毕业论文：轻型客车驱动桥设计

毕业论文：轻型客车驱动桥设计毕业论文：轻型客车驱动桥设计毕业论文：轻型客车驱动桥设计:2013-9-2 15:01:35毕业设计题目： 轻型客车驱动桥设计 院系别： 08机械及自动化 专业： 车辆工程 摘要：本说明书阐述的内容是关于轻型客车驱动桥总成设计和计算过程。驱动桥是汽车行驶系的重要组成部分，其基本功用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、右车轮，并使左、右驱动车轮具有汽车行驶运动学所要求的差速功能。所以其设计质量直接关系到整车性能的好坏。所以在设计过程中，设计者本着严谨和认真的态度进行设计。在绪论部分，对驱动桥各总成及其选用形式作了简明扼要的说明。在方案论证部分，对驱动桥及其总成结构形式的选择作了具体的说明。本设计选用了单级减速器，采用的是双曲面齿轮啮合传动，尽量的简化结构，缩减尺寸，有效的利用空间，充分减少材料浪费，减轻整体质量。由于是轻型货车，主要形式在路面较好的条件下，因此没有使用差速锁。在设计计算与强度校核部分，对主减速器主从动齿轮、差速器齿、轮车轮传动装置和花键等重要部件的参数作了选择。同时也对以上的几个部件进行了必要的校核计算。在工艺部分，对本设计的制造和装配等工艺，作了个简单的分析。结束语是作者对本次毕业设计的一些看法和心得体会，并对悉心帮助和指导过我的指导老师和同学表示衷心的感谢和深深的敬意。关键词：驱动桥，轻型客车，差速器，主减速器 目录第一章 绪论41.1国外研究现状41.2国内研究现状41.3驱动桥结构原理41.4设计内容5第二章 驱动桥总成的结构形式及布置6第三章 主减速器83.1 主减速器的结构形式选择83.2 主减速器计算载荷的确定83.3 主减速器锥齿轮主要参数的选择113.4 主减速器双曲面齿轮校核133.5 锥齿轮的材料153.6 主减速器主从动齿轮的支撑方案163.7 主减速器锥齿轮轴承载荷计算17第四章 差速器设计214.1 差速器形式的选择214.2 差速器齿轮的设计224.3 差速器齿轮的强度校核22第五章 其他附件245增大转矩并相应降低转速后，经差速器分配给左右半轴，最后通过半轴外缘的凸缘盘传至驱动车轮的轮毂，轮毂驱动车轮运动。表1.汽车的主要技术参数总质量10060发动机的位置前置横列轴距3800车长/宽/高4995/2430/3270最大爬坡度 最小离地间隙200满载制动距离10第三章 主减速器3.1 主减速器的结构形式选择 主减速器的功用：将输入的转矩增大并相应降低转速，以及当发动机纵置时还具有改变转矩旋转方向的作用。 由于本设计题目为轻型客车驱动桥设计，而不是载重货车或者越野车，因此采用单级主减速器已经足够了。为保证有足够的离地间隙，减小从动齿轮的尺寸，选择了双曲面齿轮。 3.2 主减速器计算载荷的确定3.2.1主减速比的选择1）预选 (3-1) ：车轮滚动半径0.338M ：发动机输出功率最大时主轴转速4000rpm ：最高车速115km/h ：变速器最高档速比1为了得到足够的储备功率， 一般应加大10%25%，取大10%，则 =4.43*1.1=4.8732）选择齿数当 较小（3.55）时， 取712 ，为减小重量尺寸，取 =8，则 =4.873* =38.984所以取 =39（38有公约数）， 因此最终选择 =39/8=4.8753.2.2 从动齿轮计算载荷的确定1)按发动机最大转矩计算 (3-2) ：猛接离合器所产生的动载系数 ：发动机的最大转矩 ：变速器的一档传动比 ：主减速器的减速比 ：发动机到驱动桥之间的传动效率 ：计算驱动桥数2)按驱动轮打滑 =16893nm (3-3) :满载状态下的后桥静载荷 ：最大加速度时的后轴负荷系数 ：轮胎与路面间的附着系数 ：轮胎的滚动半径 ：轮边减速比 ：轮边传动效率3) 按汽车日常行驶平均转矩确定的从动轮的计算转矩 ： (3-3)汽车满载总重 ：道路的滚动阻力系数 ：汽车正常使用的平均爬坡能力 ：汽车在爬坡时的加速能力系数 ：轮边传动效率n：计算驱动桥数3.2.3主动齿轮的计算转矩 ：从动齿轮的计算转矩 ：主减速比 ：主从动齿轮间的传动效率1) 按发动机的最大扭矩和传动系最低档速比确定的主动锥齿轮的计算转矩 (3-4)2) 按驱动轮打滑转矩确定的主动锥齿轮的计算转矩 (3-5)3) 按汽车日常行驶平均转矩确定的主动锥齿轮的计算转矩 3.3 主减速器锥齿轮主要参数的选择以下各项的计算中， 3.3.1 主动锥齿轮齿数选择选取原则： 不小于 避免有公约数 不小于所以选 符合这些要求3.3.2 从动轮大端分度圆直径 和断面模数 ：直径系数，取为 3.3.3 齿面宽度经验公式估算: 取为27mm3.3.4 双曲面齿轮偏移距E的确定E过大使齿轮纵向滑移过大，引起齿面早期磨损E过小不能发挥双曲面齿轮的优点E应给接近0.2 且 0.2*174.30=34.9mm 所以，取E35mm下偏移，即由从动齿轮的锥顶向其齿面看去，并使主动齿轮处于右侧，主动齿轮在从动齿轮中心线的下方。3.3.5中点螺旋角 越大，则重合度越大，轮齿强度越大，啮合齿数越多，传动平稳。 越小，齿轮上所受的轴向力越大，轴承载荷越大，轴承寿命缩短。预选: 3.3.6螺旋方向的确定选用原则：挂前进当时，齿轮轴向力为离开锥顶的方向，使主从动齿轮有分离的趋势，防止齿轮卡死。选取主动齿轮左旋（从锥顶看，齿形从中心线上半部分向右倾斜）。3.3.7 法向压力角 的选择法向压力角大一些可以增加齿轮强度，减少不发生根切的最小齿数。过大易使齿顶变尖，端面重合度降低。选取 3.3.8 铣刀的刀盘半径选择根据双曲面齿轮与圆锥齿轮的表预选刀盘半径 3.4 主减速器双曲面齿轮校核预选的 ，平均螺旋角 ，重合度 ，较好。双曲面齿轮轮齿损坏形式主要有：弯曲疲劳折断，过载折断，齿面点蚀及剥落，齿面胶合，齿面磨损等。3.4.1 单位齿长圆周力主动轮大端分度圆直径 (3-6)主减速器锥齿轮的表面耐磨性常用齿轮上的单位齿长圆周力来估算。按发动机最大转矩和变速器一档速比计算 按发动机最大转矩和变速器直接档速比计算 满足要求。3.4.2 轮齿弯曲强度锥齿轮轮齿的齿根弯曲应力公式 (3-7) :为所计算的齿轮的计算转矩 ：过载系数。 ：尺寸系数 ：齿面载荷分配系数 ：质量系数主动锥齿轮强度校核1)以发动机最大扭矩和传动系最低当速比所确定的主动锥齿轮的转矩 为计算扭矩来校核 2)以汽车日常行驶平均转矩所确定的主动锥齿轮转矩 为计算扭矩来校核 从动锥齿轮强度校核1)以发动机最大扭矩和传动系最低当速比所确定的从动锥齿轮的转矩 为计算扭矩来校核 2)以汽车日常行驶平均转矩所确定的从动锥齿轮转矩 为计算扭矩来校核 3.4.3 轮齿接触强度锥齿轮轮齿的齿面接触应力公式： (3-8)T：为所计算齿轮的计算转矩 :过载系数 ：尺寸系数。 ：齿面载荷分配系数 ：质量系数由于接触应力主从动齿轮相等，所以以下只计算主动轮的1)按主动轮计算载荷计算 2)按日常行驶转矩计算 3.5 锥齿轮的材料汽车主减速器锥齿轮目前常用渗碳合金钢来制造，主要有20GrMnTi,20MnVB,20MnTiB,22CrNiMo等 。本设计采用够内为比较多用的20GrMnTi。其优点是表面可得到含碳量较高的硬化层，具有相当高的耐磨性和抗压性，而心部较软，具有很好的韧性，因而它的弯曲强度，表面接触强度和承受冲击的能力均很好。由于含碳量较低，使得锻造性能和切削加工性能较好。其主要缺点是热处理费用较高，表面硬化层以下的基底较软，在承受很大的压力时可能产生塑性变形，如果渗透层与心部的含碳量相差过多，便会引起表面硬化层剥落。3.6 主减速器主从动齿轮的支撑方案逐渐速器中必须保证主从东齿轮具有良好的啮合状态，才能使他们良好的工作。齿轮的正确啮合，除了与齿轮的加工质量，装配调整及主减速器壳体的刚度有关外，还与齿轮的支撑刚度密切相关。3.6.1 主动锥齿轮的支撑主动锥齿轮的支撑形式可分为悬臂式支撑核跨置式支撑两种。悬臂时支撑机构的特点实在锥齿轮的大端一侧采用较场的轴颈，其上安装量个圆锥滚子轴承。为了减小悬臂长度和增加两轴承只见的距离，以改善支撑刚度，应该是两个圆锥滚子轴承的大端朝外，使作用在齿轮上离开锥顶的轴向力由靠近齿轮的轴承承受，而反向轴向力则幽灵一个轴承承受。悬置式支撑机构简单，支撑刚度较差，用于传递扭矩较小的轿车，轻型货车的单级逐渐速器中。跨置式支撑结构的特点是在锥齿轮的两端均由轴承支撑，这样可以大大增加支撑刚度，又使轴承负荷减小，齿轮啮合条件改善，因此齿轮的承载能力高于悬臂式。此外由于齿轮大端一侧轴颈上的两个圆锥磙子轴承之间的距离很小，可以缩短主