





























汽车工业的发展,带动了许多相关企业事业,包括钢铁石油橡胶塑料机床道路汽车销售售后服务运输交通管理等的发展。
近百年来,汽车工业之所以长生不衰主要得益于市场和科学技术的不断进步,是汽车能逐渐完善并满足使用者的需求。
本课题是对货车驱动桥的结构设计。
故本说明书将以驱动桥设计内容对驱动桥及其主要零部件的结构型式与设计计算作介绍。
驱动桥的设计,由驱动桥的结构组成功用工作特点及设计要求讲起,详细地分析了驱动桥总成的结构型式及布置方法全面介绍了驱动桥车轮的传动装置和桥壳的各种结构型式与设计计算方法。
汽车驱动桥是汽车的重大总成,承载着汽车的满载簧荷重及地面经车轮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。
另外,汽车驱动桥在汽车的各种总成中也是涵盖机械零件部件分总成等的品种最多的大总成。
例如,驱动桥包含主减速器差速器驱动车轮的传动装置半轴及轮边减速器桥壳和各种齿轮。
由上述可见,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。
因此,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。
所设计的货车驱动桥制造工艺性好外形美观,工作更稳定可靠。
该驱动桥设计大大降低了制造成本,同时驱动桥使用维护成本也降低了。
驱动桥结构符合货车的整体结构要求。
设计的产品达到了结构简单,修理保养方便机件工艺性好,制造容易的要求。
国内外驱动桥研究状况和发展趋势目前我国正在大力发展汽车产业,采用后轮驱动汽车的平衡性和操作性都将会有很大的提高。
后轮驱动的汽车加速时,牵引力将不会由前轮发出,所以在加速转弯时,司机就会感到有更大的横向握持力,操作性能变好。
维修费用低也是后轮驱动的个优点,尽管由于构造和车型的不同,这种费用将会有很大的差别。
如果你的变速器出了故障,对于后轮驱动的汽车就不需要对差速器进行维修,但是对于前轮驱动的汽车来说也许就有这个必要了,因为这两个部件是做在起的。
所以后轮驱动必然会使得乘车更加安全舒适,从而带来可观的经济效益。
目前国内外研究的重点在于从翘课的制造技术寻求制造工艺先进制造效率高成本低的方法从齿轮减速形式上将传统的中央单级主减速器发展到现在的中央及轮边双级减速或双级主减速器结构从齿轮的加工形式上车桥内部的主从动齿轮行星齿轮及圆柱齿轮采用精磨加工,以满足汽车高速行驶要求及法规对于噪声控制的要求。
以下是具体的技术发展动向产品结构设计方面为满足市场多样化及用户个性化的需求,驱动桥再也不能停留在载货车单的低档次的技术水平上,随着新材料新能源电子测控及信息技术的迅猛发展,应用这些高新科技武装和改造传统的汽车工业,以新型的驱动桥大幅度地提高车辆的安全性舒适性和经济性,为广大消费者提供节能型和环保型的汽车产品。
驱动桥的技术发展大致有以下几个方面整车总体布置上要满足发动机前置或后置的要求车桥的轮距和簧距在定范围内可调的要求汽车主要是客车进步降低地板的要求,主传动速比扩大变化范围的要求在制动方面要满足制动间隙的自动调正,制动防抱死防跑偏防侧滑制动不疲软不僵硬不啸叫制动力矩大制动距离小摩擦片耐磨寿命长制动真空助力及制动缓速装置等。
在悬架方面,要求减震性能好,不侧倾,可升降行驶更平稳更舒适。
对驱动桥本身的结构设计要求减轻自重,增加刚性,提高传动效率,改善密封性能,降低系统噪声,便于维修等。
当前,在驱动桥上出现的新型结构和高新技术有制动间隙的调正由自动调整臂替代手动调整臂。
按国家汽车制动系统结构性能和试验方法的规定,到年月凡使用凸轮式气制动的汽车必须强制安装制动间隙自动调整臂,保证各个车轮的制动间隙维持恒定,从而保证汽车行驶安全。
该技术在国外已普遍采用,最有名的生产厂家是瑞典的汉德公司和美国的美驰公司,国内有吉林天成商丘德信和东风公司在开发研制。
盘式制动器相对于鼓式制动器,具有制动力矩大,可缩短制动距离,制动平稳受力分析图经计算,,。
桥壳在两钢板弹簧的外侧部分同时还承受制动力所引起的转矩所以,汽车受最大侧向力时桥壳的强度计算当汽车满载高速急转弯时,则会产生想当大的且作用于汽车质心处离心力。
汽车也会由于其他原因而承受侧向力。
当汽车所承受的侧向力达到地面给轮胎的侧向反作用力的最大值即侧向附着力时,则汽车处于侧滑的临界状态,此时没有纵向力作用。
侧向力旦超过侧向附着力,汽车则侧滑如图所示。
因此汽车驱动桥的侧滑条件是式中驱动桥所受的侧向力,地面给左右驱动车轮的侧向反作用力汽车满载静止于水平面时驱动桥给地面的载荷轮胎与地面的侧向附着系数取。
由于汽车产生纯粹的侧滑,因此计算时可以认为地面给轮胎的切向反作用力为零。
汽车向右侧滑时,驱动桥侧滑时左右驱动车轮的支承反力为式中,左右驱动车轮的支承反力汽车满载时的质心高度,同式下的说明驱动车轮的轮距。
图汽车向右侧滑时受力简图对于半轴为为全浮式的驱动桥,在桥壳两端的半轴套管上,各装着对轮毂轴承,它们布置在车轮垂向反作用力的作用线的两侧,通常比外轴承离车轮中心线更近。
侧滑时内外轮毂轴承对轮毂的径向支承力如图所示,可根据个车轮的受力平衡求出。
轮毂轴承的受力分析用图桥壳的受力分析用图图汽车向右侧滑时轮毂轴承对轮毂的径向支承力分析用图汽车向右侧滑时左右车轮轮毂内外轴承的径向支承力分别为式中轮胎的滚动半径,见图,取。
其中地面给左右驱动车轮的侧向反作用力可由下式求得轮毂内外轴承支承中心之间的距离愈大,则由侧滑引起的轴承径向力愈小。
另外,足够大,也会增加车轮的支承刚度。
否则,如果将两轴承的距离缩至使两轴承相碰,则车轮的支承刚度会变差而接近于浮式半轴的情况。
当然,的数值过大也会引起轮毂的宽度及质量的加大而造成布置上的困难。
在载货汽车的设计中,常取。
轮毂轴承承受力最大的情况是发生在汽车侧滑时,所以轮轴即半轴套管也是在汽车满载侧滑时承受最大的弯矩及应力,如图所示。
半轴套管的危险断面位于轮毂内轴承的里端处,该处弯矩为式中为轮毂内轴承支承中心至该轴承内端支承面间的距离。
图汽车向右侧滑时驱动桥壳所受垂直力及弯矩弯曲应力剪切应力合成应力半轴套管处的应力均不超过。
经过计算以各种情况下校核均满足桥壳的许用弯曲应力为,许用扭转应力为,所以驱动桥壳校核成功。
对于钢板冲压焊接整体式桥壳,多采用或中碳钢板化学成分控制为的碳和不大于的硫。
本次设计桥壳材料选取为。
半轴套管材料为。
本章小结本章选择了钢板冲压焊接式整体驱动桥桥壳,并进行了桥壳的受力分析和强度计算。
在静弯曲应力下,不同路面冲击载荷作用下和汽车以最大牵引力行驶时及汽车紧急制动时和汽车受最大侧向力时的五种情况下桥壳受力和强度进行了校核,并满足设计要求。
结论本课题设计的车用吨货车驱动桥,根据传统驱动桥设计方法,并参考相关车型进行设计,设计的主要内容和结论如下驱动桥结构形式采用非断开式驱动桥,由于结构简单造价低廉工作可靠,可以被广泛用在各种中型载货汽车。
本设计的主减速比为,鉴于其小于,所以采用单级主减速器,其制造工艺简单,成本较低,是驱动桥的的基本型。
齿轮选用螺旋锥齿轮传动形式,其工作平稳,即使在高速运转时,噪声和振动也很小。
同时计算出主从动齿轮的基本参数,完成主减速器的设计。
差速器选用广泛应用的对称式圆锥行星齿轮差速器,其结构简单,工作平稳,制造方便。
之后确定了对称式圆锥行星齿轮差速器的各部件的尺寸参数,完成差速器的整体设计。
在半轴的设计中,选用了工作可靠,被广泛用于轻型及各种载货汽车,越野汽车和客车上的全浮式半轴。
并完成基本尺寸参数确定,完成半轴设计。
驱动桥桥壳选用了整体式桥壳,其具有制造工艺简单,效率高等特点各部件都进行强度校核,并选用合理的材料对主要零部件的热处理方法进行了说明,以满足其设计要求运用软件绘制出驱动桥装配图和主要零部件的工程图。
本驱动桥设计结构合理,符合实际应用,具有很好的动力性和经济性,驱动桥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。
但此设计过程仍有许多不足,在设计结构尺寸时,有些设计参数是按照以往经验值得出,这样就带来了定的误差。
另外,在些小的方面,由于时间问题,做得还不够仔细,恳请各位老师同学给予批评指正。
参考文献刘惟信汽车车桥设计北京清华大学出版社,韩胜我国汽车驱动桥及锥齿轮发展现状汽车科技,吴文琳图解汽车底盘构造手册化学工艺出版社,林慕义,张福生车辆底盘构造与设计冶金工业出版社,胡宁现代汽车底盘构造上海交通大学出版社,王望予汽车设计北京机械工业出版社李红渊,李萍锋载重汽车驱动桥主减速器设计王聪兴,冯茂林现代设计方法在驱动桥设计中的应用公路与汽运余志生汽车理论机械工业出版社第版,王望予汽车设计机械工业出版社第版,马兰机械制图机械工业出版社,吴宗泽,罗圣国机械设计课程设计手册高等教育出版社,唐善政汽车驱动桥噪声的实验研究与控制汽车科技,苏振昱东风中重型车单级减速器双面齿轮损坏的分析汽车技术,付畅,过学迅基于虚拟现实技术的中型客车驱动桥设计与开发北京汽车刘昌仁后驱动桥设计客车技术与研究,杨朝会,王丰元基于有限元方法的载货汽车驱动桥壳分析农业装备与车辆工程,致谢为期三个月的毕业设计生活结束了,回头看看自己在这几个月内的身影,回头看看自己走过的路,有辛酸也有甘甜,总的来说收获不少。
本次设计的课题是车用吨级驱动桥设计,这对我们来说完全是个新的课题,免不了有时感到很茫然。
通过到工厂里去看实物,通过指导老师的讲解,加上自己看书,终于把设计的思路搞清楚了。
对于具体的细节问题,涉及到些经验方面的问题,指导老师总是不厌其烦的讲解,直到我听懂为止,我被老师的这种敬业精神深深感动。
通过这次毕业设计,使我将三
