（毕业设计全套）JX1021TS3轻型货车驱动桥设计（打包下载）

差速器齿轮的几何尺寸计算表.为汽车差速器用直齿锥齿轮的几何尺寸，表中计算用的弧齿厚系数如图图.，取.。

图汽车差速器直齿锥齿轮切向修正系数弧齿系数表.汽车差速器直齿锥齿轮的几何尺寸计算表长度单位序号项目计算公式计算结果行星齿轮齿数，应尽量取最小值半轴齿轮齿数，且需满足式.模数齿面宽工作齿高全齿高.压力角.轴交角节圆直径节锥角，.节锥距周节齿顶高齿根高径向间隙.齿根角面锥角根锥角外圆直径节圆顶点至齿轮外缘距离理论弧齿厚齿侧间隙.差速器齿轮的强度计算差速器齿轮的尺寸受结构限制，而且承受的载荷较大，它不像主减速器齿轮那样经常处于啮合状态，只有当汽车转弯或左右轮行驶不同的路程时，或侧车轮打滑而滑转时，差速器齿轮才能有啮合传动的相对运动，所以差速器齿轮主要进行弯曲强度计算，而对于疲劳寿命则不予考虑。

汽车差速器齿轮的弯曲应力为.式中差速器个行星齿轮给予个半轴齿轮的转矩，.差速器行星齿轮数目半轴齿轮齿数超载系数.质量系数.尺寸系数.载荷分配系数.齿面宽模数计算汽车差速器齿轮弯曲应力的总和系数.，见图.。

图.弯曲计算用综合系数以计算得.以计算得所以由表.差速器齿轮强度满足要求。

差速器齿轮的材料差速器齿轮和主减速器齿轮样，基本上都是用渗碳合金钢制造，目前用于制造差速器锥齿轮的材料为和等，本设计采用，由于差速器齿轮轮齿要求的精度较低，所以精锻差速器齿轮工艺已被广泛应用。

.本章小结本章首先介绍了差速器结构作用及工作原理，对普通对称式圆锥行星齿轮差速器的基本参数进行了设计计算，根据机械设计机械制造的标准值对差速器齿轮的几何尺寸列表整理，并且对强度进行了校核，最终确定了所设计差速器的各个参数，并满足了强度校核。

第章半轴及驱动桥桥壳的设计.概述驱动车轮的传动装置位于汽车传动系的末端，其功用是将转矩由差速器的半轴齿轮传给驱动车轮。

在般的非断开式驱动桥上，驱动车轮的传动装置就是半轴，半轴将差速器的半轴齿轮与车轮的轮毂联接起来，半轴的形式主要取决半轴的支承形式普通非断开式驱动桥的半轴，根据其外端支承的形式或受力状况不同可分为半浮式，浮式和全浮式，在此由于是载重汽车，采用全浮式结构。

设计半轴的主要尺寸是其直径，在设计时首先可根据对使用条件和载荷工况相同或相近的同类汽车同形式半轴的分析比较，大致选定从整个驱动桥的布局来看比较合适的半轴半径，然后对它进行强度校核。

驱动桥壳的主要功用是支承汽车质量，非断开式驱动桥的桥壳起着支承汽车荷重的作用，并将载荷传给车轮，承受车轮传来的路面反力和反力矩，并经悬架传给车身，因此桥完既是承载件又是传力件它同时又是主减速器，差速器和半轴的装配体。

驱动桥壳应满足如下设计要求应具有足够的强度和刚度，以保证主减速器齿轮啮合正常，并不使半轴产生附加弯曲应力在保证强度和刚度的情况下，尽量减小质量以提高行驶的平顺性保证足够的离地间隙结构工艺性好，成本低保护装于其中的传动系统部件和防止泥水浸入拆装，调整，维修方便。

.半轴的设计与计算全浮式半轴的计算载荷的确定计算时首先应合理地确定作用在半轴上的载荷，应考虑到以下三种可能的载荷工况纵向力驱动力或制动力最大时，其最大值为，附着系数在计算时取.，没有侧向力作用侧向力最大时，其最大值为发生于汽车侧滑时，侧滑时轮胎与地面的侧向附着系数在计算时取.，没有纵向力作用垂向力最大时发生在汽车以可能的高速通过不平路面时，其值为，其中为车轮对地面的垂直载荷，为动载荷系数，这时不考虑纵向力和侧向力的作用。

由于车轮承受的纵向力，侧向力值的大小受车轮与地面最大附着力的限制，即有故纵向力最大时不会有侧向力作用，而侧向力最大时也不会有纵向力作用。

全浮式半轴只承受转矩，只计算在上述第种工况下转矩，如图.为全浮半轴支撑示意图。

其计算可按求得，其中，的计算，可根据最大附着力和发动机最大转矩计算，并取两者中的较小者。

若按最大附着力计算，即.式中轮胎与地面的附着系数取.汽车加速或减速时的质量转移系数，可取在此取.。

根据上式.若按发动机最大转矩计算，即.式中差速器的转矩分配系数，对于普通圆锥行星齿轮差速器取.发动机最大转矩，•汽车传动效率，计算时可取.传动系最低挡传动比.轮胎的滚动半径，.。

根据上式.取两者较小值.所以最大转矩计算则.•图.全浮式半轴支承示意图全浮半轴杆部直径的初选设计时，全浮式半轴杆部直径的初步选择可按下式进行取.式中半轴杆部直径半轴的计算转矩，.半轴转矩许用应力，。

因半轴材料取，为.左右，考虑安全系数在之间，可取全浮半轴强度计算半轴的扭转应力可由下式计算.式中半轴扭转应力，半轴的计算转矩.半轴杆部直径半轴的扭转许用应力，取。

.，强度满足要求。

半轴的最大扭转角为.式中半轴承受的最大转矩，.半轴长度材料的剪切弹性模量.半轴横截面的极惯性矩，.。

经计算最大扭转角.，扭转角宜选为满足条件。

全浮式半轴花键强度计算为了使半轴的花键内径不小于其杆部直径，常常将加工花键的端部做得粗些，并适当地减小花键槽的深度，因此花键齿数必须相应地增加，通常取齿轿车半轴至齿载货汽车半轴。

半轴的破坏形式多为扭转疲劳破坏，因此在结构设计上应尽量增大各过渡部分的圆角半径以减小应力集中，本次设计时考虑到此处花键部分与杆部之间的倒角为。

重型车半轴的杆部较粗，外端突缘也很大，当无较大锻造设备时可采用两端均为花键联接的结构，且取相同花键参数以简化工艺。

在现代汽车半轴上，渐开线花键用得较广，但也有采用矩形或梯形花键的。

本次设计采用带有凸缘的全浮式半轴，采用渐开线花键。

半轴花键的剪切应力为.半轴花键的挤压应力为.式中半轴承受的最大转矩.半轴花键外径，相配的花键孔内径，花键齿数花键的工作长度花键齿宽.载荷分布的不均匀系数，计算时取为.。

根据据上式计算所以校核成功。

半轴材料与热处理为了使半轴和花键内径不小于其干部直径，常常将加工花键的端部都做得粗些，并使当地减小花键槽的深度，因此花键齿数必须相应地增加。

半轴的破坏形式多为扭转疲劳破坏，因此在结构设计上应尽量增大各过渡部分的圆角半径以减小应力集中。

为了使半轴杆部和突缘间的过渡圆角都有较大的半径而不致引起其他零件的干涉，常常将半轴凸缘用平锻机锻造。

本设计半轴采用，半轴的热处理采用高频中频感应淬火。

这种处理方法使半轴表面淬硬达，硬化层深约为其半径的，心部硬度可定为不淬火区凸缘等的硬度可定在范围内。

由于硬化层本身的强度较高，加之在半轴表面形成大的残余压应力，以及采用喷丸处理滚压半轴突缘根部过渡圆角等工艺，使半轴的静强度和疲劳强度大为提高，尤其是疲劳强度提高十分显著。

.桥壳的受力分析及强度计算本次设计采用钢板冲压焊接整体式桥壳，选定桥壳的结构形式以后，应对其进行受力分析，选择其断面尺寸，进行强度计算。

汽车驱动桥的桥壳是汽车上的主要承载构件之，其形状复杂，而汽车的行驶条件如道路状况气候条件及车辆的运动状态又是千变万化的，因此要精确地计算出汽车行驶时作用于桥壳各处的应力大小是相当困难的。

在通常的情况下，在设计桥壳时多采用常规设计方法，这时将桥壳看成简支梁并校核些特定断面的最大应力值。

我国通常推荐计算时将桥壳复杂的受力状况简化成三种典型的计算工况，即当车轮承受最大的铅锤力当汽车满载并行驶与不平路面，受冲击载荷时当车轮承受最大切应力当汽车满载并以最大牵引力行驶和紧急制动时以及当车轮承受最大侧向力当汽车满载侧滑时。

只要在这三种载荷计算工况下桥壳的强度特征得到保证，就认为该桥壳在汽车各种行驶条件下是可靠的。

在进行上述三种载荷工况下桥壳的受力分析之前，还应先分析下汽车满载静止于水平路面时桥壳最简单的受力情况，即进行桥壳的静弯曲应力计算。

桥壳的静弯曲应力计算桥壳犹如空心横梁，两端经轮毂轴承支承于车轮上，在钢板弹簧座处桥壳承受汽车的簧上载荷，而沿左右轮胎的中心线，地面给轮胎的反力双轮胎时则沿双胎中心，桥壳则承受此力与车轮重力之差值，即，计算简图如.所示。

图.桥壳静弯曲应力计算简图桥壳按静载荷计算时，在其两钢板弹簧座之间的弯矩为•.式中汽车满载时静止于水平路面时驱动桥给地面的载荷，在此车轮包括轮毂制动器等重力，驱动车轮轮距，为.驱动桥壳上两钢板弹簧座中心间的距离，为。

桥壳的危险断面通常在钢板弹簧座附近。

通常由于远小于，且设计时不易准确预计，当无数据时可以忽略不计所以.•而静弯曲应力则为.式中.•危险断面处钢板弹簧座附近桥壳的垂向弯曲截面系数，具体如下关于桥壳在钢板弹簧座附近的危险断面的形状，主要由桥壳的结构形式和制造工艺来确定，钢板冲压焊接整体式桥壳在弹簧座附近多为圆管端面，截面图如表.所示，其中，.。

表.钢板弹簧座附近桥壳的截面形状及截面系数垂向及水平弯曲截面系数扭转截面系数所以，.。

在不平路面冲击载荷作用下桥壳的强度计算当汽车高速行驶于不平路面上时，桥壳除承受在静载状态下的那部分载荷外，还承受附加的冲击载荷。

这时桥壳载动载荷下的弯曲应力为.式中动载荷系数，对载货汽车取.桥壳载静载荷下的弯曲应力，.。

所以，.。

汽车以最大牵引力行驶时的桥壳的强度计算计算时不考虑侧向力。

作用在左右驱动车轮上除有垂向反力外，尚有切向反力。

作用在左右驱动车轮的最大切向反力共为.式中发动机的最大转矩传动系档传动比.主减速比.传动系的传动效率.轮胎的滚动半径.。

经计算，.。

图.汽车以最大牵引行驶时桥壳的受力简图如图.所示，后驱动桥壳在两钢板弹簧座之间的垂向弯曲矩为式中汽车加速行驶时的质量转移系数对于货车取.，同.式。

由于驱动车轮的最大切向反力使桥壳也承受水平方向的弯矩，对于装用普通圆锥齿轮差速器的驱动桥，在两弹簧之间桥壳所受的水平方向的弯矩为.桥壳还承受因驱动桥传递驱动转矩而引起的反作用力矩。

这时在两板簧座间桥壳承受的转矩为.由于桥壳在钢板弹簧座附近的危险断面处为圆管断面，所以在该断面处的合成弯矩为该危险断面处的合成应力为式中危险断面处的弯曲截面系数.。

汽车紧急制动时的桥壳强度计算这时不考虑侧向力，图.为汽车在紧急制动时的受力简图。

图.汽车紧急制动时桥壳的受力分析简图如图.所示，紧急制动时桥壳在两钢板弹簧座之间的垂向弯矩及水平方向弯矩分别为式