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五十铃轻型货车驱动桥的设计

摘要驱动桥位于传动系末端,其基本功用是增矩、降速,承受作用于路面和车架或车身之间的作用力。

它的性能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经成为未来载重汽车的发展方向。

驱动桥设计应主要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。

本设计根据给定的参数,按照传统设计方法并参考同类型车确定汽车总体参数,再确定主减速器、差速器、半轴和桥壳的结构类型,最后进行参数设计并对主减速器主、从动齿轮、半轴齿轮和行星齿轮进行强度以及寿命的校核。

驱动桥设计过程中基本保证结构合理,符合实际应用,总成及零部件的设计能尽量满足零件的标准化、部件的通用化和产品的系列化及汽车变型的要求,修理、保养方便,机件工艺性好,制造容易。

关键字:轻型货车;驱动桥;单级主减速器;差速器;半轴;桥壳ABSTRACTDrive axle is at the end of the powertrain, and its basic function is increasing the torque and reducing the speed,bearing the force between the road and the frame or body.Its performance will have a direct impact on automobile performance .Because using the big power engine with the big driving torque satisfied the need of high speed,heavy-loaded,high efficiency,high benefit today’ heavy truck,must exploiting the high driven efficiency single reduction final drive axle is becoming the heavy truck’ developing tendency. Drive axle should be designed to ensure the best dynamic and fuel economy on given condition. According to the design parameters given ,firstly determine the overall vehicle parametres in accordance with the traditional design methods and reference the same vehicle parameters, then identify the main reducer, differential, axle and axle housing structure type, finally design the parameters of the main gear,the driven gear of the final drive, axle gears and spiral bevel gear and check the strength and life of them. In design process of the drive axle,we should ensure a reasonable structure, practical applications, the design of assembly and parts as much as possible meeting requirements of the standardization of parts, components and products’ univertiality and the serialization and change , convenience of repair and maintenance, good mechanical technology, being easy to manufacture.Keywords: Pickup truck; Drive axle; Single reduction final drive; Differential; Axle; Drive Axle housing目录摘要..................................................................................................... 错误!未定义书签。

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第1章绪论 .. (1)1.1选题的背景目的及意义 (1)1.2国内外驱动桥研究状况 (1)1.3 设计主要内容和预期结果 (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 (6)2.3.1主减速比的计算 (6)2.3.2主减速器的齿轮类型 (6)2.3.3主减速器的减速形式 (8)2.3.4主减速器主从动锥齿轮的支承形式及安装方法 (9)2.4 差速器结构方案的确定 (10)2.5半轴的形式确定 (11)2.6桥壳形式的确定 (12)2.7本章小结 (13)第3章主减速器设计 (14)3.1概述 (14)3.2主减速器齿轮参数的选择与强度计算 (14)3.2.1主减速器计算载荷的确定 (14)3.2.2主减速器齿轮参数的选择 (15)3.2.3主减速器齿轮强度计算 (18)3.2.4主减速器轴承计算 (24)3.3主减速器齿轮材料及热处理 (30)3.4主减速器的润滑 (30)3.5本章小结 (31)第4章差速器设计 (32)4.1概述 (32)4.2对称式圆锥行星齿轮差速器原理 (32)4.3对称式圆锥行星齿轮差速器的结构 (33)4.4对称圆锥行星锥齿轮差速器的设计 (34)4.4.1差速器齿轮的基本参数选择 (34)4.4.2差速器齿轮的几何尺寸计算 (36)4.4.3差速器齿轮的强度计算 (37)4.4.4差速器齿轮的材料 (39)4.5本章小结 (39)第5章半轴设计 (40)5.1概述 (40)5.2半轴的设计与计算 (40)5.2.1全浮式半轴的计算载荷的确定 (40)5.2.2半轴杆部直径的初选 (42)5.2.3全浮式半轴强度计算 (42)5.2.4全浮式半轴花键强度计算 (42)5.2.5半轴材料与热处理 (44)5.3 本章小结 (44)第6章驱动桥桥壳的设计 (45)6.1概述 (45)6.2桥壳的受力分析及强度计算 (45)6.2.1桥壳的静弯曲应力计算 (45)6.2.2在不平路面冲击载荷作用下桥壳的强度 (47)6.2.3汽车以最大牵引力行驶时的桥壳的强度计算 (47)6.2.4 汽车紧急制动时的桥壳强度计算 (49)6.2.5 汽车受最大侧向力时桥壳强度计算 (50)6.3本章小结 (54)结论 (55)参考文献 (56)致谢 (57)附录A (58)附录B (64)第1章绪论1.1 选题背景目的及意义在我国轻型货车占有较大市场,据中国汽车工业协会统计,截至2007年底,国内轻型货车(1.8吨<总质量≤6吨)共销售100.53万辆,同比增长了17.64%。

2008年,国家对“三农”的投入不断加大,同时随着铁路不断提速也为“门到门”的短途运输提供了机会,受此影响,轻型货车在以后几年也会呈现明显增长。

我国2008年上半年货车累计销售约93万辆,其中轻型货车61万辆,同比增长20.2%,可见轻型汽车在商用汽车生产中占有很大的比重[1]。

作为汽车关键零部件之一的汽车驱动桥也得到相应的发展,各生产厂家在研发和生产过程中基本上形成了专业化、系列化、批量化的局面,汽车驱动桥是汽车的重要总成,承载着汽车车架及承载式车身经悬架给予的铅垂力、纵向力、横向力及其力矩,以及冲击载荷;驱动桥还传递着传动系中的最大转矩,桥壳还承受着反作用力矩。

汽车驱动桥结构型式和设计参数除对汽车的可靠性与耐久性有重要影响外,也对汽车的行驶性能如动力性、经济性、平顺性、通过性、机动性和操动稳定性等有直接影响。

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,设计出结构简单、工作可靠、造价低廉的驱动桥,能大大降低整车生产的总成本,推动汽车经济的发展,并且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,所以本题设计一款结构优良的轻型货车驱动桥具有一定的实际意义。

1.2 国内外驱动桥研究状况1、国外研究现状国外轻型货车驱动桥开发技术已经非常的成熟,建立新的驱动桥开发模式成为国内外驱动桥开发团体的新目标。

驱动桥设计新方法的应用使得其开发周期缩短,成本降低,可靠性增加。

国外的最新开发模式和驱动桥新技术包括:(1) 并行工程开发模式并行工程开发模式是对在一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的机械产品进行功能分析的基础上,划分并设计出一系列功能模块,然后通过模块的选择和组合构成不同产品的一种设计方法,能够缩短新产品的设计时间、降低成本、提升质量、提高市场竞争力,以DANA为代表的意大利企业多已采用了该类设计方法, 优点是: 减少设计及工装制造的投入, 减少了零件种类, 提高规模生产程度, 降低制造费用, 提高市场响应速度等。

(2) 模态分析模态分析是对工程结构进行振动分析研究的最先进的现代方法与手段之一。

它可以定义为对结构动态特性的解析分析(有限元分析)和实验分析(实验模态分析),其结构动态特性用模态参数来表征。

模态分析技术的特点与优点是在对系统做动力学分析时,用模态坐标代替物理学坐标,从而可大大压缩系统分析的自由度数目,分析精度较高。

驱动桥的振动特性不但直接影响其本身的强度,而且对整车的舒适性和平顺性有着至关重要的影响。

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