength checking of brake parts, as well as major ponents improves overall design of the driving axle. Through the study of this topic, we can design the single drive axle devices that apply to the heavy truck with highpowered engine, and make sure the drive axle we design of heavy truck economic, practical, safe and reliable. Keywords: Heavy truck Drive axle Final drive Differential IV 目 錄 摘 要 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． I Abstract．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ． II 第 1 章 緒論 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1 第 2 章 貫通橋主減速器設計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2 主減速器的結構形式 ．．．．．．．．．．．．．． 2 主減速器的齒輪類型 ．．．．．．．．．．．． 2 主減速器的減速形式 ．．．．．．．．．．．．．．．．． 3 主減速器主從動錐齒輪的支承方案 ．．．．．．．． 4 主減速器基本參數選擇與計算載荷的確定 ．．．．．．．．． 5 主減速器齒輪計算載荷的確定 ．．．．．．．．．．． 5 錐齒輪主要參數的選擇 ．．．．．．．．．．．． 7 主減速器圓弧錐齒輪的幾何尺寸計算 ．．．．．．． 10 主減速器錐齒輪的強度計算 ．．．．．．．．．．．．． 11 主減速器軸承載荷的計算 ．．．．．．．．．．．． 20 主減速器齒輪的材料及熱處理 ．．．．．．．．． ．． 24 主減速器的潤滑 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 25 本章小結 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 25 第 3 章 貫通橋差速器設計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 26 對稱式圓錐行星齒輪差速器的差速原理 ．．．．．．．．．． 27 對稱式圓錐行星齒輪差速器的結構 ．．．．．．．． 28 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計 ．．．．．．．．．．．．．． 29 差速器齒輪的基本參數的選擇 ．．．．．．．．．．．．． 28 差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計算 ．．．．．．．． ．． 31 差速器齒輪的強度計算 ．．．．．．．．．．．．．． 31 差速器齒輪的材料 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 33 V 本章小結 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 34 第 4 章 半軸及貫通軸的設計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 34 概述 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 34 全浮式半軸的設計與計算 ．．．．．．．．．． 35 4． 2． 1半軸的計算載荷的確定 ．．．．．．．．．． 35 半軸桿部直徑的選擇 ．．．．．．． ．．．． 36 半軸強度計算 ．．．．．．．．．．．．．． 36 花鍵軸的強度計算 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 37 半軸材料與熱處理 ．．．．．．．．．．．． 38 本章小結 ．．．．．．．．．．．．．．．．． 38 第 5 章 輪邊減速器設計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 40 概述 ．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 40 輪邊減速器各參數的選擇 ．．．．．．．．．．．．．．．．．． 42 設計參數的優化 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 43 輪邊減速器各齒輪強度校核 ．．．．．．．．．． 44 本章小結 ．．．．．．．．．．．．．．．．． 46 結 論 ．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 46 致 謝 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 47 參考文獻．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 48 附 錄 1．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．． 49 附 錄 2．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 50 VI 第 1 章 緒論 汽車的驅動后橋位于傳動系的末端，其基本功用是增大由傳動軸或直接由變速器傳來的轉矩，再將轉矩分配給左、右驅動車輪，并使左、右驅動車輪有汽車行駛運動所要求的差速功能 。同時，驅動后架或承載車身之間的鉛垂力、縱向力、橫向力及其力矩。 為了提高汽車行駛平順性 和通過性，現在汽車的驅動橋也在不斷的改進。與獨立懸架相配合的斷開式驅動橋相對與非獨立懸架配合的整體式驅動橋在平順性和通過性方面都得到改進。 驅動橋是汽車傳動系統中主要總成之一。驅動橋的設計是否合理直接關系到汽車使用性能的好環。因此，設計中要保證 :所選擇的主減速比應保證汽車在給定使用條件下有最佳的動力性能和燃料經濟性： (1) 當左、右兩車輪的附著系數不同時，驅動橋必須能合理的解決左右車輪的轉矩分配問題，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) 驅動橋的各零部件在滿足足 夠的強度和剛度的條件下，應力求做到質量輕，特別是應盡可能做到非簧載質量，以改善汽車的行駛平順性； (4) 能承受和傳遞作用于車輪上的各種力和轉矩； (5) 齒輪及其它傳動部件應工作平穩，噪聲小； 2 (6) 對傳動件應進行良好的潤滑，傳動效率要高； (7) 結構簡單，拆裝調整方便。 隨著科技的發展，汽車行業也越來越被重視，重型汽車的工作條件也越來越惡劣。近年來大多數重型汽車都向大功率和大扭矩方向發展，主要采取貫通式兩級減速的驅動橋（主減速器和輪邊減速器），以滿足惡劣的工作環境 。 第 2章 貫通橋主減速器設計 主減速器的結構形式 主減速器可根據齒輪類型、減速形式及主、從動齒輪的支撐形式不同分類。 主減速器的齒輪類型 主減速器的齒輪有弧齒錐齒輪、雙曲面齒輪、圓柱齒輪和渦輪蝸桿等形式。 雙曲面齒輪傳動的特點是主從動齒輪的軸線相互垂直但不相交，且主動齒輪軸線相對從動齒輪軸線向上或向下偏移一距離 E，稱為偏移距，如圖 21 所示。當偏移距大到一定程度時，可使一個齒輪軸從另一個齒輪軸旁通過。這樣就能在每個齒輪的兩邊布置尺寸緊凄的支承。這對于增強支承剛度、保證輪齒正確嚙合從而提高齒輪壽命大有好處。雙曲面 齒輪的偏移距使得其主動齒輪的螺旋角大于從動齒輪的螺旋角。因此，雙曲面傳動齒輪副的法向模數或法向周節雖相等，但端面模數或端面周節是不等的。主動齒輪的端面模數或端面周節大于從動齒輪的。這一情況就使得雙曲面齒輪傳動的主動齒輪比相應的螺旋錐齒輪傳動的主動齒輪有更大的直徑和更好的強度和剛度。其增大的程度與偏移距的大小有關。另外，由于雙曲面傳動的主動齒輪的直徑及螺旋角都較大，所以相嚙合齒輪的當量曲率半徑較相應的螺旋錐齒輪當量曲率半徑為大，從而使齒面間的接觸應力降低。隨偏移距的不同，雙曲面齒輪與接觸應力相當的螺旋錐齒輪比 較，負荷可提高至 175％。雙曲面主動齒輪的螺旋角較大，則不產生根切的 3 最少齒數可減少，所以可選用較少的齒數，這有利于大傳動比傳動。當要求傳動比大而輪廓尺寸