《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-輕型汽車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)【全套圖紙】》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-輕型汽車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)【全套圖紙】（65頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、輕輕型型汽汽車車驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)橋橋設(shè)設(shè)計(jì)計(jì) Design of Drive Axle For Light Truck 2009 年 6 月 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 IIII 頁(yè) 摘要 驅(qū)動(dòng)橋位于傳動(dòng)系末端，其基本功用是增矩、降速，承受作用于路面和車 架或車身之間的作用力。它的性能好壞直接影響整車性能，而對(duì)于載重汽車顯 得尤為重要。當(dāng)采用大功率發(fā)動(dòng)機(jī)輸出大的轉(zhuǎn)矩以滿足目前載重汽車的快速、 重載的高效率、高效益的需要時(shí)，必須搭配一個(gè)高效、可靠的驅(qū)動(dòng)橋，所以采 用傳動(dòng)效率高的單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋已經(jīng)成為未來(lái)載重汽車的發(fā)展方向。驅(qū)動(dòng)橋設(shè) 計(jì)應(yīng)主要保證汽車在給定的條件下具有最佳的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。本

2、設(shè)計(jì)根 據(jù)給定的參數(shù)，按照傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法并參考同類型車確定汽車總體參數(shù)，再確定 主減速器、差速器、半軸和橋殼的結(jié)構(gòu)類型，最后進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)并對(duì)主減速器 主、從動(dòng)齒輪、半軸齒輪和行星齒輪進(jìn)行強(qiáng)度以及壽命的校核。驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)過(guò) 程中基本保證結(jié)構(gòu)合理，符合實(shí)際應(yīng)用，總成及零部件的設(shè)計(jì)能盡量滿足零件 的標(biāo)準(zhǔn)化、部件的通用化和產(chǎn)品的系列化及汽車變型的要求，修理、保養(yǎng)方便， 機(jī)件工藝性好，制造容易。 關(guān)鍵字：輕型貨車；驅(qū)動(dòng)橋；主減速器；差速器 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706153893706 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 IIIIII 頁(yè) Abstract Drive axle is at

3、 the end of the powertrain, and its basic function is increasing the torque and reducing the speed,bearing the force between the road and the frame or body. Its performance will have a direct impact on automobile performance .Because using the big power engine with the big driving torque satisfied t

4、he need of high speed，heavy-loaded，high efficiency，high benefit today heavy truck，must exploiting the high driven efficiency single reduction final drive axle is becoming the heavy truck developing tendency. Drive axle should be designed to ensure the best dynamic and fuel economy on given condition

5、. According to the design parameters given ,firstly determine the overall vehicle parametres in accordance with the traditional design methods and reference the same vehicle parameters, then identify the main reducer, differential, axle and axle housing structure type, finally design the parameters

6、of the main gear,the driven gear of the final drive, axle gears and spiral bevel gear and check the strength and life of them. In design process of the drive axle,we should ensure a reasonable structure, practical applications, the design of assembly and parts as much as possible meeting requirement

7、s of the standardization of parts, components and products univertiality and the serialization and change , convenience of repair and maintenance, good mechanical technology, being easy to manufacture. Key words: light truck; drive axle; single reduction final drive 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 IVIV 頁(yè) 西南交通大學(xué)本

8、科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 V V 頁(yè) 目錄 第一章 緒論1 1.1 論文研究的意義和目的.1 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì).1 1.3 本論文的主要研究?jī)?nèi)容.2 第二章 汽車總體參數(shù)的確定3 2.1 給定設(shè)計(jì)參數(shù)3 2.2 汽車形式的確定3 2.2.1 汽車軸數(shù)和驅(qū)動(dòng)形式的選擇3 2.3 汽車主要參數(shù)的選擇4 2.3.1 汽車主要尺寸的確定4 2.3.2 汽車質(zhì)量參數(shù)的確定7 2.3.3 汽車性能參數(shù)的確定9 2.4 發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇12 2.4.1 發(fā)動(dòng)機(jī)形式的選擇12 2.4.2 發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)的選擇12 2.5 輪胎的選擇14 第三章 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式及選擇17 3.1 概述17 3.

9、2 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式17 3.3 驅(qū)動(dòng)橋構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式19 3.3.1 主減速器的結(jié)構(gòu)形式20 3.3.2 差速器的結(jié)構(gòu)形式23 3.3.3 驅(qū)動(dòng)車輪傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)形式24 3.3.4 驅(qū)動(dòng)橋橋殼的結(jié)構(gòu)形式25 第四章 驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)計(jì)算27 4.1 主減速器的設(shè)計(jì)與計(jì)算27 4.1.1 主減速比的確定.27 4.1.2 主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定28 4.1.3 錐齒輪主要參數(shù)的選擇30 4.1.4 主減速器錐齒輪的材料32 4.1.5 主減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算.33 4.1.6 主減速器圓弧齒輪螺旋齒輪的強(qiáng)度計(jì)算37 4.2 差速器的設(shè)計(jì)與計(jì)算41 4.2.1 差速器齒輪主要參數(shù)選擇

10、42 4.2.2 差速器齒輪的材料44 4.2.3 差速器齒輪幾何尺寸計(jì)算44 4.2.4 差速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算47 4.3 全浮式半軸的設(shè)計(jì)49 4.3.1 半軸基本參數(shù)計(jì)算及校核49 4.3.2 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料與熱處理.50 4.4 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)51 4.4.1 橋殼的結(jié)構(gòu)型式51 4.4.2 橋殼的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算.52 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 VIVI 頁(yè) 結(jié)論54 致 謝55 參 考 文 獻(xiàn)56 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 1 1 頁(yè) 第一章第一章 緒論緒論 1.1 論文研究的意義和目的論文研究的意義和目的 驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)，由驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)組成、功用、工作特

11、點(diǎn)及設(shè)計(jì)要求講起， 詳細(xì)地分析了驅(qū)動(dòng)橋總成的結(jié)構(gòu)型式及布置方法；全面介紹了驅(qū)動(dòng)橋車輪的傳 動(dòng)裝置和橋殼的各種結(jié)構(gòu)型式與設(shè)計(jì)計(jì)算方法。 汽車驅(qū)動(dòng)橋是汽車的重大總成，承載著汽車的滿載簧荷重及地面經(jīng)車輪、 車架及承載式車身經(jīng)懸架給予的鉛垂力、縱向力、橫向力及其力矩，以及沖擊 載荷；驅(qū)動(dòng)橋還傳遞著傳動(dòng)系中的最大轉(zhuǎn)矩，橋殼還承受著反作用力矩。汽車 驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)型式和設(shè)計(jì)參數(shù)除對(duì)汽車的可靠性與耐久性有重要影響外，也對(duì)汽 車的行駛性能如動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、平順性、通過(guò)性、機(jī)動(dòng)性和操動(dòng)穩(wěn)定性等有 直接影響。另外，汽車驅(qū)動(dòng)橋在汽車的各種總成中也是涵蓋機(jī)械零件、部件、 分總成等的品種最多的大總成。例如，驅(qū)動(dòng)橋包含主減速

12、器、差速器、驅(qū)動(dòng)車 輪的傳動(dòng)裝置（半軸及輪邊減速器） 、橋殼和各種齒輪。由上述可見，汽車驅(qū)動(dòng) 橋設(shè)計(jì)涉及的機(jī)械零部件及元件的品種極為廣泛，對(duì)這些零部件、元件及總成 的制造也幾乎要設(shè)計(jì)到所有的現(xiàn)代機(jī)械制造工藝。因此，通過(guò)對(duì)汽車驅(qū)動(dòng)橋的 學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)實(shí)踐，可以更好的學(xué)習(xí)并掌握現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)的全面知識(shí) 和技能。 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)型式與驅(qū)動(dòng)車輪的懸掛型式密切相關(guān)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)車輪采用非獨(dú) 立懸掛時(shí)，都是采用非斷開式驅(qū)動(dòng)橋；當(dāng)驅(qū)動(dòng)車輪采用獨(dú)立懸掛時(shí)，則配以斷 開式驅(qū)動(dòng)橋。與非斷開式驅(qū)動(dòng)橋相比較，斷開式驅(qū)動(dòng)橋能顯著減少汽車簧下質(zhì) 量，從而改善汽車行駛平順性，提高了平均行駛速度；減小了其策劃行駛時(shí)作 用于車輪和

13、車橋上的動(dòng)載荷，提高了零部件的使用壽命；增加了汽車的離地間 隙；由于驅(qū)動(dòng)車輪與路面的接觸情況及對(duì)各種地形的適應(yīng)性較好，增強(qiáng)了車輪 的抗側(cè)滑能力；若與之配合的獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，可增加汽車的不足 轉(zhuǎn)向效應(yīng)，提高汽車的操縱穩(wěn)定性。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。斷開式驅(qū)動(dòng)橋 在乘用車和部分越野汽車上應(yīng)用廣泛。非斷開式驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，工 作可靠，但由于其簧下質(zhì)量較大，對(duì)汽車的行駛平順性和降低動(dòng)載荷有不利的 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 2 2 頁(yè) 影響。 本論文的的研究目的在于通過(guò)對(duì)汽車整體的匹配性設(shè)計(jì)完成驅(qū)動(dòng)橋的主減 速器、差速器等部件型號(hào)的設(shè)計(jì)與計(jì)算，并完成校核的設(shè)計(jì)過(guò)程。 1.2

14、 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 目前我國(guó)正在大力發(fā)展汽車產(chǎn)業(yè),采用后輪驅(qū)動(dòng)汽車的平衡性和操作性都將 會(huì)有很大的提高。后輪驅(qū)動(dòng)的汽車加速時(shí)，牽引力將不會(huì)由前輪發(fā)出，所以在 加速轉(zhuǎn)彎時(shí)，司機(jī)就會(huì)感到有更大的橫向握持力，操作性能變好。維修費(fèi)用低 也是后輪驅(qū)動(dòng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，盡管由于構(gòu)造和車型的不同，這種費(fèi)用將會(huì)有很大 的差別。如果變速器出了故障，對(duì)于后輪驅(qū)動(dòng)的汽車就不需要對(duì)差速器進(jìn)行維 修，但是對(duì)于前輪驅(qū)動(dòng)的汽車來(lái)說(shuō)也許就有這個(gè)必要了，因?yàn)檫@兩個(gè)部件是做 在一起的。所以后輪驅(qū)動(dòng)必然會(huì)使得乘車更加安全、舒適，從而帶來(lái)可觀的經(jīng) 濟(jì)效益。目前國(guó)內(nèi)研究的重點(diǎn)在于：從橋殼的制造技術(shù)上尋求制造工

15、藝先進(jìn)、 制造效率高、成本低的方法；從齒輪減速形式上將傳統(tǒng)的中央單極減速器發(fā)展 到現(xiàn)在的中央及輪邊雙級(jí)減速或雙級(jí)主減速器結(jié)構(gòu)；從齒輪的加工形式上車橋 內(nèi)部的的主從動(dòng)齒輪、行星齒輪及圓柱齒輪逐漸采用精磨加工，以滿足汽車高 速行駛要求及法規(guī)對(duì)于噪聲的控制要求。 1.3 本論文的主要研究?jī)?nèi)容本論文的主要研究?jī)?nèi)容 (1) 完成汽車的總體布置和參數(shù)選擇； (2) 汽車驅(qū)動(dòng)橋方案的確定； (3) 主減速器及差速器等部件的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 3 3 頁(yè) 第二章第二章 汽車總體參數(shù)的確定汽車總體參數(shù)的確定 2.12.1 給定設(shè)計(jì)參數(shù)給定設(shè)計(jì)參數(shù) 汽車最高時(shí)速 115km/h

16、 裝載質(zhì)量 2.5t 最小轉(zhuǎn)彎半徑 12.5m 最大爬坡度 0.3 同步附著系數(shù) 0.4 2.22.2 汽車形式的確定汽車形式的確定 2.2.12.2.1 汽車軸數(shù)和驅(qū)動(dòng)形式的選擇汽車軸數(shù)和驅(qū)動(dòng)形式的選擇 汽車可以有二軸、三軸、四軸甚至更多的軸數(shù)。影響軸數(shù)的因素主要有汽 車的總質(zhì)量、道路法規(guī)對(duì)于軸載的限制和輪胎的負(fù)荷能力以及汽車的結(jié)構(gòu)等。 包括乘用車以及汽車總質(zhì)量小于 19t 的公路運(yùn)輸車輛和軸荷不受道路、橋梁限 制的不在公路上行駛的車輛，如礦用自卸車等，均采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低 廉的兩軸方案。總質(zhì)量在 1926t 的公路運(yùn)輸車采用三軸形式，總質(zhì)量更大的汽 車宜采用四軸和四軸以上的形式。 所

17、以根據(jù)給定的汽車轉(zhuǎn)載質(zhì)量選擇汽車的軸數(shù)為 2 軸。 汽車的用途、總質(zhì)量和對(duì)車輛通過(guò)性能的要求等，是影響選取驅(qū)動(dòng)形式的 主要因素。乘用車和總質(zhì)量小些的商用車，多采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低的 42 驅(qū)動(dòng)形式。 所以選擇汽車的驅(qū)動(dòng)形式為 42 式。 2.2.22.2.2 汽車布置形式的選擇汽車布置形式的選擇 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 4 4 頁(yè) 汽車的布置形式是指發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)橋和車身的相互關(guān)系和布置特點(diǎn)而言。 汽車的使用性能除取決于整車和各總成的有關(guān)參數(shù)外，其布置形式對(duì)使用性能 也有重要影響。 貨車可以根據(jù)駕駛室與發(fā)動(dòng)機(jī)的相對(duì)位置不同，分為平頭式、短頭式、長(zhǎng) 頭式和偏置式四種。貨車又可以根

18、據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的位置不同分為發(fā)動(dòng)機(jī)前置、中置、 和后置三種布置形式。 平頭式貨車總長(zhǎng)和軸距尺寸短，最小轉(zhuǎn)彎半徑小，機(jī)動(dòng)性能良好；不需要 發(fā)動(dòng)機(jī)罩和翼子板，加上總長(zhǎng)縮短等因素的影響，汽車整備質(zhì)量減小；駕駛員 視野得到明顯改善；采用翻轉(zhuǎn)式駕駛室時(shí)能改善發(fā)動(dòng)機(jī)及其附件的接近性；汽 車貨箱與整車的俯視面積之比稱為面積利用率，平頭貨車的該項(xiàng)指標(biāo)較高。故 本設(shè)計(jì)采用的布置形式為平頭式貨車。 發(fā)動(dòng)機(jī)前置后橋驅(qū)動(dòng)貨車的主要優(yōu)點(diǎn)是：可以采用直列、V 型或臥式發(fā)動(dòng) 機(jī)；發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)故障容易；發(fā)動(dòng)機(jī)的接近性良好，維修方便；離合器、變速器 等操縱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易布置；貨箱地板高度較低。并且大多貨車均采用 該形式的布置方式

19、。 2.32.3 汽車主要參數(shù)的選擇汽車主要參數(shù)的選擇 汽車的主要參數(shù)包括尺寸參數(shù)，質(zhì)量參數(shù)和汽車性能參數(shù)。 2.3.12.3.1 汽車主要尺寸的確定汽車主要尺寸的確定 汽車的主要尺寸參數(shù)包括外廓尺寸、軸距、前懸、后懸、貨車車頭長(zhǎng)度和 車廂尺寸等。 (1) 外廓尺寸 汽車的長(zhǎng)、寬、高稱為汽車的外廓尺寸。汽車長(zhǎng)度尺寸小不僅可以減少行 駛期間需要的道路長(zhǎng)度，同時(shí)還可以增加車流密度，在停車時(shí)占用的停車場(chǎng)面 積也小。除此之外，汽車的整備質(zhì)量相應(yīng)減少，這對(duì)提高比功率、比轉(zhuǎn)矩和燃 油經(jīng)濟(jì)性有利。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 5 5 頁(yè) GB 15891989 汽車外廓尺寸限界規(guī)定如下：貨車、整體

20、式客車總長(zhǎng)不應(yīng) 超過(guò) 12m，單鉸接式客車不超過(guò) 18m，半掛汽車列車不超過(guò) 16.5m，全掛汽車 列車不超過(guò) 20m；不包括后視鏡，汽車寬不超過(guò) 2.5m；空載、頂窗關(guān)閉狀態(tài)下， 汽車高不超過(guò) 4m；后視鏡等單側(cè)外伸量不得超過(guò)最大寬度處 250mm；頂窗、 換氣裝置開啟時(shí)不得超出車高 300mm。 參考同類型貨車的外廓尺寸，確定本設(shè)計(jì)中輕型貨車的外廓尺寸為： 長(zhǎng)寬高 540019502100mm (2)軸距 L 軸距 L 對(duì)整備質(zhì)量、汽車總長(zhǎng)、汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑、傳動(dòng)軸長(zhǎng)度、縱向通 過(guò)半徑等有影響。當(dāng)軸距短時(shí)，上述個(gè)指標(biāo)減小。此外軸距還對(duì)軸荷分配、傳 動(dòng)軸夾角有影響。軸距過(guò)短會(huì)使車廂長(zhǎng)度不足或

21、后懸過(guò)長(zhǎng)，汽車上坡、制動(dòng)或 加速時(shí)軸荷轉(zhuǎn)移過(guò)大，使汽車制動(dòng)性或操作穩(wěn)定性變壞；車身縱向角振動(dòng)增大， 對(duì)平順性不利；萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸的夾角增大。原則上對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排量大的乘用車、 載重量或載客量多的貨車或客車，軸距取得長(zhǎng)。對(duì)機(jī)動(dòng)性要求高的汽車，軸距 宜取短些。 表 2-1 部分汽車的軸距和輪距 車型類別軸距 L/mm輪距 B/mm 城市客車（單車）45005000客車 長(zhǎng)途客車（單車）50006500 17402050 汽車總質(zhì)量 m/t 1.8 1.86.0 42 貨車 6.014.0 17002900 23003600 36005500 11501350 13001650 17002000 根據(jù)表

22、2-1，本設(shè)計(jì)中選取軸距 L=2800mm (3) 輪距 B 改變汽車輪距 B 會(huì)影響車廂或駕駛室內(nèi)寬、汽車總寬、總質(zhì)量、側(cè)傾剛度、 最小轉(zhuǎn)彎直徑等因素發(fā)生變化。增大輪距則車廂內(nèi)寬隨之增加，并有利于增加 側(cè)傾剛度，汽車橫向穩(wěn)定性變好；但是汽車的總寬和總質(zhì)量及最小轉(zhuǎn)彎半徑等 增加，并導(dǎo)致汽車的比功率、比轉(zhuǎn)矩指標(biāo)下降，機(jī)動(dòng)性變壞。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 6 6 頁(yè) 受總寬不得超過(guò) 2.5m 限制，輪距不宜過(guò)大。但在選定的前輪距范圍內(nèi)，應(yīng) 能布置下發(fā)動(dòng)機(jī)、車架、前懸架和前輪，并保證前輪有足夠的轉(zhuǎn)向空間，同時(shí) 轉(zhuǎn)向桿系與車架、車輪之間有足夠的運(yùn)動(dòng)間隙。在確定后輪距時(shí)，應(yīng)考慮車架 兩縱梁

23、之間的寬度、懸架寬度和輪胎寬度及他們之間應(yīng)留有必要的間隙。 部分汽車的輪距可以參考表 2-1 提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行初選。本設(shè)計(jì)中取為= 1 B =1500mm 2 B (4) 前懸和后懸 F L R L 前懸尺寸對(duì)汽車通過(guò)性、碰撞安全性、駕駛員視野、前鋼板彈簧長(zhǎng)度、上 車和下車的方便性以及汽車造型等均有影響。增加前懸尺寸，減小了汽車的接 近角，使通過(guò)性降低，并使駕駛員的視野變壞。因在前懸這段尺寸內(nèi)要布置保 險(xiǎn)杠、散熱器風(fēng)扇、發(fā)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)向器等部件，故前懸不能縮短。長(zhǎng)些的前懸尺 寸有利于在撞車時(shí)對(duì)乘員起保護(hù)作用，也有利于采用長(zhǎng)些的鋼板彈簧。對(duì)于平 頭汽車，前懸還會(huì)影響前門上下車的方便性。初選的前懸尺寸，

24、應(yīng)當(dāng)在保證能 布置下上述個(gè)總成、部件的同時(shí)盡可能的短些。對(duì)于載客量少的平頭車，考慮 到正面碰撞能有足夠多的結(jié)構(gòu)件吸收碰撞能量，保護(hù)前排乘員的安全，這又要 求前懸有一定的尺寸。在本設(shè)計(jì)中，參考同類型車輛，選取=740mm。 F L 后懸尺寸對(duì)汽車通過(guò)性、汽車追尾時(shí)的安全性、貨箱貨行李箱長(zhǎng)度、汽車 造型等有影響，并取決于軸距和軸荷分配的要求。后懸長(zhǎng)，則汽車離去角減小， 使通過(guò)性降低，總質(zhì)量在 1.814.0t 的貨車后懸一般在 12002200mm 之間，特 長(zhǎng)貨箱的汽車后懸可達(dá)到 2600mm，但不得超過(guò)軸距的 55%。本設(shè)計(jì)中，選取 =1300mm。 R L (5) 貨車車頭長(zhǎng)度 貨車車頭長(zhǎng)度

25、系指從汽車的前保險(xiǎn)杠到駕駛室后圍的距離。車身形式，即 長(zhǎng)頭型還是平頭型對(duì)車頭的長(zhǎng)度有絕對(duì)影響。此外，車頭長(zhǎng)度尺寸對(duì)汽車的外 觀效果，駕駛室居住性、汽車面積利用率和發(fā)動(dòng)機(jī)的接近性等有影響。 平頭型貨車一般在 14001500mm 之間。 (6) 貨車車廂尺寸 要求車廂尺寸在運(yùn)送散裝煤和袋裝糧食時(shí)能裝有足額定噸數(shù)。車廂邊版高 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 7 7 頁(yè) 度對(duì)汽車質(zhì)心高度和裝卸貨物的方便性有影響，一般應(yīng)在 450650mm 范圍內(nèi)選 取。車廂內(nèi)寬應(yīng)在汽車外寬符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的前提下適當(dāng)取寬些，以縮短邊板高 度和車箱長(zhǎng)度。對(duì)于能達(dá)到較高車速的貨車，使用過(guò)寬的車箱會(huì)增加汽車的迎 風(fēng)面積

26、，導(dǎo)致空氣阻力增加。車箱內(nèi)長(zhǎng)應(yīng)在滿足運(yùn)送上述貨物達(dá)到額定噸位的 條件下盡可能的取短些，以利于減小整備質(zhì)量。 2.3.22.3.2 汽車質(zhì)量參數(shù)的確定汽車質(zhì)量參數(shù)的確定 汽車的質(zhì)量參數(shù)包括整車裝備質(zhì)量，載客量、裝載質(zhì)量、質(zhì)量系數(shù)、 0 m 0m 汽車總質(zhì)量、軸荷分配等。 a m (1) 整車整備質(zhì)量 0 m 整車整備質(zhì)量是指車上帶有全部裝備（包括隨車工具、備胎） ，加滿燃料、 水，但沒(méi)有裝貨和載人時(shí)的整車質(zhì)量。 整車整備質(zhì)量對(duì)汽車的制造成本和燃油經(jīng)濟(jì)性有影響。目前，盡可能減少 整車整備質(zhì)量的目的是：通過(guò)減輕整備質(zhì)量增加加載質(zhì)量或載客量，抵消因滿 足安全標(biāo)準(zhǔn)、排氣標(biāo)準(zhǔn)和噪聲標(biāo)準(zhǔn)所帶來(lái)的整備質(zhì)量的增

27、加、節(jié)約燃料。減少 整車整備質(zhì)量是從事汽車設(shè)計(jì)工作必須遵守的一項(xiàng)總要原則。 整車整備質(zhì)量在設(shè)計(jì)階段需估算確定。在日常生活中，收集大量同類型汽 車總成、部件和整車的有關(guān)質(zhì)量數(shù)據(jù)，結(jié)合新車設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工藝水平等 初步估算各總成、部件的質(zhì)量，再累計(jì)構(gòu)成整車整備質(zhì)量。乘用車和商用客車 的整備質(zhì)量也可按每人所占汽車整備質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)平均值估計(jì)。在沒(méi)有樣車參考 時(shí)，先初選一恰當(dāng)?shù)馁|(zhì)量系數(shù)（定義為裝載質(zhì)量與整車質(zhì)量之比） ，再按給 0m 定的裝載質(zhì)量推算出整備質(zhì)量。根據(jù)表 2-2，初取=1，可得=/=2t 0m 0 m e m 0m 表 2-2 貨車的質(zhì)量系數(shù) 0m 參數(shù) 車型 總質(zhì)量/t a m 0m 1

28、.86.00.81.10 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 8 8 頁(yè) 6.014.01.201.35貨車 14.01.301.70 (2) 汽車的載客量 n 和裝載質(zhì)量（簡(jiǎn)稱載質(zhì)量） e m 普通輕型貨車的載客量：24，選定載客量為 3 座。 汽車載重量是指在硬質(zhì)良好的路面上行駛時(shí)所允許的額定載質(zhì)量。本設(shè) e m 計(jì)中裝載質(zhì)量為給定參數(shù)，=2t e m (3) 質(zhì)量系數(shù) 0m 質(zhì)量系數(shù)是指汽車載重量與整車整備質(zhì)量的比值，即=/。該系數(shù) 0m e m 0 m 反應(yīng)了汽車的設(shè)計(jì)水平和和工藝水平，越大，說(shuō)明該汽車的結(jié)構(gòu)和制造工藝 0m 越先進(jìn)。本設(shè)計(jì)中以選取=1.0 0m (4) 汽車的總質(zhì)量

29、 a m 汽車的總質(zhì)量是指裝備齊全，并按規(guī)定裝滿客、貨時(shí)的整車質(zhì)量。商用貨 車的總質(zhì)量由整備質(zhì)量、載質(zhì)量和駕駛員以及隨行人員質(zhì)量三部分組成，即 a m =+n65kg a m 0 m e m 本設(shè)計(jì)中 n=3,故=2t+2t+365kg=4.195t a m (5)軸荷分配 汽車的軸荷分配是指在空載或滿載靜止?fàn)顟B(tài)下，各車軸對(duì)支承平面的垂直 負(fù)荷，也可以用站空載或滿載總質(zhì)量的百分比來(lái)表示. 軸荷分配對(duì)輪胎壽命和汽車的許多性能有影響。從各輪胎磨損均勻和壽命 相近考慮，各個(gè)車輪的負(fù)荷應(yīng)相差不大；為保證汽車有良好的動(dòng)力性和通過(guò)性， 驅(qū)動(dòng)橋應(yīng)有足夠大的負(fù)荷，而從動(dòng)軸上的負(fù)荷可以適當(dāng)減小，以利減小從動(dòng)輪

30、滾動(dòng)阻力和提高在壞路面上的通過(guò)性；為了保證汽車有良好的操縱穩(wěn)定性，又 要求轉(zhuǎn)向軸的負(fù)荷不應(yīng)過(guò)小。因此，可以得出作為很重要的軸荷分配參數(shù)，各 使用性能對(duì)其要求是相互矛盾的，這就要求設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)對(duì)整車的性能要求、 使用條件等，合理的選取軸荷分配。 汽車的驅(qū)動(dòng)形式與發(fā)動(dòng)機(jī)位置、汽車結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、車頭形式和使用條件等均 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 9 9 頁(yè) 對(duì)軸荷分配有顯著影響。如發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪乘用車和平頭式商用貨車前軸負(fù)荷 較大，而長(zhǎng)頭式貨車前軸負(fù)荷較小。常在壞路面上形式的越野汽車，前軸負(fù)荷 應(yīng)該小些。參考各類汽車的軸荷分配表，取滿載時(shí)前軸軸荷為 35%，后軸軸荷 為 65%； 空載時(shí)前軸軸

31、荷為 50%，后軸軸荷為 50%。 表 2-3 各類汽車的軸荷分配 滿載空載車型（商用貨車） 前軸后軸前軸后軸 42 后輪單胎 42 后輪雙胎，長(zhǎng)、短頭 式 42 后輪雙胎，平頭式 64 后輪雙胎 32%40% 25%27% 30%35% 19%25% 60%68% 73%75% 65%70% 75%81% 50%59% 44%49% 48%54% 31%37% 41%50% 51%56% 46%52% 63%69% 2.3.32.3.3 汽車性能參數(shù)的確定汽車性能參數(shù)的確定 (1) 動(dòng)力性參數(shù) a) 最高車速 maxa v 隨著道路條件的改善，特別是高速公路的修建，汽車尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)排量大 些

32、的乘用車最高車速有逐漸提高的趨勢(shì)。在本設(shè)計(jì)中，該參數(shù)給定為 115km/h。 b) 加速時(shí)間 t 汽車在平直的良好路面上，從原地起步開始以最大加速度加速到一定車速 所用去的時(shí)間，稱為加速時(shí)間。對(duì)于最高車速100km/h 的汽車，加速時(shí)間 maxa v 常用加速到 100km/h 所需的時(shí)間來(lái)評(píng)價(jià)。載貨汽車常用 060km/h 的換擋加速 時(shí)間或在直接檔由 20km/h 加速到某一車速來(lái)評(píng)價(jià)。一般裝載量 22.5t 的輕型 貨車的 060km/h 的換擋加速時(shí)間在 17.530s。 c) 上坡能力 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 1010 頁(yè) 用汽車滿載時(shí)在良好路面上的最大坡度阻力系數(shù)來(lái)表

33、示汽車的上坡能力。 max i 通常要求貨車能克服 30%坡度，越野汽車能克服 60%坡度。 d) 比功率和比轉(zhuǎn)矩 b P b T 比功率是汽車所長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定最大功率與汽車最大總質(zhì)量之比，它可 b P 以綜合反映汽車的動(dòng)力性，比功率大的汽車加速性能、速度性能要好于比功率 小一些的汽車。我國(guó) GB72581997機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件規(guī)定：農(nóng)用 運(yùn)輸車與運(yùn)輸用拖拉機(jī)的比功率4.0kW/t，而其他機(jī)動(dòng)車4.8kW/t。 b P b P 比轉(zhuǎn)矩是汽車所裝發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩與汽車總質(zhì)量之比。他反映汽車的 b T 牽引能力。不同車型的比功率和比轉(zhuǎn)矩范圍揀表 2-4 。 表 24 汽車動(dòng)力性參數(shù)范圍 汽車

34、類別 最高車速 max 1 a v km h 比功率 1 b P kW t 比轉(zhuǎn)矩 1 b T N m t 1.8 a m 16283044 1.86.0 a m 80135 15253844 1.814.0 a m 10203347 貨車最大總質(zhì) 量/ a mt 14.0 a m 75120 6202950 (2) 燃油經(jīng)濟(jì)性參數(shù) 汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性用汽車在水平的水泥或?yàn)r青路面上，以經(jīng)濟(jì)車速或多工 況滿載行駛百公里的燃油消耗量(L/100km)來(lái)評(píng)價(jià)。貨車有時(shí)用單位質(zhì)量的百公 里油耗量來(lái)評(píng)價(jià)(表 25)。 表 25 貨車單位質(zhì)量的百公里燃油消耗量 L(100t km) -1 總質(zhì)量汽油機(jī)柴油機(jī)

35、總質(zhì)量汽油機(jī)柴油機(jī) 4t 3.004.002.002.80612t2.682.821.551.86 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 1111 頁(yè) 46t2.803.201.902.10 12t 2.502.601.431.53 (3) 汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑 min D 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)至極限位置是，汽車前外轉(zhuǎn)向輪輪轍中心在支撐平面上的軌跡圓 的直徑，稱為汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑。用來(lái)描述汽車轉(zhuǎn)向機(jī)動(dòng)性，是汽車 min D min D 轉(zhuǎn)向能力和轉(zhuǎn)向安全性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。本設(shè)計(jì)中，給定=12.5m。 min D (4)通過(guò)性幾何參數(shù) 總體設(shè)計(jì)要確定的通過(guò)性幾何參數(shù)有：最小離地間隙，接近角，離去 min h

36、1 角，縱向通過(guò)半徑等。各類汽車的通過(guò)性參數(shù)視車型和用途而異，其范圍 2 1 見表 25。 表 25 汽車通過(guò)性的幾何參數(shù) 車型 /mm min h /（） 1 /（） 2 /m 1 42 乘用車150220203015223.08.3 44 乘用車210455035401.73.6 42 貨車180300406025452.36.0 44 貨車、66 貨車260350456035451.93.6 確定最小離地間隙=200mm，接近角=42，離去角=27，縱向通過(guò)半 min h 1 2 徑=3m。 1 (6) 操縱穩(wěn)定性參數(shù) a)轉(zhuǎn)向特性參數(shù) 為了保證有良好的操縱穩(wěn)定性，汽車應(yīng)具有一定的不足轉(zhuǎn)

37、向。通常用汽車 以 0.4g 的向心加速度沿頂圓轉(zhuǎn)向時(shí)，前后輪側(cè)偏角之差-作為評(píng)價(jià)參數(shù)。 1 2 此參數(shù)在 13為宜。 b) 車身側(cè)傾角 汽車以 0.4g 的向心加速度沿定圓等速行駛時(shí)，車身側(cè)傾角控制在 3以內(nèi) 較好，最大不允許超過(guò) 7. 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 1212 頁(yè) c) 制動(dòng)前俯角 為了不影響乘坐舒適性，要求汽車以 0.4g 的減速度制動(dòng)時(shí)，車身前俯角不 大于 1.5。 (7)制動(dòng)性參數(shù) 目前常用制動(dòng)距離 s、平均制動(dòng)減速度 j 和行車制動(dòng)的踏板力及應(yīng)急制動(dòng) 時(shí)的操縱力來(lái)評(píng)價(jià)制動(dòng)效能。對(duì)于總質(zhì)量小于 4.5t 的輕型貨車，當(dāng)=30km/h a v 時(shí)，總制動(dòng)距離應(yīng)小于

38、等于 18m，制動(dòng)減速度應(yīng)大于等于 2.6，操縱力小 2 m s 于 700N。 (8) 舒適型參數(shù) 舒適性應(yīng)包括平順性、空氣調(diào)節(jié)性能、車內(nèi)噪聲、乘坐環(huán)境及駕駛員的操 作性能。其中汽車行駛平順性常用垂直振動(dòng)參數(shù)作評(píng)價(jià)，包括頻率和振動(dòng)加速 度等，此外懸架動(dòng)撓度也用來(lái)作為評(píng)價(jià)參數(shù)之一。對(duì)于貨車，靜撓度 =50110mm，動(dòng)撓度=6090mm，偏頻 n=1.52.2Hz。 c f d f 2.42.4 發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇 2.4.12.4.1 發(fā)動(dòng)機(jī)形式的選擇發(fā)動(dòng)機(jī)形式的選擇 選為：直列水冷汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。 汽油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：平穩(wěn)、噪聲小、轉(zhuǎn)速高、體積小、易啟動(dòng)、轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性好 等。 直列式的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)

39、簡(jiǎn)單、維修方便、造價(jià)低廉、工作可靠、寬度小、易 布置，因而在中型及以下的貨車上得到廣泛應(yīng)用。 水冷的優(yōu)點(diǎn)： 冷卻均勻可靠、散熱好、噪聲小；能提供車內(nèi)供暖、較好適 應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)增壓和散熱的需要。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 1313 頁(yè) 2.4.22.4.2 發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)的選擇發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)的選擇 (1) 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和相應(yīng)轉(zhuǎn)速 maxe p p n 根據(jù)所設(shè)計(jì)汽車應(yīng)達(dá)到的最高車速，用下式估算發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 maxa v （2- 3 maxmaxmax 1 360076140 aD eaa T m gfC A pvv 1） 式中：發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率， ； maxe p Kw 傳動(dòng)系

40、的傳動(dòng)效率，對(duì)單級(jí)主減速器驅(qū)動(dòng)橋的 42 式汽車取 T 0.9 汽車總質(zhì)量，kg ； a m 重力加速度， ； g 2 /m s 滾動(dòng)阻力系數(shù)，對(duì)載貨汽車取 0.02f 最高速度，； maxa v /Km h 空氣阻力系數(shù)，貨車取 0.81.0； D C 汽車正面投影面積，無(wú)測(cè)量數(shù)據(jù)，可按前輪距、汽車總A 2 m 1 B 高、汽車總寬等尺寸近似計(jì)算：HB 對(duì)貨車 1 AB H 此處取 =3.15 A 2 m 根據(jù)式(2-1) 計(jì)算得 =62.92 emax pKw 按上式估算的為發(fā)動(dòng)機(jī)裝有全部附件時(shí)測(cè)定得到的最大有效功率，約 maxe p 比發(fā)動(dòng)機(jī)外特性的最大功率低 12%20%。 因此最大功

41、率=1.1562.92=72.36Kw maxe p 總質(zhì)量小些的貨車的值在 40005000r/min 之間，總質(zhì)量居中的貨車更 p n p n 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 1414 頁(yè) 低些。本設(shè)計(jì)中選取=4500r/min。 p n (2) 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩及相應(yīng)轉(zhuǎn)速 maxe T T n 用下式確定 maxe T (2-2) max max 9540 e e p P T n 式中：為最大轉(zhuǎn)矩（N m） maxe T 1.11.31.2為轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)，一般在之間選取，這里取 maxe P 最大功率； p n 最大功率轉(zhuǎn)速。 故有=184.08Nm maxe T 選/1.42.0

42、/1.62812.5 /min TpTpTT nnnnnnr:時(shí)希望在之間，在此，取 在此，圓整為。2800 /min T nr 2.52.5 輪胎的選擇輪胎的選擇 總體設(shè)計(jì)開始階段就要選好輪胎的型式和尺寸。因?yàn)樗鼈兪抢L制總布置圖 和進(jìn)行性能計(jì)算的重要原始數(shù)據(jù)之一。 輪胎的型號(hào)主要根據(jù)車型，使用條件，輪胎的靜負(fù)荷，輪胎的額定負(fù)荷及 車速來(lái)選擇。 所選輪胎在使用中承受的靜負(fù)荷值應(yīng)等于或接近輪胎的靜負(fù)荷值，我國(guó)各 種汽車的輪胎和輪輞的規(guī)格及其額定負(fù)荷可查輪胎的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。表 2-9 提供了 一些貨車的輪胎規(guī)格和特征。表中各列數(shù)據(jù)中如無(wú)帶括號(hào)的數(shù)據(jù)，表示該列數(shù) 據(jù)對(duì)斜交輪胎和子午線輪胎通用，否則，不帶

43、括號(hào)的數(shù)據(jù)適用于斜交胎，而帶 括號(hào)的數(shù)據(jù)適用于子午線輪胎，貨車上雙胎并裝時(shí)，負(fù)荷約比單胎使用時(shí)的負(fù) 荷增加 10%15%。轎車輪胎標(biāo)準(zhǔn)見 GB2978-82.: 輪胎多承受的最大靜負(fù)荷與輪胎額定負(fù)荷之比稱為輪胎負(fù)荷系數(shù)。為了避 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 1515 頁(yè) 免超載，此系數(shù)取 0.91.0 之間。對(duì)于在良好路面上行駛，車速不高的貨車，: 此系數(shù)允許取 1.1。但不得大于 1.2。因?yàn)檩喬コd 20%，其壽命將下降 30%左 右。轎車及輕型貨車的車速高，動(dòng)負(fù)荷大，系數(shù)應(yīng)取下限；重型貨車，重型自 卸車的車速低，此系數(shù)可略偏高。近年來(lái)，貨車上普遍采用高強(qiáng)度尼龍簾布輪 胎，使輪胎承

44、受能力提高。因此，同樣載重量的汽車所用的輪胎尺寸已減少。 越野汽車長(zhǎng)用胎面寬，直徑大的超低壓輪胎。山區(qū)使用的汽車，制動(dòng)鼓與輪輞 的間隙應(yīng)大些，故采用輪輞較大的輪胎。轎車為降低質(zhì)心和提高行駛平穩(wěn)性， 采用直徑較小的寬輪輞低壓輪胎。 按輪胎胎體中簾線的排列不同，常見的有三種型式可供選擇，即普通斜線 胎，子午線胎和帶束斜交胎等，普通斜線胎的胎體簾線層較多，胎側(cè)厚，使用 中不易劃破，側(cè)向剛性也大。其缺點(diǎn)是緩沖性較差；子午線的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是簾線 呈子午向排列，這樣簾線的強(qiáng)度就能得到充分利用。此外，選用高強(qiáng)度材料組 成多層緩沖層，加強(qiáng)了胎冠，使緩沖性能得到提高，與普通斜線胎相比較，子 午線輪胎還有使用壽命長(zhǎng)，

45、滾動(dòng)阻力小，附著性能好等優(yōu)點(diǎn)。子午線胎的缺點(diǎn) 是胎側(cè)較薄，側(cè)向穩(wěn)定性差，胎側(cè)易發(fā)生裂口，制造技術(shù)要求高。由于子午線 胎的優(yōu)點(diǎn)較多，今年來(lái)在汽車上應(yīng)用日益增多。 帶束斜交胎的結(jié)構(gòu)和性能介于普通斜交胎和子午線胎之間，其耐磨性和壽 命雖比普通斜交胎好，但不如子午線胎，僅側(cè)向穩(wěn)定性比子午線胎好，所以應(yīng) 用不廣。在本設(shè)計(jì)中選用斜交輪胎。 由前述計(jì)算，應(yīng)該根據(jù)滿載時(shí)前輪靜載荷計(jì)算。此時(shí)其最大負(fù)荷： 4190 9.8 35% 7194.43 2 FN 表 2-9 國(guó)產(chǎn)汽車輪胎規(guī)格及特征 主要尺寸使用條件 外直徑最大 負(fù)荷 相應(yīng)氣壓 p 0.1 輪胎規(guī)則層 數(shù) 斷面 寬 普通 花紋 加深 花紋 越野 花紋 N

46、MPa 標(biāo)準(zhǔn) 輪輞 允許 使用 輪輞 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 1616 頁(yè) 輕型貨車，中，小客車及其掛車輪胎 6.50-146 8 180705-5850 6900 3.2 4.2 4 1 2 J 5J 6.50-16 (6.50R16) 6 8 755765765-6350 7550 3.2(3.5) 4.2(4.6) 5.50F5.50E 5.50F 7.55-15 (7.00R15) 6 8 200750760-6800 8000 3.2(3.5) 4.2(4.6) 5.50F6.00G 7.00-16 (7.00R16) 8 10 200780790-8500 9650

47、4.2(4.6) 5.3(5.6) 5.50F6.00G 7.50-15 (7.50R15) 8 10 220785790-9300 10600 4.2(4.6) 5.3(5.6) 6.00G5.50F 6.50F 7.50-16 (7.50R16) 8 10 12 220810820- 9700 11050 12400 4.2(4.6) 5.3(5.6) 6.3(6.7) 6.00G5.00F 6.50H 8.25-16 (8.25R16) 12240860870-135005.3(5.6)6.50H6.00G 9.00-16 (9.00R16) 8 10 225890900-12200 1

48、3550 3.5(3.9) 4.2(4.6) 6.50H6.00G 根據(jù)最大負(fù)荷的要求，可以初步選擇輪胎的規(guī)格為 7.00-16 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 1717 頁(yè) 第三章第三章 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式及選擇驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式及選擇 3.13.1 概述概述 驅(qū)動(dòng)橋處于動(dòng)力傳動(dòng)系的末端，其基本功能是增大由傳動(dòng)軸或變速器傳來(lái) 的轉(zhuǎn)矩,并將動(dòng)力合理地分配給左、右驅(qū)動(dòng)輪，另外還承受作用于路面和車架或 車身之間的垂直力力和橫向力。驅(qū)動(dòng)橋一般由主減速器、差速器、車輪傳動(dòng)裝 置和驅(qū)動(dòng)橋殼等組成。 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)滿足如下基本要求： a)所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車具有最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。 b)外

49、形尺寸要小，保證有必要的離地間隙。 c)齒輪及其它傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪聲小。 d)在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動(dòng)效率。 e)在保證足夠的強(qiáng)度、剛度條件下，應(yīng)力求質(zhì)量小，尤其是簧下質(zhì)量應(yīng)盡 量小，以改善汽車平順性。 f)與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，對(duì)于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，還應(yīng)與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 1818 頁(yè) g)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝性好，制造容易，拆裝，調(diào)整方便。 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)型式按工作特性分，可以歸并為兩大類，即非斷開式驅(qū)動(dòng)橋 和斷開式驅(qū)動(dòng)橋。當(dāng)驅(qū)動(dòng)車輪采用非獨(dú)立懸架時(shí)，應(yīng)該選用非斷開式驅(qū)動(dòng)橋； 當(dāng)驅(qū)動(dòng)車輪采用獨(dú)立懸架時(shí)，則應(yīng)該選用斷開式驅(qū)動(dòng)橋。因此，前者又稱為非 獨(dú)立

50、懸架驅(qū)動(dòng)橋；后者稱為獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋。獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但 可以大大提高汽車在不平路面上的行駛平順性。 3.23.2 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式 (1) 非斷開式驅(qū)動(dòng)橋 普通非斷開式驅(qū)動(dòng)橋，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、工作可靠，廣泛用在各 種載貨汽車、客車和公共汽車上，在多數(shù)的越野汽車和部分轎車上也采用這種 結(jié)構(gòu)。他們的具體結(jié)構(gòu)、特別是橋殼結(jié)構(gòu)雖然各不相同，但是有一個(gè)共同特點(diǎn)， 即橋殼是一根支承在左右驅(qū)動(dòng)車輪上的剛性空心梁，齒輪及半軸等傳動(dòng)部件安 裝在其中。這時(shí)整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋、驅(qū)動(dòng)車輪及部分傳動(dòng)軸均屬于簧下質(zhì)量，汽車簧 下質(zhì)量較大，這是它的一個(gè)缺點(diǎn)。 驅(qū)動(dòng)橋的輪廓尺寸主要取決于主減速器的型

51、式。在汽車輪胎尺寸和驅(qū)動(dòng)橋 下的最小離地間隙已經(jīng)確定的情況下，也就限定了主減速器從動(dòng)齒輪直徑的尺 寸。在給定速比的條件下，如果單級(jí)主減速器不能滿足離地間隙要求，可采用 雙級(jí)結(jié)構(gòu)。在雙級(jí)主減速器中，通常把兩級(jí)減速器齒輪放在一個(gè)主減速器殼體 內(nèi)，也可以將第二級(jí)減速齒輪作為輪邊減速器。對(duì)于輪邊減速器：越野汽車為 了提高離地間隙，可以將一對(duì)圓柱齒輪構(gòu)成的輪邊減速器的主動(dòng)齒輪置于其從 動(dòng)齒輪的垂直上方；公共汽車為了降低汽車的質(zhì)心高度和車廂地板高度，以提 高穩(wěn)定性和乘客上下車的方便，可將輪邊減速器的主動(dòng)齒輪置于其從動(dòng)齒輪的 垂直下方；有些雙層公共汽車為了進(jìn)一步降低車廂地板高度，在采用圓柱齒輪 輪邊減速器的

52、同時(shí)，將主減速器及差速器總成也移到一個(gè)驅(qū)動(dòng)車輪的旁邊。 在少數(shù)具有高速發(fā)動(dòng)機(jī)的大型公共汽車、多橋驅(qū)動(dòng)汽車和超重型載貨汽車 上，有時(shí)采用蝸輪式主減速器，它不僅具有在質(zhì)量小、尺寸緊湊的情況下可以 得到大的傳動(dòng)比以及工作平滑無(wú)聲的優(yōu)點(diǎn)，而且對(duì)汽車的總體布置很方便。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 1919 頁(yè) (2) 斷開式驅(qū)動(dòng)橋 斷開式驅(qū)動(dòng)橋區(qū)別于非斷開式驅(qū)動(dòng)橋的明顯特點(diǎn)在于前者沒(méi)有一個(gè)連接左 右驅(qū)動(dòng)車輪的剛性整體外殼或梁。斷開式驅(qū)動(dòng)橋的橋殼是分段的，并且彼此之 間可以做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以這種橋稱為斷開式的。另外，它又總是與獨(dú)立懸掛相 匹配，故又稱為獨(dú)立懸掛驅(qū)動(dòng)橋。這種橋的中段，主減速器及差速器

53、等是懸置 在車架橫粱或車廂底板上，或與脊梁式車架相聯(lián)。主減速器、差速器與傳動(dòng)軸 及一部分驅(qū)動(dòng)車輪傳動(dòng)裝置的質(zhì)量均為簧上質(zhì)量。兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)車輪由于采用獨(dú) 立懸掛則可以彼此致立地相對(duì)于車架或車廂作上下擺動(dòng)，相應(yīng)地就要求驅(qū)動(dòng)車 輪的傳動(dòng)裝置及其外殼或套管作相應(yīng)擺動(dòng)。 汽車懸掛總成的類型及其彈性元件與減振裝置的工作特性是決定汽車行駛 平順性的主要因素，而汽車簧下部分質(zhì)量的大小，對(duì)其平順性也有顯著的影響。 斷開式驅(qū)動(dòng)橋的簧下質(zhì)量較小，又與獨(dú)立懸掛相配合，致使驅(qū)動(dòng)車輪與地面的 接觸情況及對(duì)各種地形的適應(yīng)性比較好，由此可大大地減小汽車在不平路面上 行駛時(shí)的振動(dòng)和車廂傾斜，提高汽車的行駛平順性和平均行駛速度，減

54、小車輪 和車橋上的動(dòng)載荷及零件的損壞，提高其可靠性及使用壽命。但是，由于斷開 式驅(qū)動(dòng)橋及與其相配的獨(dú)立懸掛的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故這種結(jié)構(gòu)主要見于對(duì)行駛平順 性要求較高的一部分轎車及一些越野汽車上，且后者多屬于輕型以下的越野汽 車或多橋驅(qū)動(dòng)的重型越野汽車。 (3) 多橋驅(qū)動(dòng)的布置 為了提高裝載量和通過(guò)性，有些重型汽車及全部中型以上的越野汽車都是 采用多橋驅(qū)動(dòng)，常采用的有 44、66、88 等驅(qū)動(dòng)型式。在多橋驅(qū)動(dòng)的情況 下，動(dòng)力經(jīng)分動(dòng)器傳給各驅(qū)動(dòng)橋的方式有兩種。相應(yīng)這兩種動(dòng)力傳遞方式，多 橋驅(qū)動(dòng)汽車各驅(qū)動(dòng)橋的布置型式分為非貫通式與貫通式。前者為了把動(dòng)力經(jīng)分 動(dòng)器傳給各驅(qū)動(dòng)橋，需分別由分動(dòng)器經(jīng)各驅(qū)動(dòng)橋自己專

55、用的傳動(dòng)軸傳遞動(dòng)力， 這樣不僅使傳動(dòng)軸的數(shù)量增多，且造成各驅(qū)動(dòng)橋的零件特別是橋殼、半軸等主 要零件不能通用。而對(duì) 88 汽車來(lái)說(shuō)，這種非貫通式驅(qū)動(dòng)橋就更不適宜，也難 于布置了。 為了解決上述問(wèn)題，現(xiàn)代多橋驅(qū)動(dòng)汽車都是采用貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置型式。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 2020 頁(yè) 在貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置中，各橋的傳動(dòng)軸布置在同一縱向鉛垂平面內(nèi)，并 且各驅(qū)動(dòng)橋不是分別用自己的傳動(dòng)軸與分動(dòng)器直接聯(lián)接，而是位于分動(dòng)器前面 的或后面的各相鄰兩橋的傳動(dòng)軸，是串聯(lián)布置的。汽車前后兩端的驅(qū)動(dòng)橋的動(dòng) 力，是經(jīng)分動(dòng)器并貫通中間橋而傳遞的。其優(yōu)點(diǎn)是，不僅減少了傳動(dòng)軸的數(shù)量， 而且提高了各驅(qū)動(dòng)橋零件的

56、相互通用性，并且簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)、減小了體積和質(zhì)量。 這對(duì)于汽車的設(shè)計(jì)(如汽車的變型)、制造和維修，都帶來(lái)方便。 由于非斷開式驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、工作可靠，查閱資料，參照國(guó) 內(nèi)相關(guān)貨車的設(shè)計(jì),最后本課題選用非斷開式驅(qū)動(dòng)橋。 3.33.3 驅(qū)動(dòng)橋構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式驅(qū)動(dòng)橋構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式 主減速器是汽車傳動(dòng)系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齒數(shù) 少的錐齒輪帶動(dòng)齒數(shù)多的錐齒輪。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車，其主減速器還利用錐 齒輪傳動(dòng)以改變動(dòng)力方向。由于汽車在各種道路上行使時(shí)，其驅(qū)動(dòng)輪上要求必 須具有一定的驅(qū)動(dòng)力矩和轉(zhuǎn)速，在動(dòng)力向左右驅(qū)動(dòng)輪分流的差速器之前設(shè)置一 個(gè)主減速器后，便可使主減速器前面的傳動(dòng)部件如

57、變速器、萬(wàn)向傳動(dòng)裝置等所 傳遞的扭矩減小，從而可使其尺寸及質(zhì)量減小、操縱省力。 驅(qū)動(dòng)橋中主減速器、差速器設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下基本要求： a）所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車既有最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。 b）外型尺寸要小，保證有必要的離地間隙；齒輪其它傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪音小。 c）在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動(dòng)效率；與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與動(dòng)協(xié)調(diào)。 d）在保證足夠的強(qiáng)度、剛度條件下，應(yīng)力求質(zhì)量小，以改善汽車平順性。 e）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝性好，制造容易，拆裝、調(diào)整方便。 3.3.13.3.1 主減速器的結(jié)構(gòu)形式主減速器的結(jié)構(gòu)形式 (1) 主減速器結(jié)構(gòu)方案分析 主減速器的結(jié)構(gòu)形式主要是根據(jù)齒輪類型、減速形式的不同

58、而不同。按齒 輪副結(jié)構(gòu)型式分，主減速器的齒輪傳動(dòng)主要有螺旋錐齒輪式傳動(dòng)、雙曲面齒輪 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 2121 頁(yè) 式傳動(dòng)、圓柱齒輪式傳動(dòng)（又可分為軸線固定式齒輪傳動(dòng)和軸線旋轉(zhuǎn)式齒輪傳 動(dòng)即行星齒輪式傳動(dòng)）和蝸桿蝸輪式傳動(dòng)等形式。 在發(fā)動(dòng)機(jī)橫置的汽車驅(qū)動(dòng)橋上，主減速器往往采用簡(jiǎn)單的斜齒圓柱齒輪； 在發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車驅(qū)動(dòng)橋上，主減速器往往采用圓錐齒輪式傳動(dòng)或準(zhǔn)雙曲面 齒輪式傳動(dòng)。 為了減少驅(qū)動(dòng)橋的外輪廓尺寸，主減速器中基本不用直齒圓錐齒輪而采用 螺旋錐齒輪。因?yàn)槁菪F齒輪不發(fā)生根切（齒輪加工中產(chǎn)生輪齒根部切薄現(xiàn)象， 致使齒輪強(qiáng)度大大降低）的最小齒數(shù)比直齒輪的最小齒數(shù)少，使得螺

59、旋錐齒輪 在同樣的傳動(dòng)比下主減速器結(jié)構(gòu)較緊湊。此外，螺旋錐齒輪還具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、 噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，汽車上獲得廣泛應(yīng)用。 近年來(lái)，有些汽車的主減速器采用準(zhǔn)雙曲面錐齒輪（車輛行業(yè)中簡(jiǎn)稱雙曲 面?zhèn)鲃?dòng)）傳動(dòng)。準(zhǔn)雙曲面錐齒輪傳動(dòng)與圓錐齒輪相比，準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動(dòng)不僅 工作平穩(wěn)性更好，彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度更高，同時(shí)還可使主動(dòng)齒輪的軸線相對(duì) 于從動(dòng)齒輪軸線偏移。當(dāng)主動(dòng)準(zhǔn)雙曲面齒輪軸線向下偏移時(shí)，可降低主動(dòng)錐齒 輪和傳動(dòng)軸位置，從而有利于降低車身及整車重心高度，提高汽車行使的穩(wěn)定 性。東風(fēng) EQ1090E 型汽車即采用下偏移準(zhǔn)雙曲面齒輪。但是，準(zhǔn)雙曲面齒輪傳 遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，齒面間有較大的相對(duì)滑動(dòng)，且齒面間壓力很大，齒面油

60、膜很容易被 破壞。為減少摩擦，提高效率，必須采用含防刮傷添加劑的雙曲面齒輪油，絕 不允許用普通齒輪油代替，否則將時(shí)齒面迅速擦傷和磨損，大大降低使用壽命。 經(jīng)方案論證，主減速器的齒輪選用螺旋錐齒輪傳動(dòng)形式（如圖 3-1 示） 。螺 旋錐齒輪傳動(dòng)的主、從動(dòng)齒輪軸線垂直相交于一點(diǎn)，齒輪并不同時(shí)在全長(zhǎng)上嚙 合，而是逐漸從一端連續(xù)平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端。另外，由于輪齒端面重疊的影響， 至少有兩對(duì)以上的輪齒同時(shí)捏合，所以它工作平穩(wěn)、能承受較大的負(fù)荷、制造 也簡(jiǎn)單。為保證齒輪副的正確嚙合，必須將支承軸承預(yù)緊，提高支承剛度，增 大殼體剛度。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 2222 頁(yè) 圖 3-1 螺旋錐齒輪

61、傳動(dòng) (2) 主減速器的減速形式 為了滿足不同的使用要求，主減速器的結(jié)構(gòu)形式也是不同的。按參加減速 傳動(dòng)的齒輪副數(shù)目分，有單級(jí)式主減速器和雙級(jí)式主減速器、雙速主減速器、 雙級(jí)減速配以輪邊減速器等。雙級(jí)式主減速器應(yīng)用于大傳動(dòng)比的中、重型汽車 上，若其第二級(jí)減速器齒輪有兩副，并分置于兩側(cè)車輪附近，實(shí)際上成為獨(dú)立 部件，則稱輪邊減速器。單級(jí)式主減速器應(yīng)用于轎車和一般輕、中型載貨汽車。 單級(jí)主減速器由一對(duì)圓錐齒輪組成，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、成本低、使用簡(jiǎn) 單等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)方案論證，本設(shè)計(jì)主減速器采用單級(jí)主減速器。其傳動(dòng)比 i0一般 小于等于 7。 (3) 主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案 主減速器中心必須

62、保證主從動(dòng)齒輪具有良好的嚙合狀況，才能使它們很好 地工作。齒輪的正確嚙合，除了與齒輪的加工質(zhì)量裝配調(diào)整及軸承主減速器殼 體的剛度有關(guān)以外，還與齒輪的支承剛度密切相關(guān)。 a) 主動(dòng)錐齒輪的支承形式 圖 3-2 主動(dòng)錐齒輪跨置式 主動(dòng)錐齒輪的支承形式可分為懸臂式支承和跨置式支承兩種。查閱資料、文獻(xiàn)， 經(jīng)方案論證，采用跨置式支承結(jié)構(gòu)（如圖 3-2 示） 。齒輪前、后兩端的軸頸均以 軸承支承，故又稱兩端支承式?？缰檬街С惺怪С袆偠却鬄樵黾?，使齒輪在載 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 2323 頁(yè) 荷作用下的變形大為減小，約減小到懸臂式支承的 130 以下而主動(dòng)錐齒輪 后軸承的徑向負(fù)荷比懸臂式的要

63、減小至 1/51/7。齒輪承載能力較懸臂式可提 高 10%左右。 裝載質(zhì)量為 2t 以上的汽車主減速器主動(dòng)齒輪都是采用跨置式支承。本課題 所設(shè)計(jì)的輕型貨車裝載質(zhì)量為 2t，所以選用跨置式。 圖 3-3 從動(dòng)錐齒輪支撐形式 b) 從動(dòng)錐齒輪的支承 從動(dòng)錐齒輪采用圓錐滾子軸承支承（如圖 3-3 示） 。為了增加支承剛度，兩 軸承的圓錐滾子大端應(yīng)向內(nèi)，以減小尺寸 c+d。為了使從動(dòng)錐齒輪背面的差速 器殼體處有足夠的位置設(shè)置加強(qiáng)肋以增強(qiáng)支承穩(wěn)定性，c+d 應(yīng)不小于從動(dòng)錐齒 輪大端分度圓直徑的 70%。為了使載荷能均勻分配在兩軸承上，應(yīng)是 c 等于或 大于 d。 (4)主減速器的軸承預(yù)緊及齒輪嚙合調(diào)整

64、支承主減速器齒輪的圓錐滾子軸承需預(yù)緊以消除安裝的原始間隙、磨合期 間該間隙的增大及增強(qiáng)支承剛度。預(yù)緊力的大小與安裝形式、載荷大小、軸承 剛度特性及使用轉(zhuǎn)速有關(guān)。 3.3.23.3.2 差速器的結(jié)構(gòu)形式差速器的結(jié)構(gòu)形式 汽車在行使過(guò)程中，左右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過(guò)的路程往往是不相等的， 左右兩輪胎內(nèi)的氣壓不等、胎面磨損不均勻、兩車輪上的負(fù)荷不均勻而引起車 輪滾動(dòng)半徑不相等；左右兩輪接觸的路面條件不同，行使阻力不等等。這樣， 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 2424 頁(yè) 如果驅(qū)動(dòng)橋的左、右車輪剛性連接，則不論轉(zhuǎn)彎行使或直線行使，均會(huì)引起車 輪在路面上的滑移或滑轉(zhuǎn)，一方面會(huì)加劇輪胎磨損、功率和

65、燃料消耗，另一方 面會(huì)使轉(zhuǎn)向沉重，通過(guò)性和操縱穩(wěn)定性變壞。為此，在驅(qū)動(dòng)橋的左右車輪間都 裝有輪間差速器。 差速器是個(gè)差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用來(lái)在兩輸出軸間分配轉(zhuǎn)矩，并保證兩輸出軸 有可能以不同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，用來(lái)保證各驅(qū)動(dòng)輪在各種運(yùn)動(dòng)條件下的動(dòng)力傳遞， 避免輪胎與地面間打滑。差速器按其結(jié)構(gòu)特征可分為齒輪式、凸輪式、蝸輪式 和牙嵌自由輪式等多種形式。 汽車上廣泛采用的差速器為對(duì)稱錐齒輪式差速器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量較小 等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。它可分為普通錐齒輪式差速器、摩擦片式差速器和強(qiáng)制鎖 止式差速器。 普通齒輪式差速器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為齒輪式。齒輪差速器要圓錐齒輪式和圓柱 齒輪式兩種。強(qiáng)制鎖止式差速器就是在對(duì)稱式錐齒輪差速器上設(shè)置差速鎖。當(dāng) 一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)時(shí)，可利用差速鎖使差速器不起差速作用。差速鎖在軍用汽車 上應(yīng)