毕业设计论文运动型多功能车(SUV)汽车后桥设计及三维建模.doc

论文关键字：四轮驱动，后桥　　　　论文摘要：运动型多功能乘用车（SUV）为四轮驱动，兼具城市行走、野外运动，除了要具备中高档轿车的舒适性外，还要有更高的越野性和安全性本设计对象是运动型多功能乘用车（SUV）后桥本设计完成了SUV后桥中主减速器的设计，差速器的设计，半轴的设计本文根据SUV后桥的要求，通过选型，确定了主减速器传动副类型，差速器类型，驱动桥半轴支承类型通过计算计算，确定了主减速比，主、从动锥齿轮、差速器、半轴以及桥壳的主要参数和结构尺寸其中的一部分计算采用自编的计算机程序完成，有效的减少了计算时间，提高了效率最后利用Pro/E软件对锥齿轮进行了三维建模通过主要零部件的校核计算和对主要零部件二维绘图，可以确定所设计的能够满足设计要求 ABSTRACTSport utility passenger vehicle (SUV) for the four-wheel drive, both cities run, field sports, in addition to the premium sedan with the comfort, we must also have a higher cross-country and safety. The object that is designed for sport utility passenger vehicles (SUV) is rear axle.The design of rear axle includes the design of the main reducer , the design of the differential device and rear axle design. According to the requirements of the rear axle,i can identify the main types of main gear box, differential device, rear axle.And by calculating, i can identify the main reduction ratio, the main, driven helical bevel gear , differential device and the shell of the main parameters of the bridge structure and size. One part of the calculation using the computer program to complete the self, reducing computing time and improve efficiency. Finally,i use Pro / E software to make the bevel gear ，the three-dimensional modelingChecking through the major components of the calculation of the main components and two-dimensional drawings, to determine the design to meet the design requirementsKEY WORDS: four drives vehicle, rear axle 目录  TOC \o "1-3" \h \z \u 1 概 述. 52 整体式单极主减速器设计. 72.1 主减速器结构方案分析. 72.1.1螺旋锥齿轮传动. 72.1.2双曲面齿轮传动. 72.2 主减速器主、从动锥齿轮的支承方案选择. 102.2.1主动锥齿轮的支承. 102.2.2从动锥齿轮的支承. 122.3 主减速器的基本参数选择和设计计算. 122.3.1主减速比的确定. 122.3.2主减速器齿轮计算载荷确定. 142.3.3主减速器锥齿轮基本参数的选择. 162.3.4主减速器主动锥齿轮几何尺寸的计算. 212.3.5“格里森”制主减速器锥齿轮强度计算. 222.3.6 锥齿轮的材料选择. 263 对称锥齿轮式差速器设计. PAGEREF _Toc170785393 \h 28 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000E0000005F0054006F0063003100370030003700380035003300390033000000 3.1 差速器齿轮主要参数选择. PAGEREF _Toc170785394 \h 28 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000E0000005F0054006F0063003100370030003700380035003300390034000000 3.2 差速器齿轮的几何尺寸计算. PAGEREF _Toc170785395 \h 29 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000E0000005F0054006F0063003100370030003700380035003300390035000000 3.3 差速器齿轮强度计算. 294 半轴设计计算. 334.1 结构形式分析. 334.2 半轴计算. 334.3 半轴花键计算. 355 驱动桥壳设计. 376 三维造型设计. 39致 谢. 44参考文献. 45附件. 461概述 汽车的驱动桥位于传动系的末端，其基本共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使运动学所要求的差速功能，同时驱动桥还要承受作用于路面和车架或承载式车身的铅垂力和横向力及力矩.在一般的车桥结构中，驱动桥包括主减速器(又称主传动器)，差速器，驱动车轮的传动装置及桥壳等部件。

对于不同类型和用途的汽车，正确的确定上述机件的结构形式并成功的将它们组合成一个整体---驱动桥，乃是设计者必须首先解决问题汽车的车桥又称车轴，其两端安装着车轮并经悬挂与车架或承载式车身相连，用于传递车架或承载式车身与车轮之间的力矩根据与之匹配的悬架结构的不同，车桥分为非断开式(整体式)和断开式车桥两种.与非独立悬架相匹配的非断开式车桥犹如一根横置于左右车轮的横梁，与独立悬挂相匹配的断开式车桥则为左右两段直接或间接相铰接的结构，当左右车轮经各自的独立悬挂直接与承载式车身或车架相连时，在左右车轮之间实际上没有车桥，但在习惯上仍称为断开式车桥根据车桥能否传递驱动力，它又分为驱动桥和从动桥;根据车桥 的左右车轮能否转向，又分为转向桥与非转向桥当车桥既非转向桥又非驱动桥时，则称之为支持桥，因此根据车桥及其车轮的综合功能，车桥又可分为驱动桥，转向驱动桥，转向从动桥和支持桥四种类型 汽车车桥是汽车的重要大总成，承受着汽车的满载簧上荷重及地面经车轮车架或承载式车身经悬挂给予的铅垂力，纵向力，横向力及其力矩，以及冲击载荷;驱动桥还传递着传动系中最大的转矩，桥壳还要承受反作用力矩汽车车桥的结构形式和设计参数除对汽车的可靠性与耐久行有重要影响外，也对汽车的行驶性能如:机动性，经济性，平顺性，通过性和行驶稳定性等有直接影响。

因此车桥的结构形式选择，参数设计选取及设计计算对汽车的整体设计及其重要总之，由上述可见，汽车车桥的设计涉及的机器零件及零部件的品种极为广泛，对这些零部件，元件及总成的制造也几乎要涉及到所有的现代机器制造工艺因此通过对车桥的学习和设计实践再加进优化设计，可靠性设计，和有限元分析等内容，可以更好的学习并掌握现代汽车设计与机械设计的全面知识和技能2整体式单级主减速器设计 2.1 主减速器结构方案设计  主减速器的结构形式主要是根据齿轮类型、主动齿轮和从动齿轮的安置方法以及减速形式的不同而不同主减速器的齿轮主要有螺旋锥齿轮、双曲面齿轮、圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式单级主减速器通常采用螺旋锥齿轮或双曲面齿轮传动2.1.1螺旋锥齿轮传动 螺旋锥齿轮传动(图2-1a)的主、从动齿轮轴线垂直相交于一点，齿轮并不同时在全长上啮合，而是逐渐从一端连续平稳地转向另一端另外，由于轮齿端面重叠的影响，至少有两对以上的轮齿同时啮合，所以它工作平稳、能承受较大的负荷、制造也简单但是在工作中噪声大，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为保证齿轮副的正确啮合，必须将支承轴承预紧，提高支承刚度，增大壳体刚度。

图2-1  主减速器齿轮传动形式a)螺旋锥齿轮传动  b)双曲面齿轮传动  c)圆柱齿轮传动  d)蜗杆传动2.1.2 双曲面齿轮传动 双曲面齿轮传动(图2-1b)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，此距离称为偏移距由于偏移距E的存在，使主动齿轮螺旋角大于从动齿轮螺旋角(图6-4)根据啮合面上法向力相等，可求出主、从动齿轮圆周力之比           (2-1) 图2-2双曲面齿轮副受力情况式中,F1、F2分别为主、从动齿轮的圆周力；β1、β2分别为主、从动齿轮的螺旋角螺旋角是指在锥齿轮节锥表面展开图上的齿线任意一点A的切线TT与该点和节锥顶点连线之间的夹角在齿面宽中点处的螺旋角称为中点螺旋角(图2-2)通常不特殊说明，则螺旋角系指中点螺旋角双曲面齿轮传动比为                      (2-2)式中，——双曲面齿轮传动比；、分别——主、从动齿轮平均分度圆半径螺旋锥齿轮传动比为                                                       (2-3)令，则由于>，所以系数K>1，一般为1.25～1.50。

这说明：1)当双曲面齿轮与螺旋锥齿轮尺寸相同时，双曲面齿轮传动有更大的传动比2)当传动比一定，从动齿轮尺寸相同时，双曲面主动齿轮比相应的螺旋锥齿轮有较大的直径，较高的轮齿强度以及较大的主动齿轮轴和轴承刚度3)当传动比一定，主动齿轮尺寸相同时，双曲面从动齿轮直径比相应的螺旋锥齿轮为小，因而有较大的离地间隙另外，双曲面齿轮传动比螺旋锥齿轮传动还具有如下优点：1)在工作过程中，双曲面齿轮副不仅存在沿齿高方向的侧向滑动，而且还有沿齿长方向的纵向滑动纵向滑动可改善齿轮的磨合过程，使其具有更高的运转平稳性2)由于存在偏移距，双曲面齿轮副使其主动齿轮的大于从动齿轮的，这样同时啮合的齿数较多，重合度较大，不仅提高了传动平稳性，而且使齿轮的弯曲强度提高约30％3)双曲面齿轮传动的主动齿轮直径及螺旋角都较大，所以相啮合轮齿的当量曲率半径较相应的螺旋锥齿轮为大，其结果使齿面的接触强度提高4)双曲面主动齿轮的变大，则不产生根切的最小齿数可减少，故可选用较少的齿数，有利于增加传动比5)双曲面齿轮传动的主动齿轮较大，加工时所需刀盘刀顶距较大，因而切削刃寿命较长6)双曲面主动齿轮轴布置在从动齿轮中心上方，便于实现多轴驱动桥的贯通，增大传动轴的离地高度。

布置在从动齿轮中心下方可降低万向传动轴的高度，有利于降低轿车车身高度，并可减小车身地板中部凸起通道的高度但是，双曲面齿轮传动也存在如下缺点：1)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％，螺旋锥齿轮副的传动效率约为。