机械5

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天龙重卡300双驱动桥，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、半轴、桥壳及轮边减速器的结构型式；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双级驱动桥产品，确保设计的重型卡车驱动桥经济、实用、安全、可靠。 摘要．I Abstract．．．II 第1章绪论．1 第2章贯通桥主减速器设计．2 2.1主减速器的结构形式2 2.1.1主减速器的齿轮类型2 2.1.2主减速器的减速形式3 2.1.3主减速器主从动锥齿轮的支承方案．．．4 2.2主减速器基本参数选择与计算载荷的确定．．5 2.2.1主减速器齿轮计算载荷的确定．．5 2.2.2锥齿轮主要参数的选择．．．7 2.2.3主减速器圆弧锥齿轮的几何尺寸计算10 2.2.4主减速器锥齿轮的强度计算．．．11 2.2.5主减速器轴承载荷的计算．．．．20 2.3主减速器齿轮的材料及热处理．23 2.4主减速器的润滑．．．24 2.5本章小结25 第3章贯通桥差速器设计．．26 3.1对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理．．．26 3.2对称式圆锥行星齿轮差速器的结构．．27 3.3对称式圆锥行星齿轮差速器的设计．．28 3.3.1差速器齿轮的基本参数的选择．28 3.3.2差速器直齿锥齿轮的几何尺寸计算．．30 3.3.3差速器齿轮的强度计算．．32 3.4差速器齿轮的材料．．33 3.5本章小结33 第4章半轴及贯通轴的设计34 4.1概述．．．34 4.2全浮式半轴的设计与计算．34 4．2．1半轴的计算载荷的确定．34 4.2.2半轴杆部直径的选择35 4.2.3半轴强度计算．36 4.2.4花键轴的强度计算．．36 4.3半轴材料与热处理．．．38 4.4本章小结．．．．38 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。 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。 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。 随着科技的发展，汽车行业也越来越被重视，重型汽车的工作条件也越来越恶劣。近年来大多数重型汽车都向大功率和大扭矩方向发展，主要采取贯通式两级减速的驱动桥（主减速器和轮边减速器），以满足恶劣的工作环境。 2.1.2主减速器的减速形式 主减速器的减速型式分为单级减速、双续减速、双速减速、单级贯通、双级贯通、主减速及轮边减速等。 单级(或双级)主减速器附轮边减速器，矿山、水利及其他大型工程等所用的重型汽车，工程和军事上用的重型牵引越野汽车及大型公共汽车等，要求有高的动力性，而车速则可相对较低，因此其传动系的低档总传动比都很大。在设计上述重型汽车、大型公共汽车的驱动桥时，为了使变速器、分动器、传动轴等总成不致因承受过大转矩而使它们的尺寸及质量过大，应将传动系的传动比以尽可能大的比率分配给驱动桥。这就导致了一些重型汽车、大型公共汽车的驱动桥的主减速比往往要求很大。当其值大于12时，则需采用单级(或双级)主减速器附加轮边减速器的结构型式，将驱动桥的一部分减速比分配给安装在轮毂中间或近旁的轮边减速器。这样以来，不仅使驱动桥中间部分主减速器的轮廓尺寸减小，加大了离地间隙，并可得到大的驱动桥减速比(其值往往在16~26左右)，而且半轴、差速器及主减速器从动齿轮等零件的尺寸也可减校 综合考虑整车成本和驱动桥的研发与制造成本及输入参数主减速比的实际情况，选择结构简单，体积小，质量轻，制造成本低的单级贯通式主减速器附轮边减速器。 2.1.3主减速器主从动锥齿轮的支承方案 1.主动锥齿轮的支承 现在汽车主减速器主动锥齿轮的支承型式有以下两种，悬臂式与骑马式如图2-2所示。 悬臂式齿轮一侧的轴颈悬臂式地支承于一对轴承上。为了增强支承刚度，应使两轴承支承中心间的距离齿轮齿面宽中点的悬臂长度大两倍以上，同时比齿轮节圆直径的70大，并使齿轮轴径大于等于悬臂长。当采用一对圆锥滚子轴承支承时，为了减小悬臂长度和增大支承间的距离，应使两轴承圆锥滚子的小端相向朝内，而大端朝外，以缩短跨距，从而增强支承刚度。 图2-2主减速器主动齿轮的支承形式及安置方法 （a）悬臂式支承（b）骑马式支承 骑马式支承使支承刚度大为增加，使齿轮在载荷作用下的变形大为减小，约减小到悬臂式支承的1／30以下．而主动锥齿轮后轴承的径向负荷比悬臂式的要减小至1/5~1/7。齿轮承载能力较悬臂式可提高10右。 重型汽车主减速器主动齿轮都是采用骑马式支承。但是骑马式支承增加了导向轴承支座，是主减速器结构复杂，成本提高。 2.从动锥齿轮的支承 主减速器从动锥齿轮的支承刚度依轴承的型式、支承间的距离和载荷在轴承之间的分布即载荷离两端轴承支承中心间的距离c和d之比例而定。为了增强支承刚度，支承间的距离（c d）应尽量缩校然而，为了是从动锥齿轮背面的支承凸缘有足够的位置设置加强筋及增强支承的稳定性，距离（c d）应不小于从动锥齿轮节圆直径的70％。两端支承采用圆锥滚子轴承，安装时硬是它们的圆锥滚子大端朝内相向，小端朝外相背。为了是载荷能尽量均匀分布在两轴承上，并且让出位置来加强从动锥齿轮联接凸缘的刚度，应尽量使尺寸c不小于尺寸d。 在具有大主传动比和径向尺寸较大的从动锥齿轮的主减速器中，为了限制从动锥齿轮因受轴向力作用而产生偏移，在从动锥齿轮的外缘背面加设辅助支承（图2-3）。辅助支承与从动锥齿轮背面之间的间隙，应保证当偏移量达到允许极限，即与从动锥齿轮背面接触时，能够制止从动锥齿轮继续偏移。主、从动齿轮在载荷作用下的偏移量许用极限值，如图2-4所示。 Temax发动机最大转矩；Temax =1500 ；
n计算驱动桥数，2； if变速器传动比，if=1； i0主减速器传动比，i0=3.12； η变速器传动效率，取η=0.9； k液力变矩器变矩系数，K=1； Kd由于猛接离合器而产生的动载系数，Kd=1； i1变速器最低挡传动比，i1=12.11； 代入式（2-1），有： Tce=1×1500×1×12.11×1.×3.12×0.9=8174.25 主动锥齿轮计算转矩T=7742.51 2.按驱动轮打滑转矩确定从动锥齿轮的计算转矩 （2-2） 式中汽车满载时一个驱动桥给水平地面的最大负荷，后桥所承载127400N的负荷； 轮胎对地面的附着系数，对于安装一般轮胎的公路用车，取=0.85；对于越野汽车取1.0；对于安装有专门的防滑宽轮胎的高级轿车，计算时可取1.25； 车轮的滚动半径，在此选用轮胎型号为GB516-82 9.0～20，则车论的滚动半径为0.57m； ，分别为所计算的主减速器从动锥齿轮到驱动车轮之间的传动效率和传动比，取0.9； 所以= =38376 3.按汽车日常行驶平均转矩确定从动锥齿轮的计算转矩 对于公路车辆来说，使用条件较非公路车辆稳定，其正常持续的转矩根据所谓的平均牵引力的值来确定： （2-3） 式中：汽车满载时的总重量，25400N； 所牵引的挂车满载时总重量，392000N，但仅用于牵引车的计算； 道路滚动阻力系数，对于载货汽车可取0.015~0.020；在此取0.016 汽车正常行驶时的平均爬坡能力系数，对于载货汽车可取0.05~0.09在此取0.07； 汽车的性能系数在此取0； 主减速器主动齿轮到车轮之间的效率； 主减速器从动齿轮到车轮之间的传动比；
n驱动桥数。