某重型卡车驱动桥的设计[毕业论文+CAD图纸]

汽车设计毕业论文：某重型卡车驱动桥的设计含论文，CAD图纸

摘要：

汽车后桥是汽车的主要部件之一，其基本的功用是增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩，再将转矩分配给左右驱动车轮，并使左右驱动车轮具有汽车行驶运动所要求的差速功能:同时，驱动桥还要承受作用于路面和车架或承载车身之间的铅垂力、纵向力，横向力及其力矩。其质量，性能的好坏直接影响整车的安全性，经济性、舒适性、可靠性。

本文认真地分析参考了江淮HF15015卡车驱动桥以及韩国现代468号驱动桥，在论述汽车驱动桥运行机理的基础上，提练出了在驱动桥设计中应掌握的满足汽车行驶的平顺性和通过性、降噪技术的应用及零件的标准化、部件的通用化、产品的系列化等三大关键技术；阐述了汽车驱动桥的基本原理并进行了系统分析；根据经济、适用、舒适、安全可靠的设计原则和分析比较，确定了重型卡车驱动桥结构形式、布置方法、主减速器总成、差速器总成、桥壳及半轴的结构型式；并对制动器以及主要零部件进行了强度校核，完善了驱动桥的整体设计。

通过本课题的研究，开发设计出适用于装置大马力发动机重型货车的单级驱动桥产品，确保设计的重型卡车驱动桥经济、实用、安全、可靠。

关键词：重型卡车 驱动桥 主减速器 差速器

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, comfortability and reliability.

This article analyzes and refers to the drive axle of Jianghuai HF15015 truck and the 468 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 high-powered 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, components of the universal, Products such as the serialization that we should master 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 comparison of economy, application, comfortability, 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 components 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 high-powered 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

目录

中文摘要 1
英文摘要 2
1 绪论 3
2 汽车驱动桥结构方案分析 4
3 主减速器总成设计 5
3.1 主减速器的结构形式选择 6
3.2 主减速器基本参数的计算与载荷的确定 12
3.3 主减速器锥齿轮强度计算 14
3.4 主减速器轴承的计算 17
3.5 主减速器齿轮材料热处理 21
4 差速器总成设计 23
4.1 差速器结构形式选择 23
4.2 差速器齿轮主要参数选择 24
4.3 差速器齿轮的强度计算 27
5 半轴的设计 29
5.1 半轴的形式选择 29
5.2 半轴的结构设计和校核、材料选择 30
6驱动桥壳设计 32
6.1桥壳的结构型式选择 32
6.2桥壳的受力分析及强度计算 33
7 制动器的校核计算 36
7.1 制动器的基本参数 37
7.2 制动器效能因素计算 38
7.3 衬片磨损特性计算 39
7.4 检查蹄有无自锁的可能性 40
结论 42
谢辞 43
参考文献 44

1绪论

汽车的驱动后桥位于传动系的末端，其基本功用是增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩，再将转矩分配给左、右驱动车轮，并使左、右驱动车轮有汽车行驶运动所要求的差速功能;同时，驱动后架或承载车身之间的铅垂力、纵向力、横向力及其力矩。一般的驱动后桥由主减速器总成，差速器总成，桥壳总成及半轴总成等零部件组成。

为了提高汽车行驶平顺性和通过性，现在汽车的驱动桥也在不断的改进。与独立悬架相配合的断开式驱动桥相对与非独立悬架配合的整体式驱动桥在平顺性和通过性方面都得到改进。随着时代的发展和科技的进步，驱动桥将会得到进一步的发展。展望将来需开发汽车驱动桥智能化设计软件，设计新驱动桥只需输入相关参数，系统将自动生成三维图和二维图，以达到效率高、强度低、匹配佳的最优方案。

驱动桥是汽车传动系统中主要总成之一。驱动桥的设计是否合理直接关系到汽车使用性能的好环。因此，设计中要保证:所选择的主减速比应保证汽车在给定使用条件下有最佳的动力性能和燃料经济性;

(1) 当左、右两车轮的附着系数不同时，驱动桥必须能合理的解决左右车轮的转矩分配问题，以充分利用汽车的牵引力;

(2) 具有必要的离地间隙以满足通过性的要求;

(3) 驱动桥的各零部件在满足足够的强度和刚度的条件下，应力求做到质量轻，特别是应尽可能做到非簧载质量，以改善汽车的行驶平顺性;

(4) 能承受和传递作用于车轮上的各种力和转矩:

(5) 齿轮及其它传动部件应工作平稳，噪声小;

(6) 对传动件应进行良好的润滑，传动效率要高;

(7 ) 结构简单，拆装调整方便;

(8) 设计中应尽量满足“三化”。即产品系列化、零部件通用化、零件设计标准化的要求。

2 驱动桥结构方案分析

驱动桥总成的结构型式，按其总体布置来说分为两类，即断开式驱动桥和非断开式驱动桥。
非断开式与断开式这两大类驱动桥结构型式的选择，又与汽车悬架总成结构型式的选择有密切关系。当驱动车轮采用非独立悬架时，应选用非断开式驱动桥，而当驱动车轮采用独立悬架时，则应选用断开式驱动桥。

断开式驱动桥的结构特点是没有连接左右驱动车轮的刚性整体外壳或梁，主减速器、差速器及其壳体安装在车架或车身上，通过万向传动装置驱动车轮。此时，主减速器、差速器和部分车轮传动装置的质量均为簧上质量。两侧的驱动车轮经过独立悬架与车架或车身作弹性连接，因此可以彼此独立地相对于车架或车身上下摆动。为防止车轮跳动时因轮距变化而使万向传动装置与独立悬架导向装置产生运动干涉，在设计车轮传动装置时，应采用滑动花键轴或允许轴向适量移动的万向传动机构。

非断开式驱动桥的桥壳是一根支承在左右驱动车轮上的刚性空心梁，主减速器、差速器和半轴等所有传动件都装在其中。它由驱动桥壳，主减速器，差速器和半轴组成。此时，驱动桥、驱动车轮均属簧下质量。

非断开式驱动桥与断开式驱动桥相比较，断开式驱动桥能显著减少汽车簧下质量，从而改善汽车行驶平顺性，提高了平均行驶速度；减小了汽车行驶时作用于车轮和车桥上的动载荷，提高了零部件的使用寿命；增加了汽车离地间隙；由于驱动车轮与路面的接触情况及对各种地形的适应性较好，增强了车轮的抗侧滑能力；若与之配合的独立悬架导向机构设计合理，可增加汽车的不足转向效应，提高汽车的操纵稳定性。但其结构较复杂，成本较高。断开式驱动桥在乘用车和部分越野车上应用广泛。非断开式驱动桥结构简单，成本低，工作可靠，广泛应用于各种商用车和部分乘用车上。但由于其簧下质量较大，对汽车的行驶平顺性和降低动载荷有不利的影响。

为了提高汽车的载质量和通过性，总质量较大的商用车大多采用多桥驱动方式，而各驱动桥又采用贯通式的布形式。

3 主减速器总成的设计

主减速器相当于后桥的心脏，其设计的好坏直接关系到后桥运行的平稳性、噪音、异响等问题。因此主减速器的设计非常关键既要与整车匹配好，又要满足自身功能和性能要求，设计时既要考虑传动系统的匹配性，又要考虑自身的强度、刚度和整车的通过性，也就是说它与发动机输出扭矩，功率，变速箱的传动性以及整车承载能力密切相关。后桥的输入参数如表3-1:

表3-1 后桥输入参数表

序 号 主 要 内 容 参 数

1 发动机最大功率 （kw） 360

2 发动机最大输出扭矩 （N.m） 1700

3 主减速比 5.286

4 轮距 （mm） 1852

5 簧距 （mm） 950

6 轴距 （mm） 4325

7 变速器一档传动比 6.0

8 满载后桥载荷 （kg） 13000

9 汽车满载重心高度 （mm） 1419

10 路面附着系数 0.7

11 轮胎 12.00R20

12 最高转速 （r/min） 1800

13 轮辋 8.00v-20

14 鼓式制动器 （mm） 420 220

15 汽车总量 （kg） 8900

16 后桥总量 （kg） 800

3.1 主减速器的结构形式的选择

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