HQ1080車用5.5噸級驅動橋設計[輕型貨車 載貨汽車采用單級主減速器】【10張CAD圖紙和畢業(yè)論文全套】

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本科學生畢業(yè)設計 HQ1080車用5.5噸級驅動橋設計 院系名稱： 汽車與交通工程學院 專業(yè)班級： 車輛工程B07-4 學生姓名： 陳云龍 指導教師： 趙雨旸 職 稱： 副教授 黑 龍 江 工 程 學 院 二○一一年六月 The Graduation Design for Bachelor's Degree Design on Vehicle 5.5 Tonnage Driving Axle of HQ1080 Candidate:Chen Yunlong Specialty:Vehicle Engineering Class:B07-4 Supervisor：Associate professor Zhao Yuyang Heilongjiang Institute of Technology 2011-06·Harbin 畢業(yè)設計（論文）開題報告 設計（論文）題目: HQ1080車用5.5噸級驅動橋設計 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學院 專 業(yè) 班 級: 車輛工程B07-4班 學 生 姓 名: 陳云龍 導 師 姓 名: 趙雨旸 開 題 時 間: 2011年 3月14日 指導委員會審查意見： 簽字： 年 月 日 開題報告撰寫要求 一、“開題報告”參考提綱 1. 課題研究目的和意義； 2. 文獻綜述（課題研究現(xiàn)狀及分析）； 3. 基本內容、擬解決的主要問題； 4. 技術路線或研究方法； 5. 進度安排； 6. 主要參考文獻。 二、“開題報告”撰寫規(guī)范 請參照《黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字數(shù)應在4000字以上，文字要精練通順，條理分明，文字圖表要工整清楚。 SY-025-BY-3 畢業(yè)設計（論文）開題報告 學生姓名 陳云龍 系部 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛工程B07-4 指導教師姓名 趙雨旸 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 HQ1080車用5.5噸級驅動橋設計 一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 1.1 驅動橋國內外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 目前我國正在大力發(fā)展汽車產業(yè)，采用后輪驅動汽車的平衡性和操作性都將會有很大的提高。后輪驅動的汽車加速時，牽引力將不會有前輪發(fā)出，所以在加速轉彎時，司機就會感到有更大的橫向握持力，操作性能變好。維修費用低也是后輪驅動的一個優(yōu)點，盡管由于構造和車型的不同，這種費用將會有很大的差別。如果你的變速器出了故障，對于后輪驅動的汽車就不需要對拆速器進行維修，但是對于前輪驅動的汽車來說也許就有這個必要了，因為這兩個部件是做在一起的。所以后輪驅動必然會使得乘車更加安全、舒適，從而帶來可觀的經濟效益。目前國內外研究的重點在于：從翹課的制造技術尋求制造工藝先進、制造效率高、成本低的方法；從齒輪減速形式上將傳統(tǒng)的中央單級主減速器發(fā)展到現(xiàn)在的中央及輪邊雙級減速或雙級主減速器結構；從齒輪的加工形式上車橋內部的主從動齒輪、行星齒輪及圓柱齒輪采用精磨加工，以滿足汽車高速行駛要求及法規(guī)對于噪聲控制的要求。 以下是具體的技術發(fā)展動向： 1、 產品結構設計方面 為滿足市場多樣化及用戶個性化的需求，驅動橋再也不能停留在載貨車單一的、抵擋次的技術水平上，隨著新材料、新能源、電子測控及信息技術的迅猛發(fā)展，應用這些高新科技武裝和改造傳統(tǒng)的汽車工業(yè)，以新型的驅動橋大幅度地提高車輛的安全性、舒適性和經濟性，為廣大消費者提供節(jié)能型和環(huán)保型的汽車產品。驅動橋的技術發(fā)展大致有以下幾個方面： （1）整車總體布置上要滿足發(fā)動機前置或后置的要求；車橋的輪距和簧距在一定范圍內可調的要求：汽車（主要是客車）進一步降低地板的要求，主傳動速比擴大變化范圍的要求 （2）在制動方面要滿足制動間隙的自動調整，制動防抱死、防跑偏、防側滑；制動不疲軟、不僵硬、不嘯叫；制動力矩大、制動距離??；摩擦片耐磨、壽命長；制動真空助力及制動緩速裝置等。 （3）在懸架方面，要求減震性能好，不側傾，可升降、行駛更平穩(wěn)、更舒適。 （4）對驅動橋本身的結構設計要求減輕自重，增加剛性，提高傳動效率，改善密封性能，降低系統(tǒng)噪聲，便于維修等。當前，在驅動橋上出現(xiàn)的新型結構和高新技術有： a、制動間隙的調整由自動調整臂替代手動調整臂。按國家GB12676~1999（汽車制動系統(tǒng)結構性能和試驗方法）的規(guī)定，到2003年1月凡使用凸輪式氣制動的汽車必須強制安裝制動間隙自動調整臂，保證各個車輪的制動間隙維持恒定，從而保證汽車行駛安全。該技術在國外以普遍采用，最有名的生產廠家是瑞典的漢德公司和美國的美馳公司，國內有吉林天成、商丘德信和東風公司在開發(fā)研制。 b、盤式制動器相對于鼓式制動器，具有制動力矩大，可縮短制動距離，制動平穩(wěn)，散熱條件好（熱衰退小，不疲軟，摩擦片耐磨、壽命長），更換摩擦片便捷等優(yōu)越性，正廣泛應用于轎車和輕微型汽車上，并有前盤后鼓配置轉交為前后盤的趨勢，國外在中、重型汽車，尤其是大型客車上以大量采用，取得十分理想的效果，不失為汽車制動技術的新寵。國內已有十余家開始輕型盤式制動器的國產化生產，而中、重型盤式制動器卻處于空白狀態(tài)。 c、制動緩速裝置是安全制動的輔助系統(tǒng)，它解決了由于車輪摩擦過熱產生的熱衰退，導致制動性能急劇下降，以及輪胎易分層造成早期爆裂等問題，減少車輛因制動失靈帶來的的危險，還可以承擔90%制動力矩，提高摩擦片壽命4-8倍，在歐、美、日等發(fā)達國家的客車幾乎都使用，載重車的安裝率已達80%，是一項十分成熟的技術，而在我國剛剛起步。又深圳特爾佳科技運輸有限公司引進法國泰馬爾技術而研制開發(fā)的無繼電器電渦流緩減器，在客車上實驗取得滿意效果。由上海福伊特驅動技術系統(tǒng)有限公司采用德國VOITH公司技術開發(fā)生產的液力渦流緩減速器，具有扭矩大、重量輕、散熱快等優(yōu)點，在汽車傳動系統(tǒng)中可實現(xiàn)串聯(lián)安裝和并聯(lián)安裝。 d、ABS制動防拖死系統(tǒng)以有及相繼開發(fā)的ASR驅動防滑調節(jié)系統(tǒng)，ABR防側滑控制系統(tǒng)，EBS電子控制制動系統(tǒng)和VDC車輛動力學控制系統(tǒng)，構成汽車數(shù)學化制動體系，能使車輪始終處于最佳制動狀態(tài)，最有效的利用地面附著力，避免了前輪抱死喪失轉向能力，防止了后輪抱死產生側滑甩尾的弊端，極大的提高了車輛行駛的本質安全性。在國外大都普遍采用。國內有重慶聚能、山東威名、西安博華、浙江亞太、廣州科米及東風制動系統(tǒng)公司等幾家在研發(fā)生產。 e、空氣懸架以其自振頻率低，吸振能力強的優(yōu)點，可大大改善汽車行駛的舒適性和平順性，提高懸架系統(tǒng)壽命10倍，在歐美裝車率：客車達95%、載貨車達80%，拖掛車也達40%以上，國內在高檔豪華客車上安裝，大部分靠近口，主要是美國扭威和固特異。 f、低地板門式驅動橋及偏置動力輸入口設計，滿足城市及高速公路客車的需要，車內地板由800~850MM降低到350~400MM，以降低汽車重心，提高車輛行駛穩(wěn)定性和平順性，便于乘客上、下車，目前，國產高檔豪華客車開始采用，但完全靠進口，主要從德國采夫公司及曼公司、美國美馳公司和瑞典沃爾沃公司等廠家引進。 g、為提高汽車的通過性，對道路的適應性及減少輪胎磨損等要求，分別采用了差速鎖裝置、懸架可升降裝置、四輪轉向系統(tǒng)、輪胎放氣及氣壓監(jiān)控系統(tǒng)，后者由軍事交通學院研制并在一汽紅旗世紀星轎車及5t、7t級載貨車上試驗獲得成功。 2、制造工藝技術方面： 產品的技術含量及質量優(yōu)劣，很大程度上取決于制造技術水平的高低，為使加工質量更高，制造成本更低，驅動橋及錐齒輪待業(yè)，注意跟蹤國內外科技發(fā)展趨勢，廣泛用行之有效的四心成果。主要有： （1）輕量化設計、減輕自重、節(jié)省材料，用沖焊整體橋殼替代鑄造插管橋殼；以鑄帶鍛，提高鑄鐵牌號，減小鑄件壁厚及幾何尺寸誤差：采用精段工藝，使加工余量在徑向減小到0.75~1.25MM，在軸向減小到0.6~1.00MM。制動凸輪用精鍛取代切削成形。 （2）廣泛應用數(shù)控設備及加工中心，提高工藝柔性及加工精度，采用不重磨刀片、陶瓷刀片、槍鉆、U鉆、涂層及納米處理技術提高刀具壽命及加工精度，采用立方氮化硼（CBN）砂輪及金剛滾輪，提高磨具壽命及加工一致性。 （3）大量采用少屑無屑加工：如螺紋用滾壓替代車削、洗削和套絲：花鍵用冷軋或冷推替代洗削。 （4）對中碳剛件。普遍采用高、中頻感應加熱、自動噴水淬火，采用靜變頻電源，大功率一次淬火工藝已在半軸、轉向節(jié)等主要零件上推廣，取得交好技術經濟效果。 （5）CO2自動保護焊、摩擦焊、激光焊、埋弧焊及數(shù)控等離子切割技術在驅動橋的加工制造中得到充分的應用。 （6）產品的裝配、調整、試驗技術越來越被人們關注，螺紋連接普遍采用定扭矩扳手及擰緊機，裝配間隙或予緊負荷的調正，應用計算機及數(shù)控測量技術，動態(tài)模擬精選精調，如東風車橋股份有限公司同成都電子科技大學合作研制的主動錐齒輪總成選墊片機，一次選配成功，保證其軸承的予緊負荷?？偝稍囼灢捎糜嬎銠C及變頻控制技術，模擬工況施加載荷，分別測試出所需定量的技術參數(shù)，保證了產品的可靠性。如東風車橋股份有限公司分別同浙江大學和重慶大學合作開發(fā)的驅動橋總成綜合試蘊機，可定量測定出傳動噪聲，兩輪制動力矩及力矩差，制動距離及制動時間等，試驗結果由電子屏幕清晰顯示。 （7）此外在驅動橋上采用新的密封技術（新型油封結構、耐磨耐熱、高跟隨性的密封材料等）、降噪技術（加狀吸振環(huán)，箱體內腔涂吸振涂料等）和新的摩擦材料（第二代FBS—1軟性無石棉摩擦片由南京理工大學開發(fā)，南京宏光空降設備廠研制，具有優(yōu)良的耐熱性，高的摩擦系數(shù)穩(wěn)定性，低的磨損率，大大改善了制動僵硬和高低頻噪聲，延長使用壽命，有取代半金屬，鋼纖維摩擦片的趨勢）。提高旋轉件的運動平穩(wěn)性，輪廓制動鼓采用動平衡措施。 3、錐齒輪技術方面： （1）弧齒錐齒輪（或準雙曲面齒輪）的加工，開始由一汽用俄羅斯援建技術，于1956年表現(xiàn)國產化生產。1967年，由東風車橋股份有限公司與綦江齒輪廠首次引進美國Gleason公司的成套設備，并相繼由天津第一機床廠、南京機床廠及內江機床廠進行國產化切齒設備的研制，從而奠定了我國弧齒錐齒輪加工的物質技術基礎。隨著Gleason公司的產品開發(fā)，陸續(xù)引進了G645、G666、G610等80年代先進設備，90年代又引進了最新PHOENIX系列數(shù)控銑齒機。進入新千年，東風車橋股份有限公司為滿足客車對降噪的要求，不惜重金又引進了PHOENIX450HG磨齒機及M—M3525—4E數(shù)控齒輪檢測中心。形成了弧齒錐齒輪加工制造的高水平閉環(huán)系統(tǒng)。PHOENIX、450HG磨齒機系美國Gleason公司最新開發(fā)的八軸數(shù)控六軸連動的先進設備，對各種弧齒錐齒輪的輪齒表面可實現(xiàn)成形法磨削。生產效率高，以EQ1092F主傳動弧齒錐齒輪為例，主動輪單面磨削時間為15-18秒/齒，高于銑齒一倍多，從動輪單齒時間為3.1-4秒/齒，比G609銑齒效率也高一倍，該設備加工精度可達5-6級，嚙合噪聲也可大大降低，仍以EQ1092F為例，在主傳動1000轉/分條件下，正車面嚙合噪聲由83-86分貝降至70分貝，反車面由90-93分貝降至80分貝以下，完全滿足高檔豪華客車的要求。此外，該設備用于修復由于熱處理變形而未達標的齒輪也具有十分可觀的技術經濟效益。 （3）齒輪趕切技術是意大利桑埔坦斯利（SAMPUTENSILI）公司開發(fā)的，開始應用于圓柱齒輪的滾切。美國Gleason公司為滿足弧齒錐齒輪的干切要求，開發(fā)出PHOENIXII型275HC數(shù)控銑齒輪機，可加工直徑￠275，工件主軸及刀具主軸均由電動機直接驅動。干切技術的基本原理是在高速切削下，切削高速飛出，切削熱在沒有傳導到刀具及工件之前，就被切屑帶走了，使刀具及工件溫度不會上升很多，也不會造成機床的熱變形，其刀具可用硬質合金或高速工具鋼材料，但必須經涂層（涂層材料為TIAIN）。切削速度：粗切達280M/分、精切達600M/分，走刀量粗切為1.77舳/分，精切為0.6MM/分，可提高加工效率3-5倍，節(jié)省了冷卻潤滑液的費用，同時避免了用冷卻潤滑液造成的污染，加工成本可降低15%左右，由于國內運用條件尚不成熟，今后有待應用。 1.2研究目的與意義 本課題是對HQ1090車用5.5噸級驅動橋的結構設計。故將以“驅動橋設計”內容對驅動橋及其主要零部件的結構形式與設計計算作一一介紹。 驅動橋的設計，由驅動橋的結構組成、功能、工作特點及設計要求講起，詳細地分析了驅動橋總成的結構形式及布置方法，全面介紹了驅動橋車輪的傳動裝置和橋殼的各種結構形式與設計計算方法。 汽車驅動橋是汽車的重大組成部分，承載著汽車的滿載簧荷重及地面經車輪、車架及承載式車身經懸架給予的鉛垂力、縱向力、及其力矩，以及沖擊載荷；驅動橋還傳遞著傳動系中的最大轉矩，橋殼還承受著反作用力矩。汽車驅動橋結構形式和實際參數(shù)除對汽車的可靠性與耐久性有重要的影響性外，也對汽車的行駛性能如動力性、經濟性、平順性、通過性、機動性和操動穩(wěn)定性等有直接影響。另外，汽車驅動橋在汽車的各種總成中也是涵蓋機械零件、部件、分總成等的品種最多的大總成。例如，驅動橋包含主減速器、差速器、驅動車輪的傳動裝置（半軸及輪邊減速器）、橋殼和各種齒輪、元件及總成的制造也幾乎要設計到所有的現(xiàn)代機械制造工藝。因此，通過對汽車驅動橋的學習和設計實踐，可以更好的學習并掌握現(xiàn)代汽車設計與機械設計的全面知識和技能。 二、設計（論文）的基本內容、擬解決的主要問題 1、設計的只要內容 (1) 驅動橋設計的總體方案論證;非斷開式驅動橋,斷開式驅動橋. (2) 主減速器設計; (3) 差速器設計; (4) 驅動車輪的傳動裝置設計; (5) 驅動橋橋殼設計; 2、需解決的主要問題 (1)如何做到結構簡單，加工工藝好，制造容易，拆裝、調整方便。、 (2)如何將發(fā)動機輸出扭矩通過萬向傳動軸將動力傳遞到后輪子上，達到更好的車輪牽引力與轉向力的有效發(fā)揮，從而提高汽車的行駛能力。 (3)差速器向兩邊半軸傳遞動力的同時，允許兩邊半軸以不同的轉速旋轉，滿足兩邊車輪盡可能以純滾動的形式不等距行駛，減少輪胎與地面的摩擦。 (4)各個部件的強度校核 三、技術路線（研究方法） 非斷開式驅動橋 斷開式驅動橋 驅動橋總成的結構型式及布置 主 減 速 器 差 速 器 驅動車輪的半軸 驅動橋橋殼 參數(shù)選擇設計計算 參數(shù)選擇設計計算 參數(shù)選擇設計計算 參數(shù)選擇設計計算 各個部件強度校核 用AutoCAD完成裝配圖，零件圖表達設計 撰寫說明書 四、進度安排 （1）調研、資料收集，完成開題報告 第1、2周 （2）確定總體方案 第3周 （3）驅動橋部件的設計計算 第4~9周 （4）完成所設計裝配圖與零件圖圖紙 第10~12周 （5）完成設計說明書的撰寫，指導教師審核 第13周 （6）畢業(yè)設計（論文）修改、完善 第14周 （7）畢業(yè)設計（論文）審核、預審 第15周 （8）畢業(yè)設計（論文）修改、完善 第15、16周 （9）畢業(yè)設計（論文）答辯準備及答辯 第17周 五、參考文獻 [1] 劉惟信.汽車車橋設計[M].北京：清華大學出版社，2004. [2] 韓勝.我國汽車驅動橋及錐齒輪發(fā)展現(xiàn)狀[J].汽車科技,2005. [3] 吳文琳.圖解汽車底盤構造手冊[M].化學工藝出版社,2007. [4] 林慕義,張福生.車輛底盤構造與設計[M].冶金工業(yè)出版社,2007. [5] 胡寧.現(xiàn)代汽車底盤構造[M].上海交通大學出版社,2003. [6] 王望予.汽車設計[M].北京機械工業(yè)出版社,2004. [7] Ford Motor Company Arup Gangopadhyay, Sam Asaro, Michael Schroder, Ron Jensen and Jagadish Sorab. 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Car driving axle structure and design parameters in addition to the reliability of the automobile and durability has a significant effect on the outside, also for the automobile driving performance such as power, economy, smooth, through the sex, mobility and exercise has a direct impact on the dynamic stability, etc. At present the current commercial vehicles to meet the rapid, high efficiency, high benefit when need, must want to match a more efficient and reliable driving axle. In this paper the design method of the traditional reference to drive the car driving axle load of the design. Hope to do simple structure, reliable operation, low in cost effect. This paper first through the design parameter determination of the main parts of structural type; Then the structure of the reference similar thing, to determine the overall design project; Such as the structural type thing according to work characteristics into two categories, the last thing the broken off selection. The Lord reducer structure form selection machine of high transmission efficiency, reduce the increase reliability, vulnerable single stage Lord reducer. Differential structure choose widely used symmetric cone of planetary gear differential. Finally, driven to the bevel gear and half axle gear and all the serving the half shaft test of strength and the supporting bearing life respectively. Key words: Truck；Rear axle；The Lord reducer；Differential；Half shaft；gear II 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 目 錄 摘要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1 課題研究的目的與意義 1 1.2 課題的國內外驅動橋研究狀況和發(fā)展趨勢 2 1.3 設計的主要內容與技術路線 5 第2章 驅動橋的總體方案確定 7 2.1 非斷開式驅動橋 7 2.2 斷開式驅動橋 8 2.3 多橋驅動的布置 8 2.4 本章小結 9 第3章 主減速器設計 10 3.1 主減速器結構方案分析 10 3.1.1 主減速器的齒輪類型 10 3.1.2 結構形式 11 3.2 主減速器主從動錐齒輪的支承方案 12 3.2.1 主動錐齒輪的支承 13 3.2.2 從動錐齒輪的支承 13 3.3 主減速器的基本參數(shù)的選擇與設計計算 13 3.3.1 主減速器計算載荷的確定 13 3.3.2 主減速器齒輪參數(shù)的選擇 15 3.4 主減速器圓弧錐齒輪的強度計算 19 3.4.1 損壞形式及壽命 19 3.4.2 主減速器螺旋錐齒輪的強度計算 21 3.5 主減速器齒輪的材料及熱處理 24 3.6 主減速器軸承計算 25 3.6.1 作用在主減速器主動齒輪上的力 25 3.6.2 主減速器軸承載荷的計算 28 3.7 主減速器的潤滑 31 3.8 本章小結 31 第4章 差速器設計 32 4.1 差速器結構形式選擇 32 4.2 對稱式圓錐行星齒輪差速器原理 33 4.3差速器齒輪的基本參數(shù)選擇 34 4.3.1 差速器齒輪的基本參數(shù)選擇 34 4.3.2 差速器齒輪的幾何尺寸計算 36 4.4差速器齒輪的強度計算 38 4.5差速器齒輪材料 39 4.6 本章小結 39 第5章 半軸設計 40 5.1 半軸的設計與計算 40 5.1.1 全浮式半軸的計算載荷的確定 40 5.1.2 全浮式半軸桿部直徑的初選 42 5.1.3 全浮式半軸強度計算 42 5.1.4 全浮式半軸花鍵強度計算 43 5.2 半軸材料與熱處理 44 5.3 本章小結 44 第6章 驅動橋橋殼設計 46 6.1 概述 46 6.2 橋殼的受力分析及強度計算 46 6.2.1 橋殼的靜彎曲應力計算 46 6.2.2 在不平路面沖擊載荷作用下橋殼的強度 48 6.2.3 汽車以最大牽引力行駛時的橋殼的強度計算 48 6.2.4 汽車緊急制動時的橋殼強度計算 50 6.2.5 汽車受最大側向力時橋殼強度計算 51 6.3 本章小結 54 結論 55 參考文獻 56 致謝 57 附錄 58 附錄A 外文文獻原文 58 附錄B 外文文獻中文翻譯 63 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 第1章 緒 論 1.1 研究的目的與意義 汽車并非空穴來風，它是人類成百上千年來幻想與企盼的結晶，是人類科學技術才能的積累。汽車作為商品在世界各處都有廣闊的市場，有引起生產批量大而給企業(yè)帶來豐厚的利潤。汽車品中的多樣性可滿足各種生產、生活的需求，而且有良好的社會效益。汽車工業(yè)的發(fā)展，帶動了許多相關企業(yè)、事業(yè)，包括鋼鐵、石油、橡膠、塑料、機床、道路、汽車銷售、售后服務、運輸、交通管理等的發(fā)展。近百年來，汽車工業(yè)之所以長生不衰主要得益于市場和科學技術的不斷進步，是汽車能逐漸完善并滿足使用者的需求。 本課題是對HQ1080貨車驅動橋的結構設計。故本說明書將以“驅動橋設計”內容對驅動橋及其主要零部件的結構型式與設計計算作一一介紹。 驅動橋的設計，由驅動橋的結構組成、功用、工作特點及設計要求講起，詳細地分析了驅動橋總成的結構型式及布置方法；全面介紹了驅動橋車輪的傳動裝置和橋殼的各種結構型式與設計計算方法。 汽車驅動橋是汽車的重大總成，承載著汽車的滿載簧荷重及地面經車輪、車架及承載式車身經懸架給予的鉛垂力、縱向力、橫向力及其力矩，以及沖擊載荷；驅動橋還傳遞著傳動系中的最大轉矩，橋殼還承受著反作用力矩。汽車驅動橋結構型式和設計參數(shù)除對汽車的可靠性與耐久性有重要影響外，也對汽車的行駛性能如動力性、經濟性、平順性、通過性、機動性和操動穩(wěn)定性等有直接影響。另外，汽車驅動橋在汽車的各種總成中也是涵蓋機械零件、部件、分總成等的品種最多的大總成。例如，驅動橋包含主減速器、差速器、驅動車輪的傳動裝置（半軸及輪邊減速器）、橋殼和各種齒輪。由上述可見，汽車驅動橋設計涉及的機械零部件及元件的品種極為廣泛，對這些零部件、元件及總成的制造也幾乎要設計到所有的現(xiàn)代機械制造工藝。因此，通過對汽車驅動橋的學習和設計實踐，可以更好的學習并掌握現(xiàn)代汽車設計與機械設計的全面知識和技能[1]。 所設計的HQ1080貨車驅動橋制造工藝性好、外形美觀，工作更穩(wěn)定、可靠。該驅動橋設計大大降低了制造成本，同時驅動橋使用維護成本也降低了。驅動橋結構符合HQ1080貨車的整體結構要求。設計的產品達到了結構簡單，修理、保養(yǎng)方便；機件工藝性好，制造容易的要求。 1.2 國內外驅動橋研究狀況和發(fā)展趨勢 目前我國正在大力發(fā)展汽車產業(yè),采用后輪驅動汽車的平衡性和操作性都將會有很大的提高。后輪驅動的汽車加速時，牽引力將不會由前輪發(fā)出，所以在加速轉彎時，司機就會感到有更大的橫向握持力，操作性能變好。維修費用低也是后輪驅動的一個優(yōu)點，盡管由于構造和車型的不同，這種費用將會有很大的差別。如果你的變速器出了故障，對于后輪驅動的汽車就不需要對差速器進行維修，但是對于前輪驅動的汽車來說也許就有這個必要了，因為這兩個部件是做在一起的。所以后輪驅動必然會使得乘車更加安全、舒適，從而帶來可觀的經濟效益。目前國內外研究的重點在于：從翹課的制造技術尋求制造工藝先進、制造效率高、成本低的方法；從齒輪減速形式上將傳統(tǒng)的中央單級主減速器發(fā)展到現(xiàn)在的中央及輪邊雙級減速或雙級主減速器結構；從齒輪的加工形式上車橋內部的主從動齒輪、行星齒輪及圓柱齒輪采用精磨加工，以滿足汽車高速行駛要求及法規(guī)對于噪聲控制的要求[2]。 以下是具體的技術發(fā)展動向: 1、產品結構設計方面 為滿足市場多樣化及用戶個性化的需求，驅動橋再也不能停留在載貨車單一的、低檔次的技術水平上，隨著新材料、新能源、電子測控及信息技術的迅猛發(fā)展，應用這些高新科技武裝和改造傳統(tǒng)的汽車工業(yè)，以新型的驅動橋大幅度地提高車輛的安全性、舒適性和經濟性，為廣大消費者提供節(jié)能型和環(huán)保型的汽車產品。驅動橋的技術發(fā)展大致有以下幾個方面： （1）整車總體布置上要滿足發(fā)動機前置或后置的要求；車橋的輪距和簧距在一定范圍內可調的要求：汽車（主要是客車）進一步降低地板的要求，主傳動速比擴大變化范圍的要求 （2）在制動方面要滿足制動間隙的自動調正，制動防抱死、防跑偏、防側滑；制動不疲軟、不僵硬、不嘯叫；制動力矩大、制動距離??；摩擦片耐磨、壽命長；制動真空助力及制動緩速裝置等。 （3）在懸架方面，要求減震性能好，不側傾，可升降、行駛更平穩(wěn)、更舒適。 （4）對驅動橋本身的結構設計要求減輕自重，增加剛性，提高傳動效率，改善密封性能，降低系統(tǒng)噪聲，便于維修等。當前，在驅動橋上出現(xiàn)的新型結構和高新技術有： a、制動間隙的調正由自動調整臂替代手動調整臂。按國家GBl2676～1999（汽車制動系統(tǒng)結構性能和試驗方法）的規(guī)定，到2003年1月凡使用凸輪式氣制動的汽車必須強制安裝制動間隙自動調整臂，保證各個車輪的制動間隙維持恒定，從而保證汽車行駛安全。該技術在國外已普遍采用，最有名的生產廠家是瑞典的漢德公司和美國的美馳公司，國內有吉林天成、商丘德信和東風公司在開發(fā)研制。 b、盤式制動器相對于鼓式制動器，具有制動力矩大，可縮短制動距離，制動平穩(wěn)，散熱條件好（熱衰退小，不疲軟，摩擦片耐磨、壽命長），更換摩擦片便捷等優(yōu)越性，正廣泛應用于轎車和輕、微型汽車上，并有前盤后鼓配置轉交為前盤后盤的趨勢，國外在中、重型汽車，尤其是大型客車上己大量采用，取得十分理想的效果，不失為汽車制動技術的新寵。國內已有十余家開始輕型盤式制動器的國產化生產，而中、重型盤式制動器卻處于空白狀態(tài)。 c、制動緩速裝置是安全制動的輔助系統(tǒng)，它解決了由于車輪摩擦過熱產生的熱衰退，導致制動性能急劇下降，以及輪胎易分層造成早期爆裂等問題，減少車輛因制動失靈帶來的危險，還可以承擔90％制動力矩，提高摩擦片壽命4-8倍，在歐、美、日等發(fā)達國家的客車幾乎都使用，載重車的安裝率已達80％，是一項十分成熟的技術，而在我國則剛剛起步。由深圳特爾佳科技運輸有限公司引進法國泰馬爾技術而研制開發(fā)的無繼電器電渦流緩速器，在客車上試驗取得滿意效果。由上海福伊特驅動技術系統(tǒng)有限公司采用德國VOITH公司技術開發(fā)生產的液力渦流緩速器，具有扭矩大（4000N·m）、重量輕（85kg）、散熱快等優(yōu)點，在汽車傳動系統(tǒng)中可實現(xiàn)串聯(lián)安裝和并聯(lián)安裝。 d、ABS制動防拖死系統(tǒng)以有及相繼開發(fā)的ASR驅動防滑調節(jié)系統(tǒng)，ABR防側滑控制系統(tǒng)，EBS電子控制制動系統(tǒng)和VDC車輛動力學控制系統(tǒng)，構成汽車數(shù)字化制動體系，能使車輪始終處于最佳制動狀態(tài)，最有效的利用地面附著力，避免了前輪抱死喪失轉向能力，防止了后輪抱死產生側滑甩尾的弊端，極大的提高了車輛行駛的本質安全性。在國外大都普遍采用。國內有重慶聚能、山東威明、西安博華、浙江亞太、廣州科米及東風制動系統(tǒng)公司等幾家在研發(fā)生產。 e、空氣懸架以其自振頻率低，吸振能力強的優(yōu)點，可大大改善汽車行駛的舒適性和平順性，提高懸架系統(tǒng)壽命10倍，在歐美裝車率：客車達95％、載貨車達80％，拖掛車也達40％以上，國內在高檔豪華客車上安裝，大部分靠進口，主要是美國扭威（N踟AY）和固特異（GoodYear）的居多。 f、低地板門式驅動橋及偏置動力輸入口設計，滿足城市及高速公路客車的需要，車內地板由800～850mm降低到350～400mm，以降低汽車重心，提高車輛行駛穩(wěn)定性和平順性，便于乘客上、下車，目前，國產高檔豪華客車開始采用，但完全靠進口，主要從德國采夫公司及曼公司、美國美馳公司和瑞典沃爾沃公司等廠家引進。 g、為提高汽車的通過性，對道路的適應性及減少輪胎磨損等要求，分別采用了差速鎖裝置、懸架可升降裝置、四輪轉向系統(tǒng)、輪胎放氣及氣壓監(jiān)控系統(tǒng)，后者由軍事交通學院研制并在一汽紅旗世紀星轎車及5t、7t級載貨車上試驗獲得成功[2]。 2、制造工藝技術方面： 產品的技術含量及質量優(yōu)劣，很大程度上取決于制造技術水平的高低，為使加工質量更高，制造成本更低，驅動橋及錐齒輪待業(yè)，注意跟蹤國內外科技發(fā)展趨勢，廣泛采用行之有效的四新成果。主要有： （1）輕量化設計、減輕自重、節(jié)省材料，用沖焊整體橋殼替代鑄造插管橋殼；以鑄代鍛，提高鑄鐵牌號，減小鑄件壁厚及幾何尺寸誤差：采用精鍛工藝，使加工余量在徑向減小到0.75～1.25mm，在軸向減小到0.6～1.00mm。制動凸輪用精鍛取代切削成形。 （2）廣泛應用數(shù)控設備及加工中心，提高工藝柔性及加工精度，采用不重磨刀片、陶瓷刀片、槍鉆、U鉆、涂層及納米處理技術提高刀具壽命及加工精度，采用立方氮化硼（CBN）砂輪及金剛滾輪，提高磨具壽命及加工一致性。 （3）大量采用少屑無屑加工：如螺紋用滾壓替代車削、銑削和套絲：花鍵用冷軋或冷推替代銑削。 （4）對中碳鋼件。普遍采用高、中頻感應加熱、自動噴水淬火，采用靜變頻電源，大功率一次淬火工藝已在半軸、轉向節(jié)等主要零件上推廣，取得較好技術經濟效果。 （5）C02自動保護焊、摩擦焊、激光焊、埋弧焊及數(shù)控等離子切割技術在驅動橋的加工制造中得到充分的應用。 （6）產品的裝配、調正、試驗技術越來越被人們關注，螺紋連接普遍采用定扭矩扳手及擰緊機，裝配間隙或予緊負荷的調正，應用計算機及數(shù)控測量技術，動態(tài)模擬精選精調，如東風車橋股份有限公司同成都電子科技大學合作研制的主動錐齒輪總成選墊片機，一次選配成功，保證其軸承的予緊負荷。總成試驗采用計算機及變頻控制技術，模擬工況施加載荷，分別測試出所需定量的技術參數(shù)，保證了產品的可靠性。如東風車橋股份有限公司分別同浙江大學和重慶大學合作開發(fā)的驅動橋總成綜合試蘊機，可定量測定出傳動噪聲，兩輪制動力矩及力矩差，制動距離及制動時間等，試驗結果由電子屏幕清晰顯示。 （7）此外在驅動橋上采用新的密封技術（新型油封結構、耐磨耐熱、高跟隨性的密封材料等）、降噪技術（加裝吸振環(huán)，箱體內腔涂吸振涂料等）和新的摩擦材料（第二代FBs—l軟性無石棉摩擦片由南京理工大學開發(fā)，南京宏光空降設備廠研制，具有優(yōu)良的耐熱性，高的摩擦系數(shù)穩(wěn)定性，低的磨損率，大大改善制動僵硬和高低頻噪聲，延長使用壽命，有取代半金屬，鋼纖緯摩擦片的趨勢）。提高旋轉件的運動平穩(wěn)性，輪轂制動鼓采用動平衡措施[2]。 3、錐齒輪技術方面： （1）弧齒錐齒輪（或準雙曲面齒輪）的加工，開始由一汽用俄羅斯援建技術，于1956年實現(xiàn)國產化生產。1967年，由東風車橋股份有限公司與綦江齒輪廠首次引進美國Gleason公司的成套設備，并相繼由天津第一機床廠、南京機床廠及內江機床廠進行國產化切齒設備的研制，從而奠定了我國弧齒錐齒輪加工的物質技術基礎。隨著Gleason公司的產品開發(fā)，陸續(xù)引進了G645、G666、G610等80年代先進設備，90年代又引進了最新PHOENIX系列數(shù)控銑齒機。進入新千年，東風車橋股份有限公司為滿足客車對降噪的要求，不惜重金又引進PHOENIX 450HG磨齒機及M&M3525—4E數(shù)控齒輪檢測中心。形成了弧齒錐齒輪加工制造的高水平閉環(huán)系統(tǒng)。PHOENIX、450HG磨齒機系美國Gleason公司最新開發(fā)的八軸數(shù)控六軸聯(lián)動的先進設備，對各種弧齒錐齒輪的輪齒表面可實現(xiàn)成形法磨削。生產效率高，以EQl092F主傳動弧齒錐齒輪為例，主動輪單面磨削時間為15—18秒／齒，高于銑齒一倍多，從動輪單齒磨削時間為3．1—4秒／齒，比G609銑齒效率也高一倍，該設備加工精度可達5—6級，嚙合噪聲也可大大降低，仍以EQl092F為例，在主傳動1000轉／分條件下，正車面嚙合噪聲由83—86分貝降至70分貝，反車面由90-93分貝降至80分貝以下，完全滿足高檔豪華客車的要求。此外，該設備用于修復由于熱處理變形而末達標的齒輪也具有十分可觀的技術經濟效益。 （2）齒輪干切技術是意大利桑埔坦斯利（SAMPUTENSILI）公司開發(fā)的，開始應用于圓柱齒輪的滾切。美國Gleason公司為滿足弧齒錐齒輪的干切要求，開發(fā)出PHOENIX Ⅱ型275Hc數(shù)控銑齒機，可加工直徑275，工件主軸及刀具主軸均由電動機直接驅動。干切技術的基本原理是在高速切削下，切屑高速飛出，切削熱在沒有傳導到刀具及工件之前，就被切屑帶走了，使刀具及工件溫度不會上升很多，也不會造成機床的熱變形，其刀具可用硬質合金或高速工具鋼材料，但必須經涂層(涂層材料為TIAIN)。切削速度：粗切達280m／分、精切達600m／分，走刀量粗切為1．77舳／分，精切為0．6mm／分，可提高加工效率3-5倍，節(jié)省了冷卻潤滑液的費用，同時避免了用冷卻潤滑液造成的污染，加工成本可降低15％左右。由于國內運用條件尚不成熟，今后有待應用[2]。 1.3 設計主要內容 1、設計主要內容 課題所設計的貨車整車總質量為8495Kg;整車4×2，后橋驅動，滿載軸荷2995/5500；發(fā)動機最大轉矩：Temax=430Nm;變速器一擋傳動比：i1=6.515；主減速器傳動比：i0=4.875 本課題的設計思路可分為以下幾點：首先選擇初始方案，HQ1080屬于輕型貨車，采用后橋驅動，所以設計的驅動橋結構需要符合輕型貨車的結構要求；接著選擇各部件的結構形式；最后選擇驅動橋各部件的具體參數(shù)，設計出各部件主要尺寸。同時對各個部件進行強度計算。 2、技術路線 本設計技術路線如下圖所示。 非斷開式驅動橋 斷開式驅動橋 驅動橋總成的結構型式及布置 主 減 速 器 差 速 器 驅動車輪的半軸 驅動橋橋殼 參數(shù)選擇設計計算 參數(shù)選擇設計計算 參數(shù)選擇設計計算 參數(shù)選擇設計計算 各個部件強度校核 用AutoCAD完成裝配圖，零件圖表達設計 撰寫說明書 第2章 驅動橋的總體方案確定 驅動橋處于動力傳動系的末端，其基本功能是增大由傳動軸或變速器傳來的轉矩,并將動力合理地分配給左、右驅動輪，另外還承受作用于路面和車架或車身之間的垂直力力和橫向力。驅動橋一般由主減速器、差速器、車輪傳動裝置和驅動橋殼等組成。 驅動橋設計應當滿足如下基本要求： （1）所選擇的主減速比應能保證汽車具有最佳的動力性和燃料經濟性。 （2）外形尺寸要小，保證有必要的離地間隙。 （3）齒輪及其它傳動件工作平穩(wěn)，噪聲小。 （4）在各種轉速和載荷下具有高的傳動效率。 （5）在保證足夠的強度、剛度條件下，應力求質量小，尤其是簧下質量應盡量小，以改善汽車平順性。 （6）與懸架導向機構運動協(xié)調，對于轉向驅動橋，還應與轉向機構運動協(xié)調。 （7）結構簡單，加工工藝性好，制造容易，拆裝，調整方便[3]。 驅動橋的結構型式按工作特性分，可以歸并為兩大類，即非斷開式驅動橋和斷開式驅動橋。當驅動車輪采用非獨立懸架時，應該選用非斷開式驅動橋；當驅動車輪采用獨立懸架時，則應該選用斷開式驅動橋。因此，前者又稱為非獨立懸架驅動橋；后者稱為獨立懸架驅動橋。獨立懸架驅動橋結構比較復雜，但可以大大提高汽車在不平路面上的行駛平順性[1]。 2.1 非斷開式驅動橋 普通非斷開式驅動橋，由于結構簡單、造價低廉、工作可靠，廣泛用在各種載貨汽車、客車和公共汽車上，在多數(shù)的越野汽車和部分轎車上也采用這種結構。他們的具體結構、特別是橋殼結構雖然各不相同，但是有一個共同特點，即橋殼是一根支承在左右驅動車輪上的剛性空心梁，齒輪及半軸等傳動部件安裝在其中。這時整個驅動橋、驅動車輪及部分傳動軸均屬于簧下質量，汽車簧下質量較大，這是它的一個缺點。 驅動橋的輪廓尺寸主要取決于主減速器的型式。在汽車輪胎尺寸和驅動橋下的最小離地間隙已經確定的情況下，也就限定了主減速器從動齒輪直徑的尺寸。在給定速比的條件下，如果單級主減速器不能滿足離地間隙要求，可該用雙級結構。在雙級主減速器中，通常把兩級減速器齒輪放在一個主減速器殼體內，也可以將第二級減速齒輪作為輪邊減速器。對于輪邊減速器：越野汽車為了提高離地間隙，可以將一對圓柱齒輪構成的輪邊減速器的主動齒輪置于其從動齒輪的垂直上方；公共汽車為了降低汽車的質心高度和車廂地板高度，以提高穩(wěn)定性和乘客上下車的方便，可將輪邊減速器的主動齒輪置于其從動齒輪的垂直下方；有些雙層公共汽車為了進一步降低車廂地板高度，在采用圓柱齒輪輪邊減速器的同時，將主減速器及差速器總成也移到一個驅動車輪的旁邊。 在少數(shù)具有高速發(fā)動機的大型公共汽車、多橋驅動汽車和超重型載貨汽車上，有時采用蝸輪式主減速器，它不僅具有在質量小、尺寸緊湊的情況下可以得到大的傳動比以及工作平滑無聲的優(yōu)點，而且對汽車的總體布置很方便[1]。 2.2 斷開式驅動橋 斷開式驅動橋區(qū)別于非斷開式驅動橋的明顯特點在于前者沒有一個連接左右驅動車輪的剛性整體外殼或梁。斷開式驅動橋的橋殼是分段的，并且彼此之間可以做相對運動，所以這種橋稱為斷開式的。另外，它又總是與獨立懸掛相匹配，故又稱為獨立懸掛驅動橋。這種橋的中段，主減速器及差速器等是懸置在車架橫粱或車廂底板上，或與脊梁式車架相聯(lián)。主減速器、差速器與傳動軸及一部分驅動車輪傳動裝置的質量均為簧上質量。兩側的驅動車輪由于采用獨立懸掛則可以彼此致立地相對于車架或車廂作上下擺動，相應地就要求驅動車輪的傳動裝置及其外殼或套管作相應擺動。 汽車懸掛總成的類型及其彈性元件與減振裝置的工作特性是決定汽車行駛平順性的主要因素，而汽車簧下部分質量的大小，對其平順性也有顯著的影響。斷開式驅動橋的簧下質量較小，又與獨立懸掛相配合，致使驅動車輪與地面的接觸情況及對各種地形的適應性比較好，由此可大大地減小汽車在不平路面上行駛時的振動和車廂傾斜，提高汽車的行駛平順性和平均行駛速度，減小車輪和車橋上的動載荷及零件的損壞，提高其可靠性及使用壽命。但是，由于斷開式驅動橋及與其相配的獨立懸掛的結構復雜，故這種結構主要見于對行駛平順性要求較高的一部分轎車及一些越野汽車上，且后者多屬于輕型以下的越野汽車或多橋驅動的重型越野汽車[1]。 2.3 多橋驅動的布置 為了提高裝載量和通過性，有些重型汽車及全部中型以上的越野汽車都是采用多橋驅動，常采用的有4×4、6×6、8×8等驅動型式。在多橋驅動的情況下，動力經分動器傳給各驅動橋的方式有兩種。相應這兩種動力傳遞方式，多橋驅動汽車各驅動橋的布置型式分為非貫通式與貫通式。前者為了把動力經分動器傳給各驅動橋，需分別由分動器經各驅動橋自己專用的傳動軸傳遞動力，這樣不僅使傳動軸的數(shù)量增多，且造成各驅動橋的零件特別是橋殼、半軸等主要零件不能通用。而對8×8汽車來說，這種非貫通式驅動橋就更不適宜，也難于布置了[3] [4]。 為了解決上述問題，現(xiàn)代多橋驅動汽車都是采用貫通式驅動橋的布置型式。 在貫通式驅動橋的布置中，各橋的傳動軸布置在同一縱向鉛垂平面內，并且各驅動橋不是分別用自己的傳動軸與分動器直接聯(lián)接，而是位于分動器前面的或后面的各相鄰兩橋的傳動軸，是串聯(lián)布置的。汽車前后兩端的驅動橋的動力，是經分動器并貫通中間橋而傳遞的。其優(yōu)點是，不僅減少了傳動軸的數(shù)量，而且提高了各驅動橋零件的相互通用性，并且簡化了結構、減小了體積和質量。這對于汽車的設計(如汽車的變型)、制造和維修，都帶來方便。 由于非斷開式驅動橋結構簡單、造價低廉、工作可靠，查閱資料，參照國內相關貨車的設計,最后本課題選用非斷開式驅動橋。 其結構如圖2.1所示。 1.半軸 2.圓錐滾子軸承 3.支承螺栓 4.主減速器從動錐齒輪 5.油封 6.主減速器主動錐齒輪 7.彈簧座 8.墊圈 9.輪轂 10.調整螺母 圖2.1 驅動橋 2.4 本章小結 通過比較驅動橋的各種結構型式的優(yōu)缺點，并根據(jù)輕型載貨汽車的工作任務和工作環(huán)境進行分析論證，再結合目前市場上現(xiàn)有的輕型貨車驅動橋的結構形式進行對比，最終確定驅動橋的結構形式為非斷開式驅動橋。 第3章 主減速器設計 主減速器是汽車傳動系中減小轉速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齒數(shù)少的錐齒輪帶動齒數(shù)多的錐齒輪。對發(fā)動機縱置的汽車，其主減速器還利用錐齒輪傳動以改變動力方向。由于汽車在各種道路上行使時，其驅動輪上要求必須具有一定的驅動力矩和轉速，在動力向左右驅動輪分流的差速器之前設置一個主減速器后，便可使主減速器前面的傳動部件如變速器、萬向傳動裝置等所傳遞的扭矩減小，從而可使其尺寸及質量減小、操縱省力[9]。 驅動橋中主減速器、差速器設計應滿足如下基本要求： （1）所選擇的主減速比應能保證汽車既有最佳的動力性和燃料經濟性。 （2）外型尺寸要小，保證有必要的離地間隙；齒輪其它傳動件工作平穩(wěn)，噪音小。 （3）在各種轉速和載荷下具有高的傳動效率；與懸架導向機構與動協(xié)調。 （4）在保證足夠的強度、剛度條件下，應力求質量小，以改善汽車平順性。 （5）結構簡單，加工工藝性好，制造容易，拆裝、調整方便。 3.1 主減速器結構方案分析 主減速器的結構形式主要是根據(jù)齒輪類型、主動齒輪和從動齒輪的安置方法及減速形式的不同而不同。 3.1.1 主減速器的齒輪類型 按齒輪副結構型式分，主減速器的齒輪傳動主要有螺旋錐齒輪式傳動、雙曲面齒輪式傳動、圓柱齒輪式傳動（又可分為軸線固定式齒輪傳動和軸線旋轉式齒輪傳動即行星齒輪式傳動）和蝸桿蝸輪式傳動等形式。 在發(fā)動機橫置的汽車驅動橋上，主減速器往往采用簡單的斜齒圓柱齒輪；在發(fā)動 機縱置的汽車驅動橋上，主減速器往往采用圓錐齒輪式傳動或準雙曲面齒輪式傳動。 在現(xiàn)代貨車車驅動橋中，主減速器采用得最廣泛的是螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪。 螺旋錐齒輪如圖3.1（a）所示主、從動齒輪軸線交于一點，交角都采用90度。螺旋錐齒輪的重合度大，嚙合過程是由點到線，因此，螺旋錐齒輪能承受大的載荷，而且工作平穩(wěn)，即使在高速運轉時其噪聲和振動也是很小的。 雙曲面齒輪如圖3.1（b）所示主、從動齒輪軸線不相交而呈空間交叉。和螺旋錐齒輪相比，雙曲面齒輪的優(yōu)點有： 圖3.1 螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪 （1）尺寸相同時，雙曲面齒輪有更大的傳動比。 （2）傳動比一定時，如果主動齒輪尺寸相同，雙曲面齒輪比螺旋錐齒輪有較大軸徑，較高的輪齒強度以及較大的主動齒輪軸和軸承剛度。 （3）當傳動比一定，主動齒輪尺寸相同時，雙曲面從動齒輪的直徑較小，有較大的離地間隙。 （4）工作過程中，雙曲面齒輪副既存在沿齒高方向的側向滑動，又有沿齒長方向的縱向滑動，這可以改善齒輪的磨合過程，使其具有更高的運轉平穩(wěn)性。[5] 由于雙曲面齒輪傳動的主動齒輪的直徑及螺旋角都較大，所以相嚙合輪齒的相當曲率半徑比相應的螺旋錐齒輪當量曲率半徑大，其結果是齒面建的接觸應力降低。隨偏移矩的不同，曲面齒輪與接觸應力相當?shù)穆菪F齒輪比較，負荷可提高達175％。如果雙曲面主動齒輪的螺旋角變大，則不產生根切的最少齒數(shù)可減少，所以可選用較少的齒數(shù)，這有利于大傳動比的傳動，這對于驅動橋的主減速比大于4.5的傳動有其優(yōu)越性[9] [12]。 經查閱文獻，經方案論證，主減速器的齒輪選用螺旋錐齒輪傳動形式（如圖3.1示）。螺旋錐齒輪傳動的主、從動齒輪軸線垂直相交于一點，齒輪并不同時在全長上嚙合，而是逐漸從一端連續(xù)平穩(wěn)地轉向另一端。另外，由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩對以上的輪齒同時捏合，所以它工作平穩(wěn)、能承受較大的負荷、制造也簡單。為保證齒輪副的正確嚙合，必須將支承軸承預緊，提高支承剛度，增大殼體剛度。 3.1.2 結構形式 主減速器的減速形式分為單級減速、雙級減速、單級貫通、雙級貫通、主減速及輪邊減速等。減速形式的選擇與汽車的類型及使用條件有關，有時也與制造廠的產品 系列及制造條件有關，但它主要取決于由動力性、經濟性等整車性能所要求的主減速比io的大小及驅動橋下的離地間隙、驅動橋的數(shù)目及布置形式等。通常單極減速器用于主減速比io≤7.6的各種中小型汽車上。 如圖3.2（a）所示，單級減速驅動車橋是驅動橋中結構最簡單的一種，制造工藝較簡單，成本較低，是驅動橋的基本型，在貨車車上占有重要地位。目前貨車車發(fā)動機向低速大扭矩發(fā)展的趨勢使得驅動橋的傳動比向小速比發(fā)展；隨著公路狀況的改善，特別是高速公路的迅猛發(fā)展，許多貨車使用條件對汽車通過性的要求降低，因此，產品不必像過去一樣，采用復雜的結構提高其的通過性；與帶輪邊減速器的驅動橋相比，由于產品結構簡化，單級減速驅動橋機械傳動效率提高，易損件減少，可靠性增加。 　　　　　 　 （a） 單級主減速器 　 　　 （b） 雙級主減速器 圖3.2主減速器 如圖3.2（b）所示，與單級主減速器相比，由于雙級主減速器由兩級齒輪減速組成，使其結構復雜、質量加大；主減速器的齒輪及軸承數(shù)量的增多和材料消耗及加工的工時增加，制造成本也顯著增加，只有在主減速比較大（7.6<）且采用單級主減速器不能滿足既定的主減速比和離地間隙等要求是才采用。通常僅用在裝在質量10t以上的重型汽車上[1]。 經查閱文獻，經方案論證，本設計主減速器采用單級主減速器。其傳動比i0一般小于等于7。 3.2 主減速器主、從動錐齒輪的支承方案 主減速器中心必須保證主從動齒輪具有良好的嚙合狀況，才能使它們很好地工作。齒輪的正確嚙合，除了與齒輪的加工質量裝配調整及軸承主減速器殼體的剛度有關以外，還與齒輪的支承剛度密切相關。 3.2.1 主動錐齒輪的支承 圖3.3 主動錐齒輪騎馬式 主動錐齒輪的支承形式可分為懸臂式支承和騎馬式支承兩種。查閱資料、文獻，經方案論證，采用騎馬式支承結構（如圖3.3示）。齒輪前、后兩端的軸頸均以軸承支承，故又稱兩端支承式。騎馬式支承使支承剛度大為增加，使齒輪在載荷作用下的變形大為減小，約減小到懸臂式支承的1／30以下．而主動錐齒輪后軸承的徑向負荷比懸臂式的要減小至1/5～1/7。齒輪承載能力較懸臂式可提高10%左右[1]。 裝載質量為2t以上的汽車主減速器主動齒輪都是采用騎馬式支承。本課題所設計的HQ1080貨車裝載質量超過2t，所以選用騎馬式。 圖3.4 從動錐齒輪支撐形式 3.2.2 從動錐齒輪的支承 從動錐齒輪采用圓錐滾子軸承支承（如圖3.4示）。為了增加支承剛度，兩軸承的圓錐滾子大端應向內，以減小尺寸c+d。為了使從動錐齒輪背面的差速器殼體處有足夠的位置設置加強肋以增強支承穩(wěn)定性，c+d應不小于從動錐齒輪大端分度圓直徑的70%。為了使載荷能均勻分配在兩軸承上，應是c等于或大于d。 3.3主減速器的基本參數(shù)的選擇與設計計算 3.3.1主減速器計算載荷的確定 1、按發(fā)動機最大轉矩和最低擋傳動比確定從動錐齒輪的計算轉矩 /n （3.1） 式中： 。半軸套管材料為40Cr[18]。 6.3 本章小結 本章選擇了鋼板沖壓焊接式整體驅動橋橋殼，并進行了橋殼的受力分析和強度計算。在靜彎曲應力下，不同路面沖擊載荷作用下和汽車以最大牽引力行駛時及汽車緊急制動時和汽車受最大側向力時的五種情況下橋殼受力和強度進行了校核，并滿足設計要求。  結 論 本課題設計的HQ1080車用5.5噸貨車驅動橋，根據(jù)傳統(tǒng)驅動橋設計方法，并參考相關車型進行設計，設計的主要內容和結論如下： （1）驅動橋結構形式采用非斷開式驅動橋，由于結構簡單、造價低廉、工作可靠，可以被廣泛用在各種中型載貨汽車。 （2）本設計的主減速比為4.875，鑒于其小于7.6，所以采用單級主減速器，其制造工藝簡單，成本較低，是驅動橋的的基本型。齒輪選用螺旋錐齒輪傳動形式，其工作平穩(wěn)，即使在高速運轉時，噪聲和振動也很小。同時計算出主從動齒輪的基本參數(shù)，完成主減速器的設計。 （3）差速器選用廣泛應用的對稱式圓錐行星齒輪差速器，其結構簡單，工作平穩(wěn)，制造方便。之后確定了對稱式圓錐行星齒輪差速器的各部件的尺寸參數(shù)，完成差速器的整體設計。 （4）在半軸的設計中，選用了工作可靠，被廣泛用于輕型及各種載貨汽車，越野汽車和客車上的全浮式半軸。并完成基本尺寸參數(shù)確定，完成半軸設計。 （5）驅動橋橋殼選用了整體式橋殼，其具有制造工藝簡單，效率高等特點 （6）各部件都進行強度校核，并選用合理的材料對主要零部件的熱處理方法進行了說明，以滿足其設計要求； （7）運用AutoCAD軟件繪制出驅動橋裝配圖和主要零部件的工程圖。 本驅動橋設計結構合理，符合實際應用，具有很好的動力性和經濟性，驅動橋總成及零部件的設計能盡量滿足零件的標準化、部件的通用化和產品的系列化及汽車變型的要求，修理、保養(yǎng)方便，機件工藝性好，制造容易。 但此設計過程仍有許多不足，在設計結構尺寸時，有些設計參數(shù)是按照以往經驗值得出，這樣就帶來了一定的誤差。另外，在一些小的方面，由于時間問題，做得還不夠仔細，懇請各位老師同學給予批評指正。 參考文獻 [1] 劉惟信.汽車車橋設計[M].北京：清華大學出版社，2004. 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[19] 楊朝會,王豐元.基于有限元方法的載貨汽車驅動橋殼分析[J].農業(yè)裝備與車輛工程, 2006（10）. 致 謝 為期三個月的畢業(yè)設計生活結束了,回頭看看自己在這幾個月內的身影,回頭看看自己走過的路,有辛酸也有甘甜,總的來說收獲不少。 本次設計的課題是：HQ1080車用5.5噸級驅動橋設計，這對我們來說完全是一個新的課題，免不了有時感到很茫然。通過到工廠里去看實物，通過指導老師的講解，加上自己看書，終于把設計的思路搞清楚了。對于具體的細節(jié)問題，涉及到一些經驗方面的問題，指導老師總是不厭其煩的講解，直到我聽懂為止，我被老師的這種敬業(yè)精神深深感動。 通過這次畢業(yè)設計，使我將三年半來學到的知識進行了一次大總結，一次大檢查，特別是機械設計、工程制圖、機械原理等基礎知識，進行了一次徹底的復習。以前只是應付考試，現(xiàn)在要自己設計一個產品出來，才感覺到自己學的知識是遠遠不夠的。有句話叫做：活到老，學到老。說的是一點沒錯啊！處處有我的恩師，處處有我要學習的知識！ 通過這次畢業(yè)設計，使我查手冊的能力得到了很大的提高。以前遇到問題不是去問老師，就是跳過去，一點自己查資料的意識都沒有。現(xiàn)在不同了，通過指導老師的引導，通過自己的實踐，現(xiàn)在可以獨立到圖書館去查資料，而且要查哪方面的資料，心理非常清楚，不像以前那么沒有頭緒了。 最后，向參加論文審閱、答辯的專家和老師表示感謝。  附 錄 附錄A 外文文獻原文 A1 Establish and research on CA/CAE sysytem of automobile drive axle housing based on virtual prototype technology Virtual prototype refer to a model which is in the step of product progress, occurring in the computer realm,, aiming at the optimization based on the CAD model used to stimulating analysis product. Virtual prototype in mainly used for test which was failed by physical test. Based on the result which is drawn from the stimulation result, it is easy to modify and guide design, until reach the optimistic design Automobile drive axle housing is a main part of a mobile. disconnect drive axle housing is used for bearing the mobile’s weight ,transferring the load to the wheels Drawing force, braking force lateral force and vertical force are transferred to frame and compartment by drive axle housing. So drive axle housing is either a bearing or a transmission item. If not correctly designed or some problem occurred while manufacturing, drive axle housing may deformed or fracture. As a traditional design method is so costly that is necessary to introduce the virtual prototype technology. A1.1 design scheme Traditional design method for drive axle housing is firstly giving a scheme ,manufacturing , a sample item then a series test (such as stiffness test bending fatigue test and static strenth test )is carried out Apparently this method is very money consuming ,and the final parameter may be not optimal .if adopt the Virtual prototype technology stimulazing kinds of working condition of drive axle housing ,and draw a series of optimal parameters .Based on these parameter the physical machine are carried out to do physical test .this method can save time ,cutting the cost ,thus bring in huge benefit to the enterprise. Modern trial production progress vary largely to the traditional one .As depicted ,in the picture ,A loop is absent in the traditional drive axle housing making virtual prototype can assess the cost quality and manufacturability on the computer. If the assessment is not satisfying, it is necessary to adjust .repeat a loop until reach a ideal parameter. This scheme design a software terrace, providing a interface for Solidworks patron and Nastron ,using superiority of this professional software ,and develop these software ,but a drive axle housing product design terrace. Considering the question of improving the analysis efficiency and simplifying finite element ,this system adopt a method which uses parametric modeling that is totally different from do make up for CAD model .And the CAD model is only used for oversight A1.2 Parameterized Modeling by SolidWorks They are al