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摘 要
汽车驱动桥位于传动系末端，其基本功能是增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩，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学所需要的差速功能；同时，驱动桥还需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。一般汽车结构中，驱动桥包括主减速器、差速器、驱动车轮的传动装置及桥壳等部件。
驱动桥设计应满足的基本要求：所选择的主减速比应保证汽车具有最佳的动力性和燃油经济性；外形尺寸要小，保证有必要的离地间隙；齿轮及其传动件工作平稳，噪音小；在各种转速和载荷下具有较高的传动效率；在保证足够的强度、刚度条件下，应力要尽量小，尤其是簧下质量应尽量小，以改善汽车的平顺性；与悬架导向机构运动协调；结构简单，加工工艺性好，制造容易，拆装、调整方便。
驱动桥的结构方案分析驱动桥的结构形式与驱动车轮的悬架形式密切相关。当驱动车轮采用非独立悬架时，驱动桥应为非断开式（或称为整体式），即驱动桥壳是一根连接左右驱动车轮的空心梁，而主减速器、差速器及车轮传动装置（由左右半轴组成）都装在它里面。当采用独立悬架时为保证运动协调，驱动桥应为断开式。这种驱动桥无刚性的整体外壳，主减速器及其壳体装在车架或车身上，两侧驱动车轮与车架或车身做弹性连接，并可彼此独立分别相对于车身做上下摆动，车轮传动采用万向节传动。 具有桥壳的非断开式驱动桥结构简单、制造工艺性好、成本低、工作可靠、维修调整容易，广泛应用于各种载货汽车、客车及多数的越野车和部分小轿车上。但整个驱动桥均属于簧下质量，对于汽车平顺性和降低动载荷不利。断开式驱动桥结构较复杂，成本较高，但它大大地增加了离地间隙；减小了簧下质量，从而改善了行驶平顺性，提高了汽车的平均速度；减小了汽车在行驶时作用于车轮与车桥上的动载荷，提高了零部件的使用寿命；由于驱动车轮与地面的接触情况及对各种地形的适应性较好，大大增加了车轮的抗侧滑能力；与之相配合的独立悬架导向机构设计得合理，可增加不足转向效应，提高汽车的操纵稳定性。这种驱动桥在轿车和高性能的越野车上应用相当广泛。
本次设计为蓝箭后桥设计，从技术经济性考虑，这种车型在目前多采用非断开式驱动桥。因为这种车桥结构简单，造价低廉、工作可靠，所以本车最终选用非断开式驱动桥。 关键词：驱动桥；变速器；成本；质量
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目 录
摘要 ………………………………………………………………………1 1 主减速器设计
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1.1 主减速器结构方案分析 1.1.1 单级主减速器 1.1.2 双级主减速器
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1.2 主减速器齿轮的比较 - 5 - 1.2.1 弧齿锥齿轮传动 - 5 - 1.2.2 准双曲面齿轮传动
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1.2.3 弧齿锥齿轮与准双曲面齿轮的比较 1.3 主减速器计算载荷的确定 - 7 -
1.3.1 汽车主减速器锥齿轮的计算载荷有三种确定方法。 1.3.2 主动锥齿轮的计算转矩Tz 1.4 主减速器锥齿轮的参数选择
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1.4.1 主、从动锥齿轮齿数的选择 - 9 -
1.4.2 从动锥齿轮大端分度圆直径和端面模数的选择 1.4.3 准双曲面齿轮偏移距的选择 - 10 - 1.4.4 螺旋角及方向的选择 - 10 - 1.4.5 法向压力角的选择 1.4.6 大齿轮齿面宽 1.4.7 小齿轮齿面宽
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1.5 主减速器准双曲面的几何尺寸的设计计算 - 12 - 1.5.1 主减速器准双曲面的几何尺寸的设计计算 - 12 - 1.5.2 主动齿CATIA建模 - 12 - 1.5.3 被动齿CATIA建模 - 13 -
1.6 主减速器弧齿锥齿轮与准双曲面齿轮强度计算及材料选择 - 13 - 1.6.1 单位齿长上的圆周力 - 13 - 1.6.2 轮齿抗弯强度计算 - 14 - 1.6.3 轮齿接触强度计算
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1.6.4 齿轮材料
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1.7 主减速器结构的设计 - 18 - 1.7.1 主减速器锥齿轮的支承 - 18 - 1.7.2 锥齿轮轴承的预紧
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1.7.3 锥齿轮上的受力 - 20 - 1.7.4 主减速器轴承的载荷 - 23 - 2 差速器 - 27 - 2.1 差速器概述
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2.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的运动学分析 - 27 - 2.3 对称式圆锥行星齿轮差速器的结构设计 2.3.1 行星齿轮数目的选择 - 28 - 2.3.2 行星齿轮球面半径RB的确定 - 28 - 2.3.3 行星齿轮与半轴齿轮齿数的选择 - 29 -
2.3.4 差速器圆锥齿轮模数及半轴齿轮节圆直径的初步确定 - 29 - 2.3.5 压力角?
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2.3.6 行星齿轮的轴孔长度和孔径 - 30 - 2.４ 差速器的几何尺寸计算和强度分析 2.4.1 差速器的几何尺寸计算 - 31 - 2.4.2 差速器的强度分析 2.5 CATIA建模 3.1 概述 - 35 - 3.2 半轴的结构型式
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3.3 半轴的尺寸设计及校核 3.3.1 半轴的载荷计算 - 36 -
3.3.2 全浮式半轴杆部直径可按下式初步选取 - 36 - 3.3.3 全浮式半轴的强度校核 - 36 - 3.4 半轴花键的选择和强度计算 3.4.1 半轴花键的选择 - 37 - 3.4.2 半轴花键的强度计算 - 37 -
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3.5 材料选择 - 37 - 3.6 CATIA建模 - 38 - 4 驱动桥壳设计 - 39 -
4.1 概述 - 39 - 4.2 驱动桥壳的型式
- 39 - 4.3 驱动桥壳强度的计算 - 41 - 4.3.1 牵引力或制动力最大时 - 41 -
4.3.2 当侧向力最大时，桥壳内、外板簧座处断面的弯曲应力?i和?o 4.3.3 当汽车通过不平路面时的弯曲应力 - 43 -
4.4 CATIA建模 - 43 -
参考文献 - 45 -
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