（图纸+论文）HQ1090车用7吨级驱动桥设计（全套完整）

这两种车桥是为低断面轮胎，较高速度车辆而设计的。

其为快速和长途运输需求而安装锥形滚柱轴承具有较高承载能力其高频淬火的车桥轴使用寿命长，适用多种润滑剂的三唇橡胶油封密封性能好。

国外中型货车驱动桥开发技术已经非常的成熟，建立新的驱动桥开发模式成为国内外驱动桥开发团体的新目标。

驱动桥设计新方法的应用使得其开发周期缩短，成本降低，可靠性增加。

国外的最新开发模式和驱动桥新技术包括并行工程开发模式并行工程开发模式是对在定范围内的不同功能或相同功能不同性能不同规格的机械产品进行功能分析的基础上，划分并设计出系列功能模块，然后通过模块的选择和组合构成不同产品的种设计方法，能够缩短新产品的设计时间降低成本提升质量提高市场竞争力，以为代表的意大利企业多已采用了该类设计方法，优点是减少设计及工装制造的投入，减少了零件种类，提高规模生产程度，降低制造费用，提高市场响应速度等。

模态分析模态分析是对工程结构进行振动分析研究的最先进的现代方法与手段之。

它可以定义为对结构动态特性的解析分析有限元分析和实验分析实验模态分析，其结构动态特性用模态参数来表征。

模态分析技术的特点与优点是在对系统做动力学分析时，用模态坐标代替物理学坐标，从而可大大压缩系统分析的自由度数目，分析精度较高。

驱动桥的振动特性不但直接影响其本身的强度，而且对整车质量系数，对于汽车驱动桥齿轮，档齿轮接触良好节及径向跳动精度高时，取按计算转矩最小值主动锥齿轮弯曲应力.按日常行驶平均转矩主动锥齿轮弯曲应力综上所述由表.，计算的齿轮满足弯曲强度的要求。

表.汽车驱动桥齿轮的许用应力计算载荷主减速器齿轮的许用弯曲应力主减速器齿轮的许用接触应力差速器齿轮的许用弯曲应力，中的较小者轮齿的接触强度计算螺旋锥齿轮齿面的计算接触应力为.式中主动齿轮计算转矩为.材料的弹性系数，对于钢制齿轮副取.主动齿轮节圆直径，同.尺寸系数，.表面质量系数，对于制造精确的齿轮可取齿面宽，取齿轮副中较小值即从动齿轮齿宽.计算应力的综合系数，.，见图.所示。

图.接触强度计算综合系数按计算转矩最小值.按日常行驶平均转矩.由表.轮齿齿面接触强度满足校核。

.双级主减速器第二级斜齿柱齿轮参数选择与强度计算斜齿柱齿轮传动的几何参数选择中心距及齿宽双级主减速器的圆柱齿轮副中心距及齿宽可按经验公式预选式中该圆柱齿轮副主动齿轮计算转矩。

，本设计取，本设计取二级传动齿数分配在此取，。

斜齿圆柱齿轮端面模数载荷平稳，中心距大及软齿面取较小值。

冲击载荷或过载大，中心距小及硬齿面取较大值。

取斜齿圆柱齿轮端面压力角及螺旋角选取斜齿柱齿轮几何尺寸变位．对中心距进行修正.，取。

．对斜齿柱齿轮进行角度变位分度圆压力角端面啮合角变为系数之和，.计算精确值斜齿圆柱齿轮几何尺寸分度圆直径齿顶高齿跟高齿顶圆直径齿根圆直径基圆直径斜齿柱齿轮强度计算.斜齿轮的弯曲应力式中为计算载荷应力集中系数，.齿数齿形系数取.重合度影响系数，.。

带入公式得.，对于货车强度范围，校核成功符合弯曲强度。

.斜齿轮的接触应力式中齿面法向力，计算载荷。

节圆直径齿轮材料弹性模量，.，其中为主从动齿轮节圆半径齿宽.，在范围值内，所以齿轮接触强度符合。

.主减速器的轴承计算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，在此取•，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。

校核对于载货汽车，也可以按主减速器主动锥齿轮转矩预选该齿轮大端端面模数。

式中主动锥齿轮计算转矩所以带入得取符合。

所以有螺旋锥齿轮齿面宽的选择通常推荐圆锥齿轮从动齿轮的齿宽为其节锥距的.倍。

对于汽车工业，主减速器螺旋锥齿轮面宽度推荐采用螺旋锥齿轮螺旋方向主从动锥齿轮的螺旋方向是相反的。

螺旋方向与锥齿轮的旋转方向影响其所受的轴向力的方向。

当变速器挂前进挡时，应使主动锥齿轮的轴向力离开锥顶方向。

这样可使主从动齿轮有分离的趋势，防止轮齿因卡死而损坏。

所以主动锥齿轮选择为左旋，从锥顶看为逆时针运动，这样从动锥齿轮为右旋，从锥顶看为顺时针，驱动汽车前进。

旋角的选择载货汽车选用较小值以防止轴向力过大，通常螺旋锥齿轮选用度居多，在般机械制造中时，螺旋角推荐用度。

法向压力角的选择压力角可以提高齿轮的强度，减少齿轮不产生根切的最小齿数，但对于尺寸小的齿轮，大压力角易使齿顶变尖及刀尖宽度过小，并使齿轮的端面重叠系数下降，般对于“格里森”制主减速器螺旋锥齿轮来说，载货汽车可选用压力角。

主减速器螺旋锥齿轮几何尺寸计算汽车主减速器圆弧齿即“格里森”制螺旋锥齿轮的几何尺寸计算步骤见表.。

表.圆弧齿螺旋锥齿轮的几何尺寸计算表序号项目计算公式计算结果主动齿轮齿数从动齿轮齿数模数齿面宽工作齿高.全齿高.法向压力角轴交角节圆直径节锥角节锥距.周节齿顶高齿根高径向间隙.齿根角面锥角根锥角齿顶圆直径节锥顶点止齿轮外缘距离理论弧齿厚齿侧间隙.螺旋角主减速器螺旋锥齿轮的强度计算损坏形式及寿命在完成主减速器齿轮的几何计算之后，应对其强度进行计算，以保证其有足够的强度和寿命以及安全可靠性地工作。

齿轮的损坏形式常见的有轮齿折断齿面点蚀及剥落齿面胶合齿面磨损等。

实践表明，主减速器齿轮的疲劳寿命主要与最大持续载荷即平均计算转矩有关，而与汽车预期寿命期间出现的峰值载荷关系不大。

汽车驱动桥的最大输出转矩和最大附着转矩并不是使用中的持续载荷，强度计算时只能用它来验算最大应力，不能作为疲劳损坏的依据。

主减速器螺旋锥齿轮的强度计算单位齿长上的圆周力在汽车主减速器齿轮的表面耐磨性，常常用其在轮齿上的假定单位压力即单位齿长圆周力来估算，即.式中单位齿长上的圆周力，作用在齿轮上的圆周力按发动机最大转矩和最大附着力矩两种载荷工况进行计算。

按发动机最大转矩计算时.式中发动机输出的最大转矩，在此为变速器的传动比，在此为.主动齿轮节圆直径，在此取.按上式计算.，根据表.可知符合。

按最大附着力矩计算时.式中汽车满载时个驱动桥给水平地面的最大负荷，在此取轮胎与地面的附着系数，在此取.轮胎的滚动半径，在此取.主减速器冲动齿轮节圆直径，在此取.按上式计算.虽然按最大附着力矩计算时结果很大，但由于发动机受最大转矩的限制最大只有.，可知校核符合。

表.许用单位齿长上的圆周力档二档直接档轿车载货汽车公共汽车牵引汽车轮齿的弯曲强度计算汽车主减速器螺旋锥齿轮轮齿的计算弯曲应力为.式中计算弯曲应力用的综合系数，见图.，取.。

图.弯曲计算用综合系数齿轮计算转矩，对从动齿轮，取，较小的者，即.超载系数，.尺寸系数载荷分配系数取总的主减速比在这两级之间的分配通常为第二级减速的传动比与第级减速的传动比之间的比值约在范围内，而且趋向于采用较大的比值，以减少锥齿轮啮合时的轴向负荷和作用在从动锥齿轮和圆柱齿轮上的载荷。

第级主减速比的选择范围为所以本设计选为，相应计算得为.。

主减速器主从动锥齿轮的支承形式及安装方法现在汽车主减速器主动锥齿轮的支承形式有如下两种悬臂式悬臂式支承结构如图.所示，其特点是在锥齿轮大端侧采用较长的轴径，其上安装两个圆锥滚子轴承。

为了减小悬臂长度和增加两端的距离，以改善支承刚度，应使两轴承圆锥滚子向外。

悬臂式支承结构简单，支承刚度较差，多用于传递转钜较小的轿车轻型货车的单级主减速器及许多双级主减速器中。

图.锥齿轮悬臂式支承骑马式骑马式支承结构如图.所示图.主动锥齿轮骑马式支承其特点是在锥齿轮的两端均有轴承支承，这样可大大增加支承刚度，又使轴承负荷减小，齿轮啮合条件改善，在需要传递较大转矩情况下，最好采用骑马式支承。

本次设计货车为中型货车，主动锥齿轮为悬臂式支承.。

从动锥齿轮为骑马式支承。

.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将动力传给左右车轮，则会由于左右车轮的转速虽然相等而行程却又不同的这运动学上的矛盾，引起驱动车轮产生滑转或滑移。

这不仅会是轮胎过早磨无益地消耗功率和燃料及使驱动车轮轴超载等，还会因为不能按所要求的瞬时中心转向而使操纵性变坏。

此外，由于车轮与路面间尤其在转弯时有大的滑转或滑移，易使汽车在转向时失去抗侧滑能力而使稳定性变坏。

为了消除由于左右车轮在运动学上的不协调而产生的这些弊病，汽车左右驱动轮间都有差速器，后者保证了汽车驱动桥两侧车轮在行程不等时具有以下不同速度旋转的特性，从而满足了汽车行驶运动学的要求。

差速器的结构型式选择，应从所设计汽车的类型及其使用条件出发，以满足该型汽车在给定的使用条件下的使用性能要求。

差速器的结构型式有多种，大多数汽车都属于公路运输车辆，对于在公路上和市区行驶的汽车来说，由于路面较好，各驱动车轮与路面的附着系数变化很小，因此几乎都采用了结构简单工作平稳制造方便用于公路汽车也很可靠的普通对称式圆锥行星齿轮差速器，作为安装在左右驱动车轮间的所谓轮间差速器使用对于经常行驶在泥泞松软土路或无路地区的越野汽车来说，为了防止因侧驱动车轮滑转而陷车，则可采用防滑