（图纸+论文）CA1040轻型货车驱动桥设计（全套完整）

如果变速器出了故障，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。

目前国内研究的重点在于从桥壳的制造技术上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极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的主从动齿轮行星齿轮及圆柱齿轮逐渐采用精磨加工，以满足汽车高速行驶要求及法规对于噪声的控制要求。

总之，我国汽车驱动桥的研究设计与世界先进驱动桥设计技术还有定的差距，我国车桥制造业虽然有些成果，但都是在引进国外技术纺制再加上自己改进的基础上了取得的。

个别比较有实力的企业，虽有自己独立的研发机构但都处于发展的初期。

在科技迅速发展的推动下，高新技术在汽车领域的应用和推广，各种国外汽车新技术的引进，研究团队自身研发能力的提高，我国的驱动桥设计和制造会逐渐发展起来，并跟上世界先进的汽车零部件设计制造技术水平。

.设计的主要内容设计出适合解放轻型货车的驱动桥，优化设计方案。

本次设计的主要内容如下主减速器的结构设计基本参数选择及设计计算差速器齿轮的基本参数的选择几何及强度计算驱动半轴的结构设计及强度计算驱动桥壳的结构设计及受力分析与强度计算。

驱动桥装配图图纸张，零件图折合图纸两张。

提高汽车的技术水平，使其使用性能更好，更安全，更可靠，更经济，更舒适，更机动，更方便，动力性更好，污染更少。

改善汽车的经济效果，调整汽车在产品系列中的档次，以便改善其市场竞争地位并获得更大的经济效益。

第章驱动桥总体方案设计.汽车车桥的种类汽车的驱动桥与从动桥统称为车桥，车桥通过悬架与车架或承载式车身相连，它的两端安装车轮，其功用是传递车架或承载式车身于车轮之间各方向的作用力及其力矩。

根据悬架结构的不同，车桥分为整体式和断开式两种。

当采用非独立悬架时，车桥中部是刚性的实心或空心梁，这种车桥即为整体式车桥断开式车桥为活动关节式结构，与独立悬架配用。

在绝大多数的载货汽车和少数轿车上，采用的是整体式非断开式。

断开式驱动桥两侧车轮可独立相对于车厢上下摆动。

根据车桥上车轮的作用，车桥又可分为转向桥驱动桥转向驱动桥和支持桥四种类型。

按发动机最大转矩计算时.式中变速器传动比，常取档及直接档进行计算主动锥齿轮中点分度圆直径其他符号同前。

取档时，算得取直接档时，算得按驱动轮打滑的转矩计算时.式中驱动桥对水平地面的负荷轮胎与地面的附着系数，取为.轮胎的滚动半径主减速器从动齿轮节圆直径汽车最大加速度时后轴负荷转移系数，商用车，取为.主减速器从动齿轮到车轮之间的传动比主减速器主动齿轮到车轮之间的传动效率其他符号同前。

带入数据，经计算可得许用的单位齿长圆周力见表在现代汽车设计中，由于材质及加工工艺等制造质量的提高，有时高出表中数值的。

对于不能满足许用单位齿长圆周力的情况可以通过改变材料的方法来满足其要求。

表.许用单位齿长圆周力参数汽车类别轮胎与地面的附着系数档档直接档轿车.载货汽车.公共汽车.牵引汽车.齿轮弯曲强度锥齿轮的齿根弯曲应力为.式中锥齿轮齿轮的齿根弯曲应力所计算齿轮的计算转矩，取过载系数，般取尺寸系数，与齿轮尺寸及热处理等因素有关，当当时本设计中齿面载荷分配系数，跨置式结构，悬臂质量系数，当轮齿接触良好，齿距及径向跳动精度高时，.所计算齿轮的吃面宽所讨论齿轮的大端分度圆直径所计算齿轮的轮齿弯曲应力综合系数，从图.中可查得.图.用于压力角螺旋角轴交角为的汽车用螺旋轮齿弯曲应力综合系数对于从动齿轮对于主动齿轮查表得许用应力，所以设计齿轮满足强度要求。

齿轮接触强度锥齿轮的齿面接触应力为.式中锥齿轮的齿面接触应力主动锥齿轮大端分度圆直径取尺宽的较小值尺寸系数，它考虑了齿轮尺寸对淬透性的影响，通常取.齿面品质系数，它取决于齿面的表面粗糙度及表面覆盖层的性质如都统磷化处理等，对于制造精确的齿轮，取.综合弹性系数，这里取为齿面接触强度综合系数，根据图.取之为.其他符号同前。

图.接触强度计算用综合系数压力角螺旋角经计算可得上述计算的最大接触应力不应超过，主从动齿轮的齿面接触应力是相同的。

所以设计齿轮满足接触强度要求。

.主减速器轴承的选择轴承的计算主要是计算轴承的寿命。

设计时，通常是先根据主减速器的结构尺寸初步确定轴承的型号，然后验算轴承寿命。

影响轴承寿命的主要外因是它的工作载荷及工作条件，因此在验算轴承寿命之前，应先求出作用在齿轮上的轴向力径向力圆周力，然后再求出轴承反力，以确定轴承载荷。

作用在主减速器主动齿轮上的力如图.所示锥齿轮在工作过程中，相互啮合的齿面上作用有法向力。

该法向力可分解为沿齿轮切向方向的圆周力沿齿轮轴线方向的轴向力及垂直于齿轮轴线的径向力。

图.主动锥齿轮工作时受力情况为计算作用在齿轮的圆周力，首先需要确定计算转矩。

汽车在行驶过程中，由于变速器挡位的改变，且发动机也不全处于最大转矩状态，故主减速器齿轮的工作转矩处于经常变化中。

实践表明，轴承的主要损坏形式为疲劳损伤，所以应按输入的当量转矩进行计算。

作用在主减速器主动锥齿轮上的当量转矩可按下式计算式中发动机最大转矩变速器在各挡的使用率，可参考表.选取.，.变速器各挡的传动比.，.，.变速器在各挡时的发动机的利用率，可参考表.选取。

表.及的参考值车型轿车公共汽车载货汽车挡挡挡挡带超速档挡挡带超速档挡经计算。

齿面宽中点的圆周力为.式中作用在该齿轮上的转矩。

主动齿轮的当量转矩该齿轮齿面宽中点的分度圆直径。

对于螺旋锥齿轮所以从动齿轮的节锥角.。

计算螺旋锥齿轮的轴向力与径向力根据条件选用表.中公式。

表.圆锥齿轮轴向力与径向力主动齿轮轴向力径向力螺旋方向旋转方向右左顺时针反时针右左反时针顺时针主动齿轮的螺旋方向为左旋转方向为顺时针从动齿轮的螺旋方向为右旋转方向为逆时针式中齿廓表面的法向压力角主动齿轮的节锥角.从动齿轮的节锥角.。

主减速器轴承载荷的计算轴承的轴向载荷就是上述的齿轮的轴向力。

但如果采用圆锥滚子轴承作支承时，还应考虑径向力所应起的派生轴向力的影响。

另外，齿面过宽也会引起装配空间减小。

但是齿面过窄，轮齿表面的耐磨性会降低。

对于从动锥齿轮齿面宽，推荐不大于其节锥距的.倍，即，并且般推荐。

对于弧齿锥齿轮，般比大。

故吃面宽选择为，圆整为圆整为。

中心螺旋角螺旋角沿尺宽是变化的，轮齿大端的螺旋角最大，齿轮小端的螺旋角最小。

弧齿制齿轮副的中点的螺旋角是相等的。

选择时，应考虑他对齿面重合度轮齿强度和轴向力大小的影响。

越大，则也越大，同时啮合的齿数越多，传动就越平稳，噪声就越低，而且轮齿的强度越高。

般不小于.，在时效果最好。

但是过大，会导致轴向力增大。

汽车主减速器弧齿锥齿轮螺旋角或双曲面齿轮副的平均螺旋角般为。

乘用车选用较大的值以保证较大的齿面重合度，是运转平稳，噪声低商用车选用较小的以防止轴向力过大，通常取。

螺旋方向从锥齿轮锥顶看，齿形从中心线上半部向左倾斜为左旋，向右倾斜为右旋。

主从动锥齿轮的螺旋方向是相反的。

螺旋方向与锥齿轮的螺旋方向影响其所受轴向力的方向。

当变速器挂前进档时，应使主动齿轮的轴向力离开锥顶方向，这样可使主从动齿轮有分离趋势，防止轮齿因卡死而损伤。

在本设计中选取主动齿轮为左旋，从动齿轮为右旋方向。

法向压力角法向压力角大些可以增加轮齿强度，减小齿轮不发生根切的最少齿数。

但对于小尺寸的齿轮，压力角大易使齿顶变尖及刀尖宽度过小，并使齿轮端面重合度下降。

因此，对于小负荷工作的齿轮，般采用小的压力角，可使齿轮运转平稳，噪声低。

对于弧齿锥齿轮，商用车的为或，乘用车的般选用或。

本设计中选取法向压力角为。

综上所述，可得主从动锥齿轮的几何参数如表.所示。

表.主从动锥齿轮几何参数序号项目计算公式计算结果主动齿轮齿数从动齿轮齿数端面模数主从动锥齿轮几何参数续序号项目计算公式计算结果齿面宽工作齿高全齿高法向压力角轴交角节圆直径节锥角节锥距周节齿顶高齿跟高径向间隙齿根角面锥角跟锥角外圆直径节锥定点主齿轮外圆直径齿侧间隙螺旋角主减速器齿轮材料的选择驱动桥锥齿轮的工作条件是相当恶劣的，与传动系其它齿轮相比，具有载荷大作用时间长变化多有冲击等特点。

因此，传动系中的主减速器齿轮是个薄弱环节。

主减速器锥齿轮的材料应满足如下的要求具有高的弯曲疲劳强度和表面接触疲劳强度，齿面高的硬度以保证有高的耐磨性。

齿轮芯部应有适当的韧性以适应冲击载荷，避免在冲击载荷下齿根折断。

锻造性能切削加工性能以及热处理性能良好，热处理后变形小或变形规律易控制。

因此选择合金材料，尽量少用含镍铬的材料，而选用含锰钒硼钛钼硅等元素的合金钢。

汽车主减速器锥齿轮与差速器锥齿轮目前常用渗碳合金钢制造，主要有和。

渗碳合金钢的优点是表面可得到含碳量较高的硬化层般碳的质量分数为，具有相当高的耐磨性和抗压性，而芯部较软，具有良好的韧性。

因此，这类材料的弯曲强度表面接触强度和承受冲击的能力均较好。

由于钢本身有较低的含碳量，使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，在承受很大压力时可能产生塑性变形，如果渗碳层与芯部的含碳量相差过多，便会引起表面硬化层的剥落。

为改善新齿轮的磨合，防止其在余兴初期出现早期的磨损擦伤胶合或咬死，锥齿轮在热处理以及精加工后，作厚度为的磷化处理或镀铜镀锡处理。

对齿面进行应力喷丸处理，可提高的齿轮寿命。

对于滑动速度高的齿轮，可进行渗硫处理以提高耐磨性。

主减速器齿轮强度的计算在选好主减速器锥齿轮的主要参数后，就可以根据所选择的齿形计算锥齿轮的几何尺寸，而后根据所确定的计算载荷进行强度校核，以保证锥齿轮有足够的强度和寿命。

轮齿损坏的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。

实际设计中往往还要依据台架和道路试验及实际使用情况等来检验。

单位齿长的圆周力主减速器锥齿轮的表面耐磨性，常用轮齿上的单位齿长圆周力来估算，即.式中轮齿上单位齿长的圆周力作用在轮齿上的圆周力从动齿轮的齿面宽，。

从动锥齿轮的支撑从动锥齿轮采用圆锥滚子轴承支承，其结构形式如图.所示。

为了增加支承刚度，两轴承的圆锥滚子大端应向内，以减小尺寸。

为了使从动锥齿轮背面的差速器壳体处有足够的位置设置加强肋以增强支承稳定性，应不小于从动锥齿轮大端分度圆直径的。

为了使载荷能均匀分配在两轴承上，应是等于或大于。

图.主减速器主动锥齿轮支撑形式图.主减速器从动锥齿轮支撑形式.差速器结构方案的确定根据汽车行驶运动学的要求和实际的车轮道路以及它们之间的相互联系表明汽车在行驶过程中左右车轮在同时间内所滚过的行程往往是有差别的。

例如，拐弯时外侧车轮行驶总要比内侧长。

另外，即使汽车作直线行驶，也会由于左右车轮在同时间内所滚过的路面垂向波形的不同，或由于左右车轮轮胎气压轮胎负荷胎面磨损程度的不同以及制造误差等因素引起左右车轮外径不同或滚动半径不相等而要求车轮行程不等。

在左右车轮行程不等的情况下，如果采用根整体的驱动车轮轴