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自卸汽车后驱动桥设计

摘要

驱动桥作为汽车四大总成之一，它的性能的好坏直接影响整车性能，而对于载重汽车显得尤为重要。当采用大功率发动机输出大的转矩以满足目前载重汽车的快速、重载的高效率、高效益的需要时，必须要搭配一个高效、可靠的驱动桥。所以采用传动效率高的单级减速驱动桥已成为未来重载汽车的发展方向。本文参照传统驱动桥的设计方法进行了载重汽车驱动桥的设计。本文首先确定主要部件的结构型式和主要设计参数；然后参考类似驱动桥的结构，确定出总体设计方案；最后对主，从动锥齿轮，差速器圆锥行星齿轮，半轴齿轮，全浮式半轴和整体式桥壳的强度进行校核以及对支承轴承进行了寿命校核。本文不是采用传统的双曲面锥齿轮作为载重汽车的主减速器而是采用弧齿锥齿轮，希望这能作为一个课题继续研究下去。

关键词：载重汽车驱动桥单级减速桥弧齿锥齿轮

目录

TOC\o1-3\h\z\u前言 1

第1章驱动桥的结构方案分析 3

1.1总体方案论证 3

1.1.1断开式驱动桥 4

1.1.2非断开式驱动桥 5

第2章主减速器的设计 6

2.1主减速器的选择 6

2.2主减速器的结构形式 7

2.3主减速器的结构形式 7

2.4主减速器主传动比的确定 8

2.5主减速器齿轮计算载荷的确定 9

2.5减速器齿轮参数的确定 10

2.5.1主、从动锥齿轮齿数z1和z2 10

2.5.2主、从动锥齿轮齿形参数计算 10

2.5.3中点螺旋角β 11

2.5.4法向压力角α 12

2.5.5螺旋方向 12

2.6主减速器锥齿轮的强度计算 12

2.6.1单位齿长圆周力 12

2.6.2齿轮弯曲强度 12

2.6.3轮齿接触强度 14

2.7主减速器锥齿轮轴承的设计计算 15

2.7.1锥齿轮齿面上的作用力 15

2.7.1锥齿轮轴承的载荷 16

2.7.1锥齿轮轴承型号的确定 18

第3章差速器设计 20

3.1差速器结构形式的选择 20

3.2对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理 20

3.2对称式圆锥行星齿轮差速器的结构 21

3.2差速器齿轮的基本参数的选择 22

3.3普通锥齿轮式差速器齿轮强度计算 25

第4章驱动车轮的传动装置 26

4.1半轴的选择 26

4.2半轴的设计与计算 27

第5章驱动桥壳的设计 31

5.1驱动桥结构的选择 31

5.2铸造整体式桥壳的结构 31

5.2.1桥壳的静弯曲应力计算 32

5.2.2在不平路面冲击载荷作用下的桥壳强度计算 34

5.2.3汽车以最大牵引力行驶时的桥壳强度计算 35

结论 38

前言

汽车的驱动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，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之间的铅垂力、纵向力和横向力及其力矩。

在一般的汽车结构中，驱动桥包括主减速器、差速器、驱动车轮的传动装置及桥壳等部件。

汽车传动系的总任务是传递发动机的动力，并使之适应于汽车行驶的需要。一般汽车的机械式传动中，有了变速器还不能完全解决发动机特性与汽车行驶要求间的矛盾和结构布置上的问题。首先是因为绝多大数的发动机在汽车上是纵向安置的，为使其转矩能传给左、右驱动车轮，必须由驱动桥的主减速器来改变转矩的传递方向，同时还得由驱动桥的差速器来解决左、右驱动车轮的差速要求及转矩分配问题。

本课题所设计的是满载9t中型货汽车后桥总成，发动机标定功率（3000r/min）99kW，最大扭矩（1200～1400r/min）430Nm，要求最高车速85km/h。设计思路可分为以下看点：首先选择初始方案，中型自卸车，采用后桥驱动，所以设计的驱动桥结构需要符合中型自卸车的结构要求；接着选择各部件的结构形式；最后选择各部件的具体参数，设计出各主要尺寸。单级主减速器采用弧齿锥齿轮，差速器采用对称式行星齿轮差速器，整体式桥壳。

汽车驱动桥设计涉及的机械零部件及元件的品种极为广泛，对这些零部件、元件及总成的制造也几乎要设计到所有的现代机械制造工艺。因此，通过对汽车驱动桥的学习和设计实践，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。所以这次设计将对将来的学习工作有着深远影响。

本课题有以下两大难题，一是将发动机输出扭矩通过万向传动轴将动力传递到后轮子上，达到更