汽车后桥总体设计（DOC53）

1、随着我国农村和城乡经济的不断发展，交通运输已经不再仅限于畜力和人力，汽车几乎完全代替了畜力和人力。轻型货车凭借其运输灵活、快捷、性价比高的优势被广泛应用于运输事业，包括家用运输和工业运输。我国的汽车车工业发发展迅速速，历经经四十余余年，汽汽车产量量已居于于世界前列列，但是在产品品技术开开发上还还依旧处于于落后状状况。通通过结合合我国实实际，总总结自己己的经验验，又广广泛吸收收国外先先进技术术以及具有有前瞻性性的技术术工具书书，对于于提高我我国汽车车行业技技术水平平将具有有格外重重要的意意义。作为一位机机械设计计制造及及其自动动化专业业的毕业业生，我我们应该该牢牢掌掌握机械械设计与与制造的的基本知知识及技技能。本本次毕业业设计给给我们提提供了一一个非常常重要的的实践机机会。这这本说明明书记录录了我这这次毕业业设计的的主要内内容和步步骤，较较详细地地说明了了汽车后后桥的设设计流程程。1 概述-结构方方案的确确定1.1 概概述驱动桥是汽汽车传动动系中的的主要部部件之一一。它位位于传动动系统的的末端，其其基本功功用是增增大由传传动轴传传来的转转矩，将将转矩分分配给左左、右驱驱动车轮轮，并使使左

2、、右右驱动车车轮具有有汽车行行驶运动动学所要要求的差差速功能能；同时时，驱动动桥还要要承受作作用于路路面和车车架或车车厢之间间的铅垂垂力、纵纵向力和和横向力力。在一一般的汽汽车结构构中，驱驱动桥主主要有主主减速器器、差速速器、驱驱动车轮轮的传动动装置和和驱动桥桥壳等部部件组成成，保证证当变速速器置于于最高档档时，在在良好的的道路上上有中够够的牵引引力以克克服行驶驶阴力和和获得汽汽车的最最大车速速，这主主要取决决于驱动动桥主减减速器的的传动比比。虽然然在汽车车总体设设计时，从从整车性性能出发发确定了了驱动桥桥的传动动比，然然而用什什么型式式的驱动动桥，什什么结构构的主减减速器和和差速器器等在驱驱动桥设设计时要要具体考考虑的；绝大多多数的发发动机在在汽车上上是纵置置的，为为使扭矩矩传给车车轮，驱驱动桥必必须改变变扭矩的的方向，同同时根据据车辆的的具体要要求解决决左右车车轮的扭扭矩分配配，如果果是多桥桥驱动的的汽车亦亦同时要要考虑各各桥间的的扭矩分分配问题题。整体体式驱动动桥一方方面需要要承担汽汽车的载载荷，另另一方面面车轮上上的作用用力以及及传递扭扭矩所产产生的反反作用力力矩皆由由驱动桥桥

3、承担，所所以驱动动桥的零零件必须须具有足足够的刚刚度和强强度，以以保证机机件可靠靠的工作作。驱动动桥还必必须满足足通过性性急平顺顺性的要要求。采采用断开开式驱动动桥，可可以使桥桥壳离地地间隙增增加，非非簧载质质量减轻轻等均是是从这方方面考虑虑；前桥桥驱动或或多桥驱驱动的转转向驱动动轴要既既能驱动动又能转转向。所以，驱动动桥的设设计必须须满足如如下基本本要求：1） 所选择的主主减速比比应能满满足汽车车在给定定使用条条件下具具有最佳佳的动力力性和燃燃油经济济性； 2） 结构简单单、维修修方便，机机件工艺艺性好，制制造容易易，拆装装、调整整方便；3） 在各种载荷荷及转速速工况有有高的传传动效率率；4） 与悬架导向向机构运运动协调调，对于于转向驱驱动桥，还还应与转转向机构构运动相相协调； 5） 驱动桥各零零部件在在保证其其刚度、强强度、可可靠性及及寿命的的前提下下应力求求减小簧簧下质量量，以减减小不平平路面对对驱动桥桥的冲击击载荷，从从而改善善汽车的的平顺性性； 6） 轮廓尺寸不不大以便便于汽车车总体布布置并与与所要求求的驱动动桥离地地间隙相相适应；7） 齿轮与其它它传动件件工作平平稳，噪噪声

4、小。1.2结结构方案案分析及及选择不同形式的的汽车，主主要体现现在轴数数、驱动动形式以以及布置置形式上上有区别别：汽车可可以有两两轴、三三轴、四四轴甚至至更多的的轴数。影影响选取取轴数的的因素主主要有汽汽车的总总质量；汽车驱驱动形式式有42、444、622、644、666、844、888等。而采用用422驱动形形式的汽汽车结构构简单、制制造成本本低，多多用于轿轿车和总总质量小小些的公公路用车车辆上。我我们设计计的汽车车为轻型型的货车车，故只只需采用用422后桥驱驱动方式式就能满满足要求求。驱动桥的结结构形式式与驱动动车轮的的悬架形形式密切切相关。当车轮轮采用非非独立悬悬架时，驱动桥桥应为非非断开式式(或称为为整体式式)。即驱动动桥壳是是一根连连接左右右驱动车车轮的刚刚性空心心梁。而主减减速器、差速器器及车轮轮传动装装置(由左、右半轴轴组成)都装在在它里面面。当采用用独立悬悬架时，为保证证运动协协调，驱动桥桥应为断断开式。这种驱驱动桥无无刚性的的整体外外壳，主减速速器及其其壳体装装在车架架或车身身上，两侧驱驱动车轮轮则与车车架或车车身作弹弹性联系系，并可彼彼此独立立地分别别相对于于车架或

5、或车身作作上下摆摆动，车轮传传动装置置采用万万向节传传动。为了防防止运动动干涉，应采用用滑动花花键轴或或一种允允许两轴轴能有适适量轴向向移动的的万向传传动机构构。图1.1 整体式式驱动桥桥1-主减速速器 2-套筒筒 3-差速速器 44、7-半轴轴-调整螺螺母-调整垫垫片-桥壳具有桥壳的的非断开开式驱动动桥结构构简单，制造工工艺性好好，成本低低，工作可可靠。维修调调整容易易，广泛应应用于各各种载货货汽车、客车及及多数的的越野汽汽车和部部分小轿轿车上。但整个个驱动桥桥均属于于簧下质质量。对汽车车平顺性性和降低低动载荷荷不利。断开式式驱动桥桥结构较较复杂，成本较较高，但它大大大地增增加了离离地间隙隙，减小了了簧下质质量，从而改改善了行行驶平顺顺性，提高了了汽车的的平均车车速，减小了了汽车在在行驶时时作用于于车轮和和车桥上上的动载载荷，提高了了零部件件的使用用寿命；由于驱驱动车轮轮与地面面的接触触情况及及对各种种地形的的适应性性较好，大大增增强了车车轮的抗抗侧滑能能力; 与之相相配合的的独立悬悬架导向向机构设设计得合合理，可增加加汽车的的不足转转向效应应，提高汽汽车的操操纵稳定定性。 这种驱驱

6、动桥在在轿车和和高通过过性的越越野汽车车上应用用相当广广泛。 第43页,共64页图1.2 非断断开式驱驱动桥本课题要求求设计22吨轻型型货车的的驱动桥桥，根据据结构、成成本和工工艺等特特点，驱驱动桥我我们采用用整体式式结构，这这样成本本低，制制造加工工简单，便便于维修修。2主减速速器设计计2.1主主减速器器型式及及选择驱动桥主减减速器为为适应使使用要求求发展多多种 结构型型式：如如单级主主减速器器、双级级主减速速器、和和单级主主减速器器加轮边边减速等等。(1) 单级主减速速器常由一对对锥齿轮轮所组成成。这对对锥齿轮轮的传动动比是根根据整车车动力性性和燃油油经济性性的要求求来选定定的。它它结构简简单，质质量轻，所所以在可可能条件件下尽量量采用单单级主减减速器的的型式。然而单级主主减速器器的传动动比一般般在3.56.77，太大大的传动动比将会会使从动动锥齿轮轮的尺寸寸过大，影影响驱动动桥壳下下的离地地间隙。离离地间隙隙越小，汽汽车通过过性就越越差，这这也就限限制了从从动锥齿齿轮的最最大尺寸寸。(2) 双级减速器器是由第第一级圆圆锥齿轮轮副和第第二级圆圆柱齿轮轮副或第第一级圆圆柱齿轮轮副和第

7、第二级圆圆锥齿轮轮副所组组成。采用双级主主减速器器可达到到两个目目的：一一是可获获得较大大的传动动比610，其其二是采采用双级级减速器器后第二二级的传传动比可可以小一一些，由由此第二二级的从从动齿轮轮尺寸在在差速器器安装尺尺寸允许许情况下下可以相相应减小小，由此此减小桥桥壳的外外形尺寸寸，增加加了离地地间隙。然而双级主主减速器器的重量量及制造造成本都都比单级级主减速速器要高高很多。(3) 双速主减速速器内由由齿轮的的不同组组合可获获得两种种传动比比。它与与普通变变速器相相配合，可可得到双双倍于变变速器的的挡位。双双速主减减速器的的高低挡挡减速比比是根据据汽车的的使用条条件、发发动机功功率及变变速器各各挡速比比的大小小来选定定的。大的主减速速比用于于汽车满满载行驶驶或在困困难道路路上行驶驶，以克克服较大大的行驶驶阻力并并减少变速器器中间挡挡位的变变换次数数；小的的主减速速比则用用于汽车车空载、 半载行驶或在良好路面上行驶，以改善汽车的燃料经济性和提高平均车速。但是，该减速器的成本也相当高的。(4) 单级主减速速器加轮轮边减速速器，越越野车、重重型矿用用自卸车车和重型型货车需需要减速速比更

8、大大的驱动动桥，同同时也要要很大的的离地间间隙，因因此发展展了轮边边减速器器。于是是驱动桥桥分成两两次减速速具有两两个减速速比主减速速传动比比和轮边边减速器器传动比比。相对对这时的的主减速速器传动动比要比比没有轮轮边减速速的主减减速器传传动比要要大得多多。其结结果使驱驱动桥中中央部分分的外形形尺寸减减小很多多，相对对地增加加了离地地间隙。同时，在主主减速器器后和轮轮边减速速器前的的零件如如差速器器、半轴轴等载荷荷大大减减少，其其零件尺尺寸也相相应地减减小。它它能缩短短桥中心心到连接接传动轴轴凸缘的的距离，能能减少传传动轴的的夹角。当当然这种种减速器器结构复复杂，制制造装配配精度要要求高，成成本自然然也是普普通主减减速器的的几倍。根据以上信信息，针针对我们们的普通通的轻型型货车，选选择单级级锥齿轮轮主减速速器就满足要求。2.2主主减速器器齿轮的的齿型汽车主减速速器广泛泛采用的的是螺旋旋圆锥齿齿轮，它它包括圆圆弧齿锥锥齿轮、准准双曲面面齿轮、延延摆线齿齿锥齿轮轮等多种种形式。图1.3 螺旋旋锥齿轮轮与双曲曲面齿轮轮传动(a)螺旋旋锥齿轮轮传动；(b)双曲面面齿轮传传动螺旋锥齿轮轮传动的的主

9、、从从动齿轮轮轴线垂垂直相交交于一点点，齿轮轮并不同同时在全全长上啮啮合，而而是逐渐渐从一端端连续平平稳地转转向另一一端。另另外，由由于轮齿齿端面重重叠的影影响，至至少有两两对以上上的轮齿齿同时啮啮合，所所以它工工作平稳稳、能承承受较大大的负荷荷、制造造也简单单。但是是在工作作中噪声声大，对对啮合精精度很敏敏感，齿齿轮副锥锥顶稍有有不吻合合便会使使工作条条件急剧剧变坏，并并伴随磨磨损增大大和噪声声增大。为为保证齿齿轮副的的正确啮啮合，必必须将支支承轴承承预紧，提提高支承承刚度，增增大壳体体刚度。圆弧齿锥齿轮一般采用格里森制。双曲面齿轮轮传动双双曲面齿齿轮传动动的主、从动齿齿轮的轴轴线相互互垂 直而不不相交，主主动齿轮轮轴线相相对从动动齿轮轴轴线在空空间偏移移一距离离E，此距距离称为为偏移距距。由于于偏移距距正的存存在，使使主动齿齿轮螺旋旋角11大于从从动齿轮轮螺旋角角 22。根据据啮合面面上法向向力相等等，可求出出主、从从动齿轮轮圆周力力之比： F2/F 1 = coos 2/coss 1 式中， F 11 、 F 2 分别为为主、从从动齿轮轮的圆周周力； 11 、 2 分别为为主、从从动齿轮轮的螺旋旋角。 双曲面齿轮轮传动比比为: 式式中， 为双曲曲面齿轮轮传动比比； rr1 、 r 2 分别别为主、从从动齿轮轮平均分分度圆半半径。对于圆弧锥锥齿轮，令 K = ccos 22 / coss 11 ，则传动动比为： 由于于 1 2 ，所以以系数KK1， 一般为为1.2251.55。这说明：当当双曲面面齿轮与与螺旋锥锥齿

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