汽车工程毕业设计-重型卡车驱动桥设计及分析.doc

本课题字数21175，59页，图纸9张，图量3张A0 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，而对于重型卡车显得尤为重要。当采用大功率发动机输出大的转矩以满足目前重型卡车的快速、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重型卡车驱动桥的设计。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重型卡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。关键字：重型卡车 驱动桥 单级减速桥 弧齿锥齿轮由于要求设计的是13吨级的后驱动桥，要设计这样一个级别的驱动桥，一般选用非断开式结构以与非独立悬架相适应，该种形式的驱动桥的桥壳是一根支撑在左右驱动车轮的刚性空心梁，一般是铸造或钢板冲压而成，主减速器，差速器和半轴等所有传动件都装在其中，此时驱动桥，驱动车轮都属于簧下质量。汽车驱动桥位于传动系的末端。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，并将转矩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或车身之间的垂直力，纵向力和横向力，以及制动力矩和反作用力矩等。驱动桥一般由主减速器，差速器，车轮传动装置和桥壳组成。对于重型载货汽车来说，要传递的转矩较乘用车和客车，以及轻型商用车都要大得多，以便能够以较低的成本运输较多的货物，所以选择功率较大的发动机，这就对传动系统有较高的要求，而驱动桥在传动系统中起着举足轻重的作用。随着目前国际上石油价格的上涨，汽车的经济性日益成为人们关心的话题，这不仅仅只对乘用车，对于载货汽车，提高其燃油经济性也是各商用车生产商来提高其产品市场竞争力的一个法宝，因为重型载货汽车所采用的发动机都是大功率，大转矩的，装载质量在十吨以上的载货汽车的发动机，最大功率在140KW以上，最大转矩也在700Nm以上，百公里油耗是一般都在34升左右。为了降低油耗，不仅要在发动机的环节上节油，而且也需要从传动系中减少能量的损失。这就必须在发动机的动力输出之后，在从发动机传动轴驱动桥这一动力输送环节中寻找减少能量在传递的过程中的损失。在这一环节中，发动机是动力的输出者，也是整个机器的心脏，而驱动桥则是将动力转化为能量的最终执行者。因此，在发动机相同的情况下，采用性能优良且与发动机匹配性比较高的驱动桥便成了有效节油的措施之一。所以设计新型的驱动桥成为新的课题。目录摘要IABSTRACTII前言1第一章 驱动桥结构方案分析2第二章 主减速器设计42.1 主减速器的结构形式42.1.1 主减速器的齿轮类型42.1.2 主减速器的减速形式42.1.3 主减速器主，从动锥齿轮的支承形式42.2 主减速器的基本参数选择与设计计算42.2.1 主减速器计算载荷的确定42.2.2 主减速器基本参数的选择62.2.3 主减速器圆弧锥齿轮的几何尺寸计算82.2.4 主减速器圆弧锥齿轮的强度计算102.2.5 主减速器齿轮的材料及热处理142.2.6 主减速器轴承的计算15第三章 差速器设计213.1 对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理213.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的结构223.3 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计223.3.1 差速器齿轮的基本参数的选择223.3.2 差速器齿轮的几何计算243.3.3 差速器齿轮的强度计算26第四章 驱动半轴的设计284.1 全浮式半轴计算载荷的确定284.2 全浮式半轴的杆部直径的初选294.3 全浮式半轴的强度计算294.4 半轴花键的强度计算30第五章 驱动桥壳的设计315.1 铸造整体式桥壳的结构315.2 桥壳的受力分析与强度计算325.2.1 桥壳的静弯曲应力计算325.2.2 在不平路面冲击载荷作用下的桥壳强度计算345.2.3 汽车以最大牵引力行驶时的桥壳强度计算345.2.4 汽车紧急制动时的桥壳强度计算36第六章 MSC强度校核42结论51致谢52参考文献53附录54