技术要求： 1、主动锥齿轮与轴承组装时，轴承应有预紧复合。后桥壳、减速器壳、差速器壳等均应无裂损壳体上的通气孔应畅通; 2、差速器装和后合在齿轮无隙啮合状态下，半轴齿轮端隙应不大与0.8mm，差速器轴承预紧度在未装入圆锥主动齿轮前调整，拧紧左、右调整环，使轴承具有预紧负荷; 3、轴承安装时通过调整垫片获得0.25～0.4毫米的热补偿间隙; 4、主、从动锥齿轮啮合间隙为0.268～0.418mm,并用铅丝检验; 5、用涂色法检验齿面接触印迹,齿轮啮合印迹在齿长方向应偏小端，在齿高方向应位于齿面中部稍偏上端，在从动齿轮上 测量，按齿高不少于40按齿长不少于60 6、轮毂应有0.10～0.15mm的轴向间隙，并转动均匀; 7、后桥运转试验应符合下列要求： a.后桥内加注20号机油至油面孔，主动锥齿轮以800～1200r/mi
n转速，正、反空载运转30mi
n； b.齿轮不得有异响； c.所有轴承部位不应过热； d.各部位不得有渗油现象； e.试验后放净机油，并清洗,滚动轴承用汽油清洗,其他零件用煤油清洗,箱体内壁涂耐油油漆;后加注齿轮油。 目录 摘要I Abstract II 第1章绪论1 1.1设计目的及意义1 1.2国内外驱动桥研究状况1 1.3设计主要内容3 第2章驱动桥的总体方案确定4 2.1驱动桥的种类结构和设计要求4 2.1.1汽车车桥的种类4 2.1.2驱动桥的种类4 2.1.3驱动桥结构组成4 2.1.4驱动桥设计要求5 2.2设计车型主要参数5 2.3主减速器结构方案的确定5 2.3.1主减速器的齿轮类型及选择5 2.3.2主减速器的减速形式及选择7 2.3.3主减速器主从动锥齿轮的支承形式及安装方法8 2.4差速器结构方案的确定9 2.5半轴的分类及方案的确定10 2.6桥壳的分类及方案的确定10 2.7本章小结11 第3章主减速器设计12 3.1概述12 3.2主减速器齿轮参数的选择与强度计算12 3.2.1主减速器计算载荷的确定12 3.2.2主减速器齿轮参数的选择13 3.2.3主减速器齿轮强度计算16 3.2.4主减速器轴承计算21 3.3主减速器齿轮材料及热处理27 3.4主减速器的润滑28 3.5本章小结28 第4章差速器设计29 4.1概述29 4.2对称式圆锥行星齿轮差速器原理29 4.3对称式圆锥行星齿轮差速器的结构30 4.4对称圆锥行星锥齿轮差速器的设计31 4.4.1差速器齿轮的基本参数选择31 4.4.2差速器齿轮的几何尺寸计算33 4.4.3差速器齿轮的强度计算34 4.4.4差速器齿轮的材料35 4.5本章小结36 第5章半轴设计37 5.1概述37 5.2半轴的设计与计算37 5.2.1全浮式半轴的计算载荷的确定37 5.2.2半轴杆部直径的初选38 5.2.3全浮式半轴强度计算39 5.2.4全浮式半轴花键强度计算39 5.2.5半轴材料与热处理40 5.3本章小结41 第6章驱动桥桥壳的设计42 6.1概述42 6.2桥壳的受力分析及强度计算42 6.2.1桥壳的静弯曲应力计算42 6.2.2在不平路面冲击载荷作用下桥壳的强度44 6.2.3汽车以最大牵引力行驶时的桥壳的强度计算44 6.2.4汽车紧急制动时的桥壳强度计算46 6.2.5汽车受最大侧向力时桥壳强度计算47 6.3本章小结51 结论52 参考文献53 致谢54 附录A 55 附录B …………………………………………………………………………………………………59 第2章驱动桥的总体方案确定 2.1驱动桥的分类和设计要求 2.1.1汽车车桥的种类 汽车的驱动桥与从动桥统称为车桥，车桥通过悬架与车架（或承载式车身）相连，它的两端安装车轮，其功用是传递车架（或承载式车身）于车轮之间各方向的作用力及其力矩。 根据悬架结构的不同，车桥分为整体式和断开式两种。当采用非独立悬架时，车桥中部是刚性的实心或空心梁，这种车桥即为整体式车桥；断开式车桥为活动关节式结构，与独立悬架配用。在绝大多数的载货汽车和少数轿车上，采用的是整体式非断开式。断开式驱动桥两侧车轮可独立相对于车厢上下摆动。 根据车桥上车轮的作用，车桥又可分为转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥四种类型。其中，转向桥和支持桥都属于从动桥，一般货车多以前桥为转向桥，而后桥或中后两桥为驱动桥。 2.1.2驱动桥的种类 驱动桥位于传动系末端，其基本功用首先是增扭、降速，改变转矩的传递方向，即增大由传动轴或直接从变速器传来的转矩，并合理的分配给左、右驱动车轮，其次，驱动桥还要承受作用于路面和车架或车厢之间的垂直力、纵向力和横向力，以及制动力矩和反作用力矩。 驱动桥分为断开式和非断开式两种。驱动桥的结构型式与驱动车轮的悬挂型式密切相关。当驱动车轮采用非独立悬挂时，例如在绝大多数的载货汽车和部分小轿车上，都是采用非断开式驱动桥，其桥壳是一根支撑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的传动件都装在其中；当驱动车轮采用独立悬挂时，则配以断开式驱动桥[4]。 2.1.4驱动桥设计要求 1、选择适当的主减速比，以保证汽车在给定的条件下具有最佳的动力性和燃油经济性。 2、外廓尺寸小，保证汽车具有足够的离地间隙，以满足通过性的要求。 3、齿轮及其他传动件工作平稳，噪声校 4、在各种载荷和转速工况下有较高的传动效率。 5、具有足够的强度和刚度，以承受和传递作用于路面和车架或车身间的各种力和 力矩；在此条件下，尽可能降低质量，尤其是簧下质量，减少不平路面的冲击载荷，提高汽车的平顺性。 6、与悬架导向机构运动协调。 7、结构简单，加工工艺性好，制造容易，维修，调整方便。 2.2设计车型主要参数 1、整车总质量m=4495kg 2、发动机最大转矩=201Nm 3、变速器一档传动比=5.557 4、主减速器传动比=5.83 2.3主减速器结构方案的确定 2.3.1主减速器的齿轮类型及选择 按齿轮副结构型式分，主减速器的齿轮传动主要有螺旋锥齿轮式传动、双曲面齿轮式传动、圆柱齿轮式传动（又可分为轴线固定式齿轮传动和轴线旋转式齿轮传动即行星齿轮式传动）和蜗杆蜗轮式传动等形式。 在发动机横置的汽车驱动桥上，主减速器往往采用简单的斜齿圆柱齿轮；在发动机纵置的汽车驱动桥上，主减速器往往采用圆锥齿轮式传动或准双曲面齿轮式传动。 在现代货车车驱动桥中，主减速器采用得最广泛的是螺旋锥齿轮和双曲面齿轮。 螺旋锥齿轮如图2.2（a）所示主、从动齿轮轴线交于一点，交角都采用90度。螺旋锥齿轮的重合度大，啮合过程是由点到线，因此，螺旋锥齿轮能承受大的载荷，而且工作平稳，即使在高速运转时其噪声和振动也是很小的。 2.4差速器结构及方案的确定 根据汽车行驶运动学的要求和实际的车轮、道路以及它们之间的相互联系表明：汽车在行驶过程中左右车轮在同一时间内所滚过的行程往往是有差别的。例如，拐弯时外侧车轮行驶总要比内侧长。另外，即使汽车作直线行驶，也会由于左右车轮在同一时间内所滚过的路面垂向波形的不同，或由于左右车轮轮胎气压、轮胎负荷、胎面磨损程度的不同以及制造误差等因素引起左右车轮外径不同或滚动半径不相等而要求 车轮行程不等。在左右车轮行程不等的情况下，如果采用一根整体的驱动车轮轴将动力传给左右车轮，则会由于左右车轮的转速虽然相等而行程却又不同的这一运动学上的矛盾，引起某一驱动车轮产生滑转或滑移。这不仅会是轮胎过早磨、无益地消耗功率和燃料及使驱动车轮轴超载等，还会因为不能按所要求的瞬时中心转向而使操纵性变坏。此外，由于车轮与路面间尤其在转弯时有大的滑转或滑移，易使汽车在转向时失去抗侧滑能力而使稳定性变坏。为了消除由于左右车轮在运动学上的不协调而产生的这些弊病，汽车左右驱动轮间都有差速器，后者保证了汽车驱动桥两侧车轮在行程不等时具有以下不同速度旋转的特性，从而满足了汽车行驶运动学的要求。 差速器的结构型式选择，应从所设计汽车的类型及其使用条件出发，以满足该型汽车在给定的使用条件下的使用性能要求。 差速器的结构型式有多种，大多数汽车都属于公路运输车辆，对于在公路上和市区行驶的汽车来说，由于路面较好，各驱动车轮与路面的附着系数变化很小，因此几乎都采用了结构简单、工作平稳、制造方便、用于公路汽车也很可靠的普通对称式圆锥行星齿轮差速器，作为安装在左、右驱动车轮间的所谓轮间差速器使用；对于经常行驶在泥泞、松软土路或无路地区的越野汽车来说，为了防止因某一侧驱动车轮滑转而陷车，则可采用防滑差速器。后者又分为强制锁止式和自然锁止式两类。自锁式差速器又有多种结构式的高摩擦式和自由轮式的以及变传动比式的[7]。 本次设计任务选用：对称式圆锥行星齿轮差速器，因为它结构简单，工作平稳可靠，适用于本次设计的汽车驱动桥。 2.5半轴的分类及方案的确定 驱动车轮的传动装置置位于汽车传动系的末端，其功用是将转矩由差速器半轴齿轮传给驱动车轮。其结够型式与驱动桥的结构型式密切相关，在断开式驱动桥和转向驱动桥中，驱动车轮的传动装置包括半轴和万向接传动装置且多采用等速万向节。在一般非断开式驱动桥上，驱动车轮的传动装置就是半轴，这时半轴将差速器半铀齿轮与轮毂连接起来。在装有轮边减速器的驱动桥上，半轴将半轴齿轮与轮边减速器的主动齿轮连接起来。根据半轴外端支撑形式分为半浮式，3/4浮式，全浮式。 半浮式半轴以其靠近外端的轴颈直接支撑在置于桥壳外端内孔中的轴承上，而端部则以具有圆锥面的轴颈及键与轮毂相固定。具有结构简单、质量孝尺寸紧凑、造价低廉等优点。主要用于质量较小，使用条件好，承载负荷也不大的轿车和轻型载货汽车。 3/4浮式半轴的结构特点是半轴外端仅有一个轴承并装在驱动桥壳半轴套管的端部，直接支撑着轮毂，而半轴则以其端部与轮毂想固定，因其侧向力引起弯矩使轴承有歪斜的趋势，这将急剧降低轴承的寿命，所以未得到推广。 全浮式半轴的外端和以两个轴承支撑于桥壳的半轴套管上的轮毂相联接，由于其工作可靠，广泛应用于轻型及以上的各类汽车上。 根据北京BJ1041C4DG车型及设计要求，本设计采用全浮半轴。 2.6桥壳的分类及方案的确定 桥壳的结构型式大致分为可分式，组合式整体式三种。 1、可分式桥壳 可分式桥壳的整个桥壳由一个垂直接合面分为左右两部分，每一部分均由一个铸件壳体和一个压入其外端的半轴套管组成。半轴套管与壳体用铆钉联接。在装配主减速器及差速器后左右两半桥壳是通过在中央接合面处的一圈螺栓联成一个整体。其特点是桥壳制造工艺简单、主减速器轴承支承刚度好。但对主减速器的装配、调整及维修都很不方便，桥壳的强度和刚度也比较低。过去这种所谓两段可分式桥壳见于轻型汽车，由于上述缺点现已很少采用。 2、组合式 组合式桥壳又称为支架式桥壳，对加工精度要求较高，刚度较差，通常用于微型汽车、轿车、轻型以下载货汽车。 3、整体式桥壳 整体式桥壳的特点是将整个桥壳制成一个整体，桥壳犹如一整体的空心粱，其强度及刚度都比较好。且桥壳与主减速器壳分作两体，主减速器齿轮及差速器均装在独立的主减速壳里，构成单独的总成，调整好以后再由桥壳中部前面装入桥壳内，并与桥壳用螺栓固定在一起。使主减速器和差速器的拆装、调整、维修、保养等都十分方便。 整体式桥壳按其制造工艺的不同又可分为铸造整体式、钢板冲压焊接式和钢管扩张成形式三种。 钢板冲压焊接整体式桥壳是由钢板冲压焊接成的桥壳主体、两端再焊上带凸缘的半轴套管及钢板弹簧座组成。其制造工艺简单、材料利用率高、废品率低生产率高极、及制造成本低等优点外，还有足够的强度和刚度，特别是其质量小，但是比有些铸造桥壳可靠，由于钢板冲压焊接整体式桥壳有一系列优点，近年来不但应用于轿车，轻型货车、中型载货车上得到了广泛的应用。本次设计驱`用钢板冲压焊接式整体桥壳。 2.7本章小结 本章设计首先确定了主减速比，用以确定其它参数。对主减速器型式确定中主要从主减速器齿轮的类型、主减速器的减速形式、主减速器主动锥齿轮的支承形式及安装方式的选择、从动锥齿轮的支承方式和安装方式的选择，从而确定逐步给出驱动桥各个总成的基本结构，分析了驱动桥各总成结构组成。基本确定了驱动桥四个组成部分主减速器、差速器、半轴、桥壳的结构。