SUV乘用车驱动桥设计解析

IIISUV乘用车驱动桥设计TheDesignofDriveAxleforSUVPassengerCar摘要驱动桥的基本功用是将传动轴或变速器传来的转矩增大并适当降低转速后分配给左、右驱动车轮，其次驱动桥要承受路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力，以及制动力和反作用力矩等。转向驱动桥在驱动桥的基础上增添了转向的功能，使汽车按照驾驶员的要求行驶。转向驱动桥的组成包括主减速器、差速器、半轴、等速万向节和驱动桥壳。驱动桥是汽车传动系中主要总成之一。驱动桥的设计是否合理直接关系到汽车使用性能的好坏，驱动桥是汽车中的重要部件，它承受着来自路面和悬架之间的一切力和力矩，是汽车中工作条件最恶劣的总成之一，如果设计不当会造成严重的后果。本设计主要内容包括转向驱动桥各部件的设计、计算和校核，并且绘制了转向驱动桥的装配图，主减速器的从动齿轮、半轴齿轮和万向节等主要部件的零件图。关键词：驱动桥，主减速器，差速器，车轮传动装置，驱动桥壳IVAbstractThebasicfunctionoftheDriveAxleisincreasingtorquewhichisfromdriveshaftortransmissionandreducingthespeed,thendriveittotheleftandrightdrivingwheel;secondlyDriveAxlestillwithstandtheverticalforce,longitudinalforceandtransverseforcebetweentheroadandbridgeorthebodyframe,andbrakingforce,reactiontorque,etc.SteeringDriveAxleaddsthefunctionofshiftunderthebasicoftheDriveAxle,sothatthecarcanrunaccordingtothedriver.SteeringDriveAxleincludethemaindrivecomponent,Differential,HalfAxel,universal,DriveAxleHousing,etc.DriveAxleisoneofthemainassembleoftheautomotivepowertrain.WhetherthedesignoftheDriveAxleisreasonableornot,affecttheuseofthecars.DriveAxleistheimportantpartofthecars,itwithstandstheallforceandtorquebetweentheroadandthesuspensionanditsworkingconditionistheworstincars.Ifthedesignisnotrightitwillcauseseriousconsequences.ThisarticlemainlyincludesthevariouspartsoftheSteeringDriveAxle’sdesign,computationandexamination,WhiletheuseofCADsoftwaretomapouttheSteeringDriveAxleassemblydrawing,thedrivengearofthemaingearbox,gearhalfshaft,outeraxle’spartsdiagram,andmaketheirdrawings.CADasacomputer-aideddesignofhigh-endsoftware,withitspowerfulassemblymanagement,functionalsimulation,manufacturing,datamanagement,andiswidelyusedtomakepartsoftheassemblytomeettherequirements.Keywords:DriveAxle,Maingearbox,Differential,HalfAxel,DriveAxleShellV目录摘要................................................................IIIAbstract..............................................................IV1绪论...............................................................11.1前言............................................................11.2国内外发展状况..................................................21.3本设计的主要内容................................................32转向驱动桥的选型....................................错误!未定义书签。2.1整车设计基本参数................................................42.2转向驱动桥的选型................................................43主减速器的设计......................................................83.1主减速器功用及设计要求...........................................83.2主减速器斜齿圆柱齿轮设计........................................104差速器的设计.......................................................174.1差速器结构形式选择.............................................174.2普通锥齿轮式差速器齿轮设计.....................................174.3普通锥齿轮式差速器齿轮强度计算及材料选择.......................205车轮传动装置设计..................................................225.1半轴的结构形式..................................错误!未定义书签。5.2万向节的选择与计算..............................错误!未定义书签。6驱动桥壳设计.......................................................26结论.................................................................27致谢.................................................................28参考文献..............................................................2911绪论1.1前言驱动桥位于传动系的末端，其基本功用是增扭矩、降转速，改变转矩的传递方向，即增大由传动轴或变速器传来的转矩，并将转矩合理地分配给左、右驱动车轮；其次，驱动桥还要承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力，以及制动力矩和反作用力矩等。驱动桥一般由主减速器、差速器、车轮传动装置和桥壳等组成。驱动桥的结构形式可以分为非断开式驱动桥和断开式驱动桥两大类。当驱动车轮采用非独立悬架时，就应该选用非断开式驱动桥，称为非独立悬架驱动桥；当驱动车轮采用独立悬架时，则应该选用断开式驱动桥，称为独立悬架驱动桥。断开式驱动桥的簧下质量较小，又与独立悬挂相配合，致使驱动车轮与地面的接触情况及对各种地形的适应性比较好，独立悬架驱动桥的结构虽然较为复杂，但可以大大提高汽车在不平路面上的行驶平顺性，减小车轮和车桥上的动载荷及零件的损坏，提高其可靠性及使用寿命。因此这种结构主要见于对行驶平顺性要求较高的一部分轿车及一些越野汽车上，且后者多属于轻型以下的越野汽车或多桥驱动的重型越野汽车。1.1.1本课题要解决的主要问题和设计总体思路a.本课题解决的主要问题：设计出适合本课题的驱动桥。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。首先驱动桥的差速器用来解决左、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，要想使汽车转向驱动桥的设计合理，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。b.本课题的设计总体思路：断开式驱动桥的桥壳，要求有足够的强度和刚度，同时还要尽量的减轻其重量。所选择的减速器比应能满足汽车在给定使用条件下具有最佳的动力性和燃料经济性。对SUV汽车而言，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2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预期的成果设计出SUV车型的转向驱动桥，包括主减速器、差速器、半轴、万向节和桥壳等部件。使设计出的产品使用方便，材料使用最少，经济性能最高。a.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。b.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。1.2国内外发展状况目前国产驱动桥在国内市场占据了绝大部分份额，但仍有一定数量的汽车依赖进口，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，汽车在向节能、环保、舒适等方面发展，要求车桥趋向于轻量化、大扭矩、低噪声、宽速比、寿命长和低成本生产。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距离产业政策的目标还有相当长的距离。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3业联盟，实现优势互补和资源共享。1.3本设计的主要内