汽车前驱动桥的结构设计-学位论文.doc
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1、本科学生毕业设计汽车前驱动桥的结构设计 系部名称: 汽车与交通工程学院 专业班级: 车辆工程 XX班 学生姓名: XXX 指导教师: XXX 职 称: 实验师 黑 龙 江 工 程 学 院二一三年六月The Graduation Design for Bachelors DegreeThe Structural Design of The Car Front Drive AxleCandidate:XXXSpecialty: Vehicle EngineeringClass:XXSupervisor:Experimentalist XXHeilongjiang Institute of Tech
2、nology2013-06Harbin黑龙江工程学院本科生毕业设计摘 要随着现代车型的发展,普通汽车已经逐渐走进每个人的生活中。车桥设计是汽车设计中重要的环节之一,国产驱动桥在国内市场占据了绝大部分份额,但仍有一定数量的车桥依赖进口,国产车桥与国际先进水平仍有一定差距。本次设计首先通过查阅近几年来有关国内外前驱动桥设计的文献资料,综合所学专业知识,了解并掌握了汽车前驱动桥结构及工作原理,根据所给的汽车参数制定了相应的设计方案。然后通过查阅相关标准、手册资料,确定了驱动桥的主要零部件的主要设计参数,完成转向器、万向节、主减速器、差速器、半轴及桥壳的结构和尺寸设计计算,并进行相应校核,再根据所计算
3、选取的参数画出了转向驱动桥的整体装配图、差速器装配图以及部分零件图。关键词:前驱动;转向驱动桥;主减速器;差速器;半轴;桥壳ABSTRACTAs the development of the auto industry, car has gradually become part of everyones life. Axle design is one of the important parts of automotive design, domestic drive axle in the domestic market accounted for the lions share, bu
4、t there is still a certain number of axles dependent on imports, there is still a certain gap between domestic axle and the international advanced level.Firstly, this design is lookup of the domestic and international front drive axle design documents in recent years, integrated the knowledge of our
5、 expertise we had knew and mastered the cars front drive axle structure and working principle, formulated according to the vehicle parameters to the corresponding design programs.Then refered to the relevant standard, manual data to determine the main design parameters of the main components of the
6、drive axle, completed the structure and size of the steering, universal joints, main gear box, differential, axle and axle housing, and check, according to the calculated parameters selected to draw the overall steering drive axle assembly drawings, the differential assembly drawings as well as some
7、 parts diagram.Key words: Front drive; Steering drive axle;Main reducer; Differential; Axle; Axle housing目 录摘 要ABSTRACT第1章 绪 论11.1 前言11.1.1 概论11.1.2 预期的成果11.2 国内外发展状况及现状的介绍11.3 本设计的目的与意义31.4 本设计的主要内容3第2章 驱动桥的设计52.1 驱动桥参数52.2 驱动桥的结构方案52.3本章小结7第三章 主减速器设计83.1 主减速器的结构型式83.1.1主减速器的减速形式83.1.2主减速器的齿轮类型83.1
8、.3主减速器主、从动锥齿轮的支承方案93.2 主减速器基本参数选择与设计计算93.2.1主减速比的确定93.2.2主减速器齿轮计算载荷的确定93.2.3主减速器齿轮基本参数的选择123.3主减速器螺旋锥齿轮的强度计算173.3.1 单位齿长上的圆周力173.3.2 轮齿的弯曲强度计算183.3.3 轮齿的接触强度计算193.4主减速器锥齿轮轴承的载荷计算与型号选择203.4.1锥齿轮齿面上的作用力203.4.2锥齿轮的轴向力和径向力计算213.4.3锥齿轮轴的轴径选择223.4.4锥齿轮轴承载荷的计算233.5主减速器齿轮的材料及热处理253.6主减速器的润滑253.7本章小结26第4章 差速
9、器设计284.1 差速器齿轮基本参数选择294.2 差速器齿轮与强度计算324.3 锥形摩擦盘的设计334.4本章总结36第5章 半轴设计与万向节选择375.1 半轴的型式375.2半轴尺寸选取375.3 半轴的强度验算385.4 半轴的结构设计及材料与热处理395.5万向节结构选择405.6 万向节尺寸计算415.7 万向节的材料及热处理425.8本章总结42第6章 驱动桥壳设计436.1驱动桥壳的选择436.2本章小结43结 论44参考文献45致 谢46第1章 绪 论1.1 前言本课题针对城市普通轿车转向驱动桥的设计。设计的主要任务是完成轿车的前转向驱动桥设计,包括驱动半轴,万向节,桥壳,
10、车轮等部件,协调设计车辆的全局。1.1.1 概论1. 本课题解决的主要问题设计出符合课题要求的前转向驱动桥。汽车传动系的总任务是传递发动机的动力,使之适应于汽车行驶的需要。在一般汽车的机械式传动中,有了变速器还不能完全解决发动机特性与汽车行驶要求间的矛盾和结构布置上的问题。首先是因为绝大多数的发动机在汽车上的纵向安置的,为使其转矩能传给左、右驱动车轮,必须由驱动桥的主减速器来改变转矩的传递方向,同时还得由驱动桥的差速器来解决左、右驱动车轮间的转矩分配问题和差速要求。其次,需将经过变速器、传动轴传来的动力,通过驱动桥的主减速器,进行进一步增大转矩、降低转速的变化。因此,要想使汽车驱动桥的设计合理
11、,首先必须选好传动系的总传动比,并恰当地将它分配给变速器和驱动桥。2. 本课题的设计总体思路一些汽车提供行驶的平稳性而采用独立悬挂而采用断开式驱动桥的桥壳。对载货汽车,由于它们有时会遇到坎坷不平的坏路面,要求它们的驱动桥有足够的离地间隙,以满足汽车在通过性方面的要求。驱动桥的噪声主要来自齿轮及其他传动机件。提高它们的加工精度、装配精度,增强齿轮的支承刚度,是降低驱动桥工作噪声的有效措施。驱动桥各零部件在保证其强度、刚度、可靠性及寿命的前提下应力求减小簧下质量,以减小不平路面对驱动桥的冲击载荷,从而改善汽车行驶的平顺性。1.1.2 预期的成果掌握汽车前驱动桥结构及工作原理,基于所给定的主要零部件
12、的主要设计参数,完成转向器、万向节和自由轮毂、主减速器、差速器、半轴及桥壳的结构和尺寸设计计算,并进行相应校核。要求设计规范合理,计算准确,并计算机辅助绘图画出装配图和零件图,编写设计说明书。1.2 国内外发展状况及现状的介绍目前国产驱动桥在国内市场占据了绝大部分份额,但仍有一定数量的车桥依赖进口,国产车桥与国际先进水平仍有一定差距。国内车桥长的差距主要体现在设计和研发能力上,目前有研发能力的车桥厂家还不多,一些厂家仅仅停留在组装阶段。实验设备也有差距,比如工程车和牵引车在行驶过程中,齿轮啮合接触区的形状是不同的,国外先进的实验设备能够模拟这种状态,而我国现在还在摸索中。在具体工艺细节方面,我
13、国和世界水平的差距还比较大,归根结底后桥的共用时承载和驱动。在这两方面,今年来出现了一些新的变化。另外,在结构方面,单级驱动桥的使用比例越来越高;技术方面,轻量化、舒适性的要求将逐步提高。总体而言,现在汽车向节能、环保、舒适等方面发展的趋势,要求车桥向轻量化、大扭矩、低噪声、宽速比、寿命长和低生产成本。为适应不断完善社会主义市场经济体制的要求以及加入世贸组织后国内外汽车产业发展的新形势,推进汽车产业结构调整和升级,全面提高汽车产业国际竞争力,满足消费者对汽车产品日益增长的需求,促进汽车产业健康发展,特制定汽车产业发展政策。通过该政策的实施,使我国汽车产业在2010年前发展成为国民经济的支柱产业
14、,为实现全面建设小康社会的目标做出更大的贡献。政府职能部门依据行政法规和技术规范的强制性要求,对汽车、农用运输车(低速载货车及三轮汽车,下同)、摩托车和零部件生产企业及其产品实施管理,规范各类经济主体在汽车产业领域的市场行为。低速载货汽车,在汽车发展趋势中,有着很好的发展前途。生产出质量好,操作简便,价格便宜的低速载货汽车将适合大多数消费者的要求。在国家积极投入和支持发展汽车产业的同时,能研制出适合中国国情,包括道路条件和经济条件的车辆,将大大推动汽车产业的发展和社会经济的提高。在新政策汽车产业发展政策中,我国要成为世界主要汽车制造国,汽车产品满足国内市场大部分需求并批量进入国际市场;汽车生产
15、企业要形成若干驰名的汽车、摩托车和零部件产品品牌;通过市场竞争形成几家具有国际竞争力的大型汽车企业集团等等。同时,在这个新的汽车产业政策描绘的蓝图中,还包含许多涉及产业素质提高和市场环境改善的综合目标,着实令人鼓舞。然而,不可否认的是,国内汽车产业的现状离产业政策的目标还有相当的距离。自1994年汽车工业产业政策颁布并执行以来,国内汽车产业结构有了显著变化,企业规模效益有了明显改善,产业集中度有了一定程度提高。但是,长期以来困扰中国汽车产业发展的散、乱和低水平重复建设问题,还没有从根本上得到解决。多数企业家预计,在新的汽车产业政策的鼓励下,将会有越来越多的汽车生产企业按照市场规律组成企业联盟,
16、实现优势互补和资源共享。1.3 本设计的目的与意义随着现代车型的多样化、个性化的需求与发展,越野车以其优越的克服恶劣环境的能力吸引着大众的视线。而车桥设计是汽车设计中重要的环节之一。转向桥,是指承担转向任务的车桥。一般汽车的前桥是转向桥。四轮转向汽车的前后桥,都是转向桥。它利用车桥中的转向节使两端的车轮偏转一定的角度,以实现汽车的转向。它除承担汽车的垂直载荷外,还承受纵向力和侧向力及这些力造成的力矩。转向桥通常位于汽车前部,因此也常称为前桥。各种车型的转向桥结构基本相同,主要由前梁,转向节组成。汽车驱动桥位于传动系的末端,其基本功用是增大由传动轴或直接从变速器传来的转矩,将转矩合理的分配给左、
17、右驱动车轮具有汽车行驶运动学所要求的差速功能;同时,驱动桥还要承受作用于路面和车架或车厢之间的铅垂力、纵向力和横向力。驱动桥一般由主减速器,差速器,驱动车轮的传动装置和桥壳组成。对于前轮驱动汽车和全轮驱动汽车,前桥既要转向,又要传递动力,叫做转向驱动桥。通过本题目的设计,学生可综合运用汽车构造、汽车理论、汽车设计、机械设计、汽车制造工艺学等课程的知识,使学生掌握运用标准、手册和查阅相关技术资料等,培养汽车设计技能,达到综合训练的效果。由于本题目模拟工程一线实际情况,学生通过毕业设计可与工程实践直接接触,使学生学会从工程一线的角度出发,合理选择各总成的结构类型,制定设计方案,正确地分析、计算、校
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