重型汽车后桥总成设计.doc

前 言 汽车后桥（驱动桥）位于传动系的末端。其基本功用首先是增扭，降速，改变转矩的传递方向，即增大由传动轴或直接从变速器传来的转矩，并将转矩合理的分配给左右驱动车轮；其次，驱动桥还要承受作用于路面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组成。 对于重型载货汽车来说，要传递的转矩较乘用车和客车，以及轻型商用车都要大得多，以便能够以较低的成本运输较多的货物，所以要选择功率较大的发动机，这就对传动系统有较高的要求，而驱动桥在传动系统中起着举足轻重的作用。随着目前国际上金融危机的影响，汽车的经济性日益成为人们关心的话题，这不仅仅只对乘用车，对于载货汽车，提高其燃油经济性也是各商用车生产商来提高其产品市场竞争力的一个法宝，因为重型载货汽车所采用的发动机都是大功率，大转矩的，装载质量在十吨以上的载货汽车的发动机，最大功率在140KW以上，最大转矩也在700N?m以上，百公里油耗是一般都在34升左右。为了降低油耗，不仅要在发动机的环节上节油，而且也需要从传动系中减少能量的损失。这就必须在发动机的动力输出之后，在从发动机——传动轴——驱动桥这一动力输送环节中寻找减少能量在传递的过程中的损失。在这一环节中，发动机是动力的输出者，也是整个系统的心脏，而驱动桥则是将动力转化为能量的最终执行者。因此，在发动机相同的情况下，采用性能优良且与发动机匹配性比较高的驱动桥便成了有效的节油的措施之一。所以设计新型的驱动桥成为新的课题。 为了适应未来的发展需要, 提高运输效率, 有关人士呼吁我国重卡企业必须转变传统的公路运输概念, 生产出适应快速、长途、重载的高效率、高效益型重卡。我国现有的斯太尔驱动桥产品主要满足中高档重型汽车的需求, 属于典型的欧洲重型汽车产品的零部件结构, 这决定了存在诸多缺点:传动效率相对较低, 油耗高长途运输容易导致汽车轮载发热, 散热效果差, 为了防止过热发生爆胎, 不得不增加喷淋装置，结构相对复杂, 导致产品价格高等。随着公路网络的不断完善, 特别是高速公路的迅猛发展, 上述缺点在公路运输重型汽车中日显突出, 据统计, 欧美重型汽车采用该结构的车桥产品呈下降趋势, 日本采用该结构的产品更少。有关专家预测我国采用斯太尔驱动桥产品的合理比例是占整个重型汽车 驱动桥的25%, 驱动桥的主流产品是单级减速驱动桥产品。未来重卡车桥将由典型的斯太尔双级减速驱动桥向单级桥方向发展。以后的几年内, 10t及以上公路运输重型汽车所需后桥总成将会向使用单级减速驱动桥方向发展。 单级减速驱动桥产品的优势在于(l) 单级减速驱动桥是驱动桥中结构最简单的一种, 制造工艺简单, 成本较低, 是驱动桥的基本类型, 在重型汽车上占有重要地位；(2) 重型汽车发动机向低速大转矩发展的趋势, 使得驱动桥的传动比向小速比发展；(3) 随着公路状况的改善, 特别是高速公路的迅猛发展, 重型汽车使用条件对汽车通过性的要求降低, 因此,重型汽车不必像过去一样, 采用复杂的结构提高通过性；(4) 与带轮边减速器的驱动桥相比, 由于产品结构简化,单级减速驱动桥机械传动效率提高, 易损件减少, 可靠性提高。 本设计将运用现代汽车设计方法，综合运用汽车设计及相关学科的理论知识，以降低成本，节约能源为目标，设计一款适合重型载货汽车的单级减速驱动桥。 目 录 前 言 1 ABSTRACT 6 第1章 绪 论 1 1.1 设计的主要内容 1 1.1.1 国内外的研究现状 1 1.1.2 目前研究工作中存在的问题 2 1.2 后桥结构概述 2 1.2.1 驱动桥 2 1.2.2 主减速器 4 1.2.3 差速器 6 1.2.4 半轴 7 1.2.5 桥壳 9 第2章 主减速器设计 11 2.1 主减速器结构形式 11 2.1.1 主减速器齿轮类型 11 2.1.2 主减速器的减速形式 12 2.1.3 主减速器主、从动齿轮支承方案 12 2.2 主减速器的基本参数选择与设计计算 12 2.2.1 主减速齿轮计算载荷的确定 12 2.2.2 主减速器齿轮参数选择 13 2.3 主减速器锥齿轮强度计算 15 2.3.1 单位齿长圆周力 15 2.3.2 齿轮弯曲强度 16 2.3.3 齿轮接触强度 17 2.4 锥齿轮材料选择 18 2.5 主减速器双曲面齿轮轴承载荷计算 19 2.5.1 双曲面齿轮齿面上的作用力 19 2.5.2 主减速器轴承载荷计算 22 2.6 主减速器的润滑 24 第3章 差速器设计 25 3.1 差速器结构形式选择 25 3.2 差速器齿轮主要参数选择 25 3.2.1 行星齿轮数n 25 3.2.2 行星齿轮球面半径 25 3.2.3 行星齿轮锥距A0 25 3.2.4 行星齿轮和半轴