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轻型载货汽车设计(驱动桥设计)(有cad图).rar

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    编号:20181016173632104    类型:共享资源    大小:1,021.47KB    格式:RAR    上传时间:2018-10-16
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    轻型 载货 汽车 设计 驱动 cad
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    1轻型载货汽车设计(驱动桥设计)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。关键词:驱动桥,轻型客车,差速器,主减速器 2THE DESIGN OF LIGHT DRIVEABSTRACTThe main content of this literature is the process of the design and calculation of the drive axle for mini-bus.As one of main component of vehicle drive line, its basic effect is to enlarge the torques that comes from the drive shafts or directly from the transmission, and distributes the torques to side wheels, and make the side wheels have the differential drive axle has an important effect on vehicle performance, therefore, we should keep a serious and earnest attitude during the course of design.In the part of selection and argumentation ,a concrete description of structure form of drive axle and its assemblies are made. In this design, it has selected the single-grade main-reducer drive axle, it is two hypoid gears, it can simplify the structure, reduce the size, make effect use of the space and materials, reduce the whole quality..In the part of designing conclusion and strength check, parameter of the essential units such as the speed reduction,differential,wheel drive mechanism and so on are selected. At the same time, the author makes the strength check to the main speed reduction,differential wheels drive mechanism.Key words : drive axle ,mini-bus ,differential gear, main-reducer3目 录前言…………………………………………………………1第一章 驱动桥的结构方案分析…………………….2第二章 主减速器齿轮的设计………………………….4§2.1 主减速器的结构形式………………………………4§2.2 主减速器主动锥齿轮的支撑形式及安置方法……4§2.3 主减速比的确定……………………………………5§2.4 主减速器齿轮计算载荷的确定……………………6§2.4.1 从动齿轮计算载荷的确定…………………………6§2.4.2 主动齿轮的计算转矩 ……………………………7zT§2.5 主 减 速 器 齿 轮 基 本 参 数 的 选 择 ………………7§2.5.1 主、从动齿轮齿数的选择…………………………8§2.5.2 从 动 齿 轮 节 圆 直 径 及 端 面 模 数 的 选 择 …………8§2.5.3 双 曲 面 齿 轮 齿 宽 F 的 选 择 ………………………8§2.5.4 准 双 曲 面 小 齿 轮 偏 移 距 以 及 方 向 的 选 择 ………8§2.5.5 螺 旋 角 β 的 选 择 …………………………………9§2.5.6 法面压力角 α 的选择…………………………9§2.5.7 圆 弧 齿 锥 齿 轮 铣 刀 盘 名 义 直 径 的 选 择 …………9§2.5.8 准 双 曲 面 齿 轮 的 计 算 ………………………9§2.5.9 准 双 曲 面 齿 轮 的 强 度 计 算 ………………………17§2.5.10 主 减 速 器 齿 轮 的 材 料 及 热 处 理 ………………20§2.5.11 主 减 速 器 轴 承 的 计 算 …………………………20 第三章差速器的设计………………………………………………22§3.1 差 速 器 齿 轮 的 基 本 参 数 选 择 ……………………22§3.1.1 行 星 齿 轮 数 目 的 选 择 ……………………………22§3.1.2 行星齿轮球面半径 的选择………………………22BR§3.1.3 行星齿轮和半轴齿轮齿数的选择…………………22§3.1.4 差速器锥齿轮以及半轴齿轮节圆直径的初步确…23§3.1.5 压力角 ……………………………………………234§3.1.6 行星齿轮安装孔的直径 以及深度 L………………23§3.2 差速器齿轮的几何尺寸的计算和强度计算………24第四章 驱动车轮的传动装置……………………………………27§4.1 半轴结构型式分析………………………………………27§4.2 半 轴 的 设 计 计 算 ………………………………………27§4.2.1 全 浮 式 半 轴 杆 部 直 径 的 初 选 …………………………27§4.2.2 强度校核……………………………………………28第 五 章 驱 动 桥 桥 壳 ……………………………………………29§5.1 驱动桥壳结构方案分析………………………………29结 论…………………………………………………………………30参考文献………………………………………….…………………31致 谢…………………………………………………………………325前 言本课题是对轻载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一一介绍。随着汽车工业的发展及汽车技术的提高,驱动桥的设计、制造工艺都在日趋完善。驱动桥和其它汽车总成一样,除了广泛采用新技术外,在结构设计中日益朝着“零件标准化、部件通用化、产品系列化”的方向发展及生产组织的专业化目标前进。汽车后桥是汽车的重要大总成,承受着汽车的满载簧上荷重及地面净车轮、车架或承载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。汽车车桥的结构形式和设计参数除对汽车的可靠性和耐久性有重要影响外,也对汽车的行驶性能和操作性能有直接影响。因此,汽车后桥的结构形式选择、设计参数选取及设计计算对汽车的整车设计极其重要。本课题所设计的是轻型载货汽车后桥总成,要求传动平稳高效,要求最大车速不小于 80 km/h ,最小离地间隙 160mm。设计思路可分为以下几点:首先选择初始方案,采用后桥驱动,所以设计的驱动桥结构需要符合轻型货车的结构要求;接着选择各部件的结构形式;最后选择各部件的具体参数,设计出各主要尺寸。单级主减速器采用准双曲面齿轮,差速器采用对称式行星齿轮差速器,整体式桥壳。汽车驱动桥设计涉及的机械零部件及组件的品种极为广泛,对这些零部件、组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。所以这次设计将对将来的学习工作有着深远影响。6第 一 章 驱 动 桥 的 结 构 方 案 分 析驱动桥处于动力传动系的末端,其基本功能是增大由传动轴或变速器传来的转矩,并将动力合理地分配给左、右驱动轮,另外还承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力力和横向力。驱动桥一般由主减速器、差速器、车轮传动装置和驱动桥壳等组成。驱动桥设计应当满足如下基本要求:a)所选择的主减速比应能保证汽车具有最佳的动力性和燃料经济性。b)外形尺寸要小,保证有必要的离地间隙。c)齿轮及其它传动件工作平稳,噪声小。d)在各种转速和载荷下具有高的传动效率。e)在保证足够的强度、刚度条件下,应力求质量小,尤其是簧下质量应尽量小,以改善汽车平顺性。 驱动桥的结构型式按工作特性分,可以归并为两大类,即非断开式驱动桥和断开式驱动桥。当驱动车轮采用非独立悬架时,应该选用非断开式驱动桥;当驱动车轮采用独立悬架时,则应该选用断开式驱动桥。因此,前者又称为非独立悬架驱动桥;后者称为独立悬架驱动桥。独立悬架驱动桥结构叫复杂,但可以大大提高汽车在不平路面上的行驶平顺性。断开式驱动桥区别于非断开式驱动桥的明显特点在于前者没有一个连接左右驱动车轮的刚性整体外壳或梁。断开式驱动桥的桥壳是分段的,并且彼此之间可以做相对运动,所以这种桥称为断开式的。另外,它又总是与独立悬挂相匹配,故又称为独立悬挂驱动桥。这种桥的中段,主减速器及差速器等是悬置在车架横粱或车厢底板上,或与脊梁式车架相联。主减速器、差速器与传动轴及一部分驱动车轮传动装置的质量均为簧上质量。两侧的驱动车轮由于采用独立悬挂则可以彼此致立地相对于车架或车厢作上下摆动,相应地就要求驱动车轮的传动装置及其外壳或套管作相应摆动。普通非断开式驱动桥,由于结构简单、造价低廉、工作可靠,广泛用在各种载货汽车、客车和公共汽车上,在多数的越野汽车和部分轿车上也采用这种结构。他们的具体结构、特别是桥壳结构虽然各不相同,但是有一个共同特点,即桥壳7是一根支承在左右驱动车轮上的刚性空心梁,齿轮及半轴等传动部件安装在其中本设计根据所定车型及其动力布置形式(前置后驱)采用了非断开式驱动桥。其结构如图 1-1 所示:图 1-1 驱动桥1-半轴 2-圆锥滚子轴承 3-支承螺栓 4-主减速器从动锥齿轮 5-油封 6-主减速器主动锥齿轮 7-弹簧座 8-垫圈 9-轮毂 10-调整螺母 8第二章 主减速器齿轮的设计§2.1 主减速器的结构形式主减速器的结构形式主要是根据齿轮形式,减速形式的不同而不同。其主要的应用齿轮形式有螺旋锥齿轮,双曲面齿轮,圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式。1)当双曲面齿轮与螺旋锥齿轮尺寸相同时,双曲面齿轮传动有更大的传动比。2)当传动比一定,从动齿轮尺寸相同时,双曲面主动齿轮比相应的螺旋锥齿轮有较大的直径,较高的轮齿强度以及较大的主动齿轮轴和轴承刚度;双曲面从动齿轮直径比相应的螺旋锥齿轮较小,因而有较大的离地间隙。另外,双曲面齿轮传动比螺旋锥齿轮传动还具有如下优点:1)在工作过程中,双曲面齿轮副纵向滑动可改善齿轮的磨合过程,使其具有更高的运转平稳性。2)由于存在偏移距,双曲面齿轮副同时啮合的齿数较多,重合度较大,不仅提高了传动平稳性,且使齿轮的弯曲强度提高约30%。3)双曲面齿轮相啮合轮齿的当量曲率半径较相应的螺旋锥齿轮为大,其结果使齿面的接触强度提高。§2.2 主 减 速 器 主 动 锥 齿 轮 的 支 撑 形 式 及 安 置 方 法现代汽车主减速器主动锥齿轮的支撑形式主要有两种:悬臂式和跨置式。图 2-1 主减速器锥齿轮的支撑形式a)主动锥齿轮悬臂式支撑形式 b)主动锥齿轮跨置式支撑形式 c)从动锥齿轮支撑形式§2.3 主 减 速 比 的 确 定9主减速比对主减速器的结构型式、轮廓尺寸、质量大小以及当变速器处于最高档位时汽车的动力性和燃油经济性都有直接影响。i 0的选择应在汽车总体设计时和传动系的总传动比一起由整车动力计算来确定。i0=0.377×rr×np/vamax×igH式中 r r: 车轮的滚动半径 r r=0.318mnp: 最大功率时发动机的转速 n p=3200r/minvamax: 最高车速 v amax=80 Km/higH: 变速器最高档传动比 i gH=0.85代入数据得:i 0 = 0.377×rr×np/vamax×igH=0.377×0.318×3200/80×1= 4.8§2.4 主减速器齿轮计算载荷的确定根据书明书及计算结果,发动机最大扭矩为 97Nm,主减速比 4.8.由于汽车行驶时,传动系的载荷是不断的变化的,很难测到,也不稳定.我们可以令经济机好发动机复合以后所输出的最大扭矩,配以最低挡传动比和驱动轮在良好的路面上行驶开始滑转这两种情况下作用在主减速器上的转矩[ , ]的较小者,作为经ceTs济轿车在强度计算中用以演算主减速器从动齿轮最大应力的计算载荷。§2.4.1 从动齿轮计算载荷的确定1) 按发动机最大转矩计算NmnkiTTdec 1.20319.*875.4*901max 式中: --发动机的最大扭矩;这里为 97Nm;axe--由发动机到所计算的主减速器从动齿轮之间的传动系最低挡传动1i比;本车为 4.77.η --传动系上的部分传动效率;取 η =0.9 ;T T--由于猛结合离合器而产生的冲击载荷的超载系数,对于一般货车,dk矿用车和越野车等取=1;当性能系数 >0时,可取pf10=2,或有实验决定; --汽车满载时,经济轿车一个驱0K2G动桥给水平地面的最大负荷(对于后驱动桥来说,应考虑汽车最大加速时的负荷增大量) ;这里取 1n-- 经济轿车的驱动桥数;此时为 1;2) 按驱动轮打滑=3817.1Nm1*318.085.09132LrcsimGT,:满载状态下的后桥静载荷2:最大加速度时的后轴负荷系数;这里取 1.1':轮胎与路面间的附着系数;这里取 0.85:轮胎的滚动半径 r:轮边减速比;本次设计无轮边减速器,则为 1Li: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 :cFTNmnirffGTLPHRcF 2.7341*)08.5.0(38.9*2480*)( 式中: G --汽车满载时总重;本车为 60450 N .--所牵引的挂车的满载总重,用于牵引车的计算;T--道路的滚动阻力系数,计算时,对于轿车可取Rff=0.010~0.015;对于载货车,可取 0.015~0.09,对于越野汽车可取 0.020~0.035;这里取 0.015--汽车正常使用时平均爬坡系数, 载货汽车 0.05~1.09 ; 取 0.08Hf--车论的滚动半径;本车 0.318m 。r--起初的性能系数:pfmax195.06eTG)(当 >16 时,可取 = 0 .ax.eT)( pf其它见前式.
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