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本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)
HQ1080車(chē)用5.5噸級(jí)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)
院系名稱： 汽車(chē)與交通工程學(xué)院
專業(yè)班級(jí)： 車(chē)輛工程B07-4
學(xué)生姓名： 陳云龍
指導(dǎo)教師： 趙雨旸
職 稱： 副教授
黑 龍 江 工 程 學(xué) 院
二○一一年六月
The Graduation Design for Bachelor's Degree
Design on Vehicle 5.5 Tonnage Driving Axle of HQ1080
Candidate:Chen Yunlong
Specialty:Vehicle Engineering
Class:B07-4
Supervisor：Associate professor
Zhao Yuyang
Heilongjiang Institute of Technology
2011-06·Harbin
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
設(shè)計(jì)（論文）題目: HQ1080車(chē)用5.5噸級(jí)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)
院 系 名 稱: 汽車(chē)與交通工程學(xué)院
專 業(yè) 班 級(jí): 車(chē)輛工程B07-4班
學(xué) 生 姓 名: 陳云龍
導(dǎo) 師 姓 名: 趙雨旸
開(kāi) 題 時(shí) 間: 2011年 3月14日
指導(dǎo)委員會(huì)審查意見(jiàn)：
簽字： 年 月 日
開(kāi)題報(bào)告撰寫(xiě)要求
一、“開(kāi)題報(bào)告”參考提綱
1. 課題研究目的和意義；
2. 文獻(xiàn)綜述（課題研究現(xiàn)狀及分析）；
3. 基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題；
4. 技術(shù)路線或研究方法；
5. 進(jìn)度安排；
6. 主要參考文獻(xiàn)。
二、“開(kāi)題報(bào)告”撰寫(xiě)規(guī)范
請(qǐng)參照《黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及畢業(yè)論文撰寫(xiě)規(guī)范》要求。字?jǐn)?shù)應(yīng)在4000字以上，文字要精練通順，條理分明，文字圖表要工整清楚。
SY-025-BY-3
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
學(xué)生姓名
陳云龍
系部
汽車(chē)與交通工程學(xué)院
專業(yè)、班級(jí)
車(chē)輛工程B07-4
指導(dǎo)教師姓名
趙雨旸
職稱
副教授
從事
專業(yè)
車(chē)輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
HQ1080車(chē)用5.5噸級(jí)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
1.1 驅(qū)動(dòng)橋國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
目前我國(guó)正在大力發(fā)展汽車(chē)產(chǎn)業(yè)，采用后輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)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(chē)加速時(shí)，牽引力將不會(huì)有前輪發(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(chē)型的不同，這種費(fèi)用將會(huì)有很大的差別。如果你的變速器出了故障，對(duì)于后輪驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)就不需要對(duì)拆速器進(jìn)行維修，但是對(duì)于前輪驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)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(chē)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)外研究的重點(diǎn)在于：從翹課的制造技術(shù)尋求制造工藝先進(jìn)、制造效率高、成本低的方法；從齒輪減速形式上將傳統(tǒng)的中央單級(jí)主減速器發(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(chē)橋內(nèi)部的主從動(dòng)齒輪、行星齒輪及圓柱齒輪采用精磨加工，以滿足汽車(chē)高速行駛要求及法規(guī)對(duì)于噪聲控制的要求。
以下是具體的技術(shù)發(fā)展動(dòng)向：
1、 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面
為滿足市場(chǎng)多樣化及用戶個(gè)性化的需求，驅(qū)動(dòng)橋再也不能停留在載貨車(chē)單一的、抵擋次的技術(shù)水平上，隨著新材料、新能源、電子測(cè)控及信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，應(yīng)用這些高新科技武裝和改造傳統(tǒng)的汽車(chē)工業(yè)，以新型的驅(qū)動(dòng)橋大幅度地提高車(chē)輛的安全性、舒適性和經(jīng)濟(jì)性，為廣大消費(fèi)者提供節(jié)能型和環(huán)保型的汽車(chē)產(chǎn)品。驅(qū)動(dòng)橋的技術(shù)發(fā)展大致有以下幾個(gè)方面：
（1）整車(chē)總體布置上要滿足發(fā)動(dòng)機(jī)前置或后置的要求；車(chē)橋的輪距和簧距在一定范圍內(nèi)可調(diào)的要求：汽車(chē)（主要是客車(chē)）進(jìn)一步降低地板的要求，主傳動(dòng)速比擴(kuò)大變化范圍的要求
（2）在制動(dòng)方面要滿足制動(dòng)間隙的自動(dòng)調(diào)整，制動(dòng)防抱死、防跑偏、防側(cè)滑；制動(dòng)不疲軟、不僵硬、不嘯叫；制動(dòng)力矩大、制動(dòng)距離??；摩擦片耐磨、壽命長(zhǎng)；制動(dòng)真空助力及制動(dòng)緩速裝置等。
（3）在懸架方面，要求減震性能好，不側(cè)傾，可升降、行駛更平穩(wěn)、更舒適。
（4）對(duì)驅(qū)動(dòng)橋本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求減輕自重，增加剛性，提高傳動(dòng)效率，改善密封性能，降低系統(tǒng)噪聲，便于維修等。當(dāng)前，在驅(qū)動(dòng)橋上出現(xiàn)的新型結(jié)構(gòu)和高新技術(shù)有：
a、制動(dòng)間隙的調(diào)整由自動(dòng)調(diào)整臂替代手動(dòng)調(diào)整臂。按國(guó)家GB12676~1999（汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性能和試驗(yàn)方法）的規(guī)定，到2003年1月凡使用凸輪式氣制動(dòng)的汽車(chē)必須強(qiáng)制安裝制動(dòng)間隙自動(dòng)調(diào)整臂，保證各個(gè)車(chē)輪的制動(dòng)間隙維持恒定，從而保證汽車(chē)行駛安全。該技術(shù)在國(guó)外以普遍采用，最有名的生產(chǎn)廠家是瑞典的漢德公司和美國(guó)的美馳公司，國(guó)內(nèi)有吉林天成、商丘德信和東風(fēng)公司在開(kāi)發(fā)研制。
b、盤(pán)式制動(dòng)器相對(duì)于鼓式制動(dòng)器，具有制動(dòng)力矩大，可縮短制動(dòng)距離，制動(dòng)平穩(wěn)，散熱條件好（熱衰退小，不疲軟，摩擦片耐磨、壽命長(zhǎng)），更換摩擦片便捷等優(yōu)越性，正廣泛應(yīng)用于轎車(chē)和輕微型汽車(chē)上，并有前盤(pán)后鼓配置轉(zhuǎn)交為前后盤(pán)的趨勢(shì)，國(guó)外在中、重型汽車(chē)，尤其是大型客車(chē)上以大量采用，取得十分理想的效果，不失為汽車(chē)制動(dòng)技術(shù)的新寵。國(guó)內(nèi)已有十余家開(kāi)始輕型盤(pán)式制動(dòng)器的國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)，而中、重型盤(pán)式制動(dòng)器卻處于空白狀態(tài)。
c、制動(dòng)緩速裝置是安全制動(dòng)的輔助系統(tǒng)，它解決了由于車(chē)輪摩擦過(guò)熱產(chǎn)生的熱衰退，導(dǎo)致制動(dòng)性能急劇下降，以及輪胎易分層造成早期爆裂等問(wèn)題，減少車(chē)輛因制動(dòng)失靈帶來(lái)的的危險(xiǎn)，還可以承擔(dān)90%制動(dòng)力矩，提高摩擦片壽命4-8倍，在歐、美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家的客車(chē)幾乎都使用，載重車(chē)的安裝率已達(dá)80%，是一項(xiàng)十分成熟的技術(shù)，而在我國(guó)剛剛起步。又深圳特爾佳科技運(yùn)輸有限公司引進(jìn)法國(guó)泰馬爾技術(shù)而研制開(kāi)發(fā)的無(wú)繼電器電渦流緩減器，在客車(chē)上實(shí)驗(yàn)取得滿意效果。由上海福伊特驅(qū)動(dòng)技術(shù)系統(tǒng)有限公司采用德國(guó)VOITH公司技術(shù)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的液力渦流緩減速器，具有扭矩大、重量輕、散熱快等優(yōu)點(diǎn)，在汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)中可實(shí)現(xiàn)串聯(lián)安裝和并聯(lián)安裝。
d、ABS制動(dòng)防拖死系統(tǒng)以有及相繼開(kāi)發(fā)的ASR驅(qū)動(dòng)防滑調(diào)節(jié)系統(tǒng)，ABR防側(cè)滑控制系統(tǒng)，EBS電子控制制動(dòng)系統(tǒng)和VDC車(chē)輛動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)，構(gòu)成汽車(chē)數(shù)學(xué)化制動(dòng)體系，能使車(chē)輪始終處于最佳制動(dòng)狀態(tài)，最有效的利用地面附著力，避免了前輪抱死喪失轉(zhuǎn)向能力，防止了后輪抱死產(chǎn)生側(cè)滑甩尾的弊端，極大的提高了車(chē)輛行駛的本質(zhì)安全性。在國(guó)外大都普遍采用。國(guó)內(nèi)有重慶聚能、山東威名、西安博華、浙江亞太、廣州科米及東風(fēng)制動(dòng)系統(tǒng)公司等幾家在研發(fā)生產(chǎn)。
e、空氣懸架以其自振頻率低，吸振能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，可大大改善汽車(chē)行駛的舒適性和平順性，提高懸架系統(tǒng)壽命10倍，在歐美裝車(chē)率：客車(chē)達(dá)95%、載貨車(chē)達(dá)80%，拖掛車(chē)也達(dá)40%以上，國(guó)內(nèi)在高檔豪華客車(chē)上安裝，大部分靠近口，主要是美國(guó)扭威和固特異。
f、低地板門(mén)式驅(qū)動(dòng)橋及偏置動(dòng)力輸入口設(shè)計(jì)，滿足城市及高速公路客車(chē)的需要，車(chē)內(nèi)地板由800~850MM降低到350~400MM，以降低汽車(chē)重心，提高車(chē)輛行駛穩(wěn)定性和平順性，便于乘客上、下車(chē)，目前，國(guó)產(chǎn)高檔豪華客車(chē)開(kāi)始采用，但完全靠進(jìn)口，主要從德國(guó)采夫公司及曼公司、美國(guó)美馳公司和瑞典沃爾沃公司等廠家引進(jìn)。
g、為提高汽車(chē)的通過(guò)性，對(duì)道路的適應(yīng)性及減少輪胎磨損等要求，分別采用了差速鎖裝置、懸架可升降裝置、四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、輪胎放氣及氣壓監(jiān)控系統(tǒng)，后者由軍事交通學(xué)院研制并在一汽紅旗世紀(jì)星轎車(chē)及5t、7t級(jí)載貨車(chē)上試驗(yàn)獲得成功。
2、制造工藝技術(shù)方面：
產(chǎn)品的技術(shù)含量及質(zhì)量?jī)?yōu)劣，很大程度上取決于制造技術(shù)水平的高低，為使加工質(zhì)量更高，制造成本更低，驅(qū)動(dòng)橋及錐齒輪待業(yè)，注意跟蹤國(guó)內(nèi)外科技發(fā)展趨勢(shì)，廣泛用行之有效的四心成果。主要有：
（1）輕量化設(shè)計(jì)、減輕自重、節(jié)省材料，用沖焊整體橋殼替代鑄造插管橋殼；以鑄帶鍛，提高鑄鐵牌號(hào)，減小鑄件壁厚及幾何尺寸誤差：采用精段工藝，使加工余量在徑向減小到0.75~1.25MM，在軸向減小到0.6~1.00MM。制動(dòng)凸輪用精鍛取代切削成形。
（2）廣泛應(yīng)用數(shù)控設(shè)備及加工中心，提高工藝柔性及加工精度，采用不重磨刀片、陶瓷刀片、槍鉆、U鉆、涂層及納米處理技術(shù)提高刀具壽命及加工精度，采用立方氮化硼（CBN）砂輪及金剛滾輪，提高磨具壽命及加工一致性。
（3）大量采用少屑無(wú)屑加工：如螺紋用滾壓替代車(chē)削、洗削和套絲：花鍵用冷軋或冷推替代洗削。
（4）對(duì)中碳剛件。普遍采用高、中頻感應(yīng)加熱、自動(dòng)噴水淬火，采用靜變頻電源，大功率一次淬火工藝已在半軸、轉(zhuǎn)向節(jié)等主要零件上推廣，取得交好技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。
（5）CO2自動(dòng)保護(hù)焊、摩擦焊、激光焊、埋弧焊及數(shù)控等離子切割技術(shù)在驅(qū)動(dòng)橋的加工制造中得到充分的應(yīng)用。
（6）產(chǎn)品的裝配、調(diào)整、試驗(yàn)技術(shù)越來(lái)越被人們關(guān)注，螺紋連接普遍采用定扭矩扳手及擰緊機(jī)，裝配間隙或予緊負(fù)荷的調(diào)正，應(yīng)用計(jì)算機(jī)及數(shù)控測(cè)量技術(shù)，動(dòng)態(tài)模擬精選精調(diào)，如東風(fēng)車(chē)橋股份有限公司同成都電子科技大學(xué)合作研制的主動(dòng)錐齒輪總成選墊片機(jī)，一次選配成功，保證其軸承的予緊負(fù)荷?？偝稍囼?yàn)采用計(jì)算機(jī)及變頻控制技術(shù)，模擬工況施加載荷，分別測(cè)試出所需定量的技術(shù)參數(shù)，保證了產(chǎn)品的可靠性。如東風(fēng)車(chē)橋股份有限公司分別同浙江大學(xué)和重慶大學(xué)合作開(kāi)發(fā)的驅(qū)動(dòng)橋總成綜合試蘊(yùn)機(jī)，可定量測(cè)定出傳動(dòng)噪聲，兩輪制動(dòng)力矩及力矩差，制動(dòng)距離及制動(dòng)時(shí)間等，試驗(yàn)結(jié)果由電子屏幕清晰顯示。
（7）此外在驅(qū)動(dòng)橋上采用新的密封技術(shù)（新型油封結(jié)構(gòu)、耐磨耐熱、高跟隨性的密封材料等）、降噪技術(shù)（加狀吸振環(huán)，箱體內(nèi)腔涂吸振涂料等）和新的摩擦材料（第二代FBS—1軟性無(wú)石棉摩擦片由南京理工大學(xué)開(kāi)發(fā)，南京宏光空降設(shè)備廠研制，具有優(yōu)良的耐熱性，高的摩擦系數(shù)穩(wěn)定性，低的磨損率，大大改善了制動(dòng)僵硬和高低頻噪聲，延長(zhǎng)使用壽命，有取代半金屬，鋼纖維摩擦片的趨勢(shì)）。提高旋轉(zhuǎn)件的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，輪廓制動(dòng)鼓采用動(dòng)平衡措施。
3、錐齒輪技術(shù)方面：
（1）弧齒錐齒輪（或準(zhǔn)雙曲面齒輪）的加工，開(kāi)始由一汽用俄羅斯援建技術(shù)，于1956年表現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)。1967年，由東風(fēng)車(chē)橋股份有限公司與綦江齒輪廠首次引進(jìn)美國(guó)Gleason公司的成套設(shè)備，并相繼由天津第一機(jī)床廠、南京機(jī)床廠及內(nèi)江機(jī)床廠進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化切齒設(shè)備的研制，從而奠定了我國(guó)弧齒錐齒輪加工的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。隨著Gleason公司的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，陸續(xù)引進(jìn)了G645、G666、G610等80年代先進(jìn)設(shè)備，90年代又引進(jìn)了最新PHOENIX系列數(shù)控銑齒機(jī)。進(jìn)入新千年，東風(fēng)車(chē)橋股份有限公司為滿足客車(chē)對(duì)降噪的要求，不惜重金又引進(jìn)了PHOENIX450HG磨齒機(jī)及M—M3525—4E數(shù)控齒輪檢測(cè)中心。形成了弧齒錐齒輪加工制造的高水平閉環(huán)系統(tǒng)。PHOENIX、450HG磨齒機(jī)系美國(guó)Gleason公司最新開(kāi)發(fā)的八軸數(shù)控六軸連動(dòng)的先進(jìn)設(shè)備，對(duì)各種弧齒錐齒輪的輪齒表面可實(shí)現(xiàn)成形法磨削。生產(chǎn)效率高，以EQ1092F主傳動(dòng)弧齒錐齒輪為例，主動(dòng)輪單面磨削時(shí)間為15-18秒/齒，高于銑齒一倍多，從動(dòng)輪單齒時(shí)間為3.1-4秒/齒，比G609銑齒效率也高一倍，該設(shè)備加工精度可達(dá)5-6級(jí)，嚙合噪聲也可大大降低，仍以EQ1092F為例，在主傳動(dòng)1000轉(zhuǎn)/分條件下，正車(chē)面嚙合噪聲由83-86分貝降至70分貝，反車(chē)面由90-93分貝降至80分貝以下，完全滿足高檔豪華客車(chē)的要求。此外，該設(shè)備用于修復(fù)由于熱處理變形而未達(dá)標(biāo)的齒輪也具有十分可觀的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
（3）齒輪趕切技術(shù)是意大利桑埔坦斯利（SAMPUTENSILI）公司開(kāi)發(fā)的，開(kāi)始應(yīng)用于圓柱齒輪的滾切。美國(guó)Gleason公司為滿足弧齒錐齒輪的干切要求，開(kāi)發(fā)出PHOENIXII型275HC數(shù)控銑齒輪機(jī)，可加工直徑￠275，工件主軸及刀具主軸均由電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。干切技術(shù)的基本原理是在高速切削下，切削高速飛出，切削熱在沒(méi)有傳導(dǎo)到刀具及工件之前，就被切屑帶走了，使刀具及工件溫度不會(huì)上升很多，也不會(huì)造成機(jī)床的熱變形，其刀具可用硬質(zhì)合金或高速工具鋼材料，但必須經(jīng)涂層（涂層材料為T(mén)IAIN）。切削速度：粗切達(dá)280M/分、精切達(dá)600M/分，走刀量粗切為1.77舳/分，精切為0.6MM/分，可提高加工效率3-5倍，節(jié)省了冷卻潤(rùn)滑液的費(fèi)用，同時(shí)避免了用冷卻潤(rùn)滑液造成的污染，加工成本可降低15%左右，由于國(guó)內(nèi)運(yùn)用條件尚不成熟，今后有待應(yīng)用。
1.2研究目的與意義
本課題是對(duì)HQ1090車(chē)用5.5噸級(jí)驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。故將以“驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)”內(nèi)容對(duì)驅(qū)動(dòng)橋及其主要零部件的結(jié)構(gòu)形式與設(shè)計(jì)計(jì)算作一一介紹。
驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)，由驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)組成、功能、工作特點(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)形式及布置方法，全面介紹了驅(qū)動(dòng)橋車(chē)輪的傳動(dòng)裝置和橋殼的各種結(jié)構(gòu)形式與設(shè)計(jì)計(jì)算方法。
汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋是汽車(chē)的重大組成部分，承載著汽車(chē)的滿載簧荷重及地面經(jīng)車(chē)輪、車(chē)架及承載式車(chē)身經(jīng)懸架給予的鉛垂力、縱向力、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(chē)驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)形式和實(shí)際參數(shù)除對(duì)汽車(chē)的可靠性與耐久性有重要的影響性外，也對(duì)汽車(chē)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(chē)驅(qū)動(dòng)橋在汽車(chē)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)橋包含主減速器、差速器、驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置（半軸及輪邊減速器）、橋殼和各種齒輪、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(chē)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(chē)設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)的全面知識(shí)和技能。
二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題
1、設(shè)計(jì)的只要內(nèi)容
(1) 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)的總體方案論證;非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋,斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋.
(2) 主減速器設(shè)計(jì);
(3) 差速器設(shè)計(jì);
(4) 驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì);
(5) 驅(qū)動(dòng)橋橋殼設(shè)計(jì);
2、需解決的主要問(wèn)題
(1)如何做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝好，制造容易，拆裝、調(diào)整方便。、
(2)如何將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩通過(guò)萬(wàn)向傳動(dòng)軸將動(dòng)力傳遞到后輪子上，達(dá)到更好的車(chē)輪牽引力與轉(zhuǎn)向力的有效發(fā)揮，從而提高汽車(chē)的行駛能力。
(3)差速器向兩邊半軸傳遞動(dòng)力的同時(shí)，允許兩邊半軸以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，滿足兩邊車(chē)輪盡可能以純滾動(dòng)的形式不等距行駛，減少輪胎與地面的摩擦。
(4)各個(gè)部件的強(qiáng)度校核
三、技術(shù)路線（研究方法）
非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋
斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋
驅(qū)動(dòng)橋總成的結(jié)構(gòu)型式及布置
主
減
速
器
差
速
器
驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的半軸
驅(qū)動(dòng)橋橋殼
參數(shù)選擇設(shè)計(jì)計(jì)算
參數(shù)選擇設(shè)計(jì)計(jì)算
參數(shù)選擇設(shè)計(jì)計(jì)算
參數(shù)選擇設(shè)計(jì)計(jì)算
各個(gè)部件強(qiáng)度校核
用AutoCAD完成裝配圖，零件圖表達(dá)設(shè)計(jì)
撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)
四、進(jìn)度安排
（1）調(diào)研、資料收集，完成開(kāi)題報(bào)告 第1、2周
（2）確定總體方案 第3周
（3）驅(qū)動(dòng)橋部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 第4~9周
（4）完成所設(shè)計(jì)裝配圖與零件圖圖紙 第10~12周
（5）完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě)，指導(dǎo)教師審核 第13周
（6）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）修改、完善 第14周
（7）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）審核、預(yù)審 第15周
（8）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）修改、完善 第15、16周
（9）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周
五、參考文獻(xiàn)
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六、備注
指導(dǎo)教師意見(jiàn)：
簽字： 年 月 日
黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
摘 要
載重汽車(chē)后橋（驅(qū)動(dòng)橋）作為汽車(chē)四大總成之一，它承載著載重汽車(chē)的滿載荷負(fù)重及地面經(jīng)車(chē)輪、車(chē)架及承載式車(chē)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；后橋（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(chē)驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)型式和設(shè)計(jì)參數(shù)除對(duì)汽車(chē)的可靠性與耐久性有重要影響外，也對(duì)汽車(chē)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。為滿足目前當(dāng)前載貨汽車(chē)的快速、高效率、高效益的需要時(shí)，必須要搭配一個(gè)高效、可靠的驅(qū)動(dòng)橋。
本文參照傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了載重汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)。希望做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、造價(jià)低廉的效果。本文首先通過(guò)設(shè)計(jì)參數(shù)確定主要部件的結(jié)構(gòu)型式；然后參考類(lèi)似驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)，確定出總體設(shè)計(jì)方案；如驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)型式按工作特性分為兩大類(lèi)，最后選取非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。主減速器結(jié)構(gòu)形式選取機(jī)械傳動(dòng)效率高，易損件減少，可靠性增加的單級(jí)主減速器。差速器結(jié)構(gòu)形式選擇廣泛應(yīng)用的對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器。最后對(duì)主、從動(dòng)錐齒輪、半軸齒輪和全浮式半軸強(qiáng)度進(jìn)行校核以及對(duì)支承軸承進(jìn)行了壽命校核。
關(guān)鍵詞：載重汽車(chē)；后橋；主減速器；差速器；半軸；齒輪
ABSTRACT
Load truck driving axle (driving axle) as one of the four big car assembly, it carries with heavy trucks full of load weight and ground the wheel, frame, and monocoque body the suspension of the lead to vertical force, longitudinal force, transverse force and torque, and impact load; Driving axle (driving axle) also passed the transmission of the maximum torque, bridge is under adverse effect moment shell. Car driving axle structure and design parameters in addition to the reliability of the automobile and durability has a significant effect on the outside, also for the automobile driving performance such as power, economy, smooth, through the sex, mobility and exercise has a direct impact on the dynamic stability, etc. At present the current commercial vehicles to meet the rapid, high efficiency, high benefit when need, must want to match a more efficient and reliable driving axle.
In this paper the design method of the traditional reference to drive the car driving axle load of the design. Hope to do simple structure, reliable operation, low in cost effect. This paper first through the design parameter determination of the main parts of structural type; Then the structure of the reference similar thing, to determine the overall design project; Such as the structural type thing according to work characteristics into two categories, the last thing the broken off selection. The Lord reducer structure form selection machine of high transmission efficiency, reduce the increase reliability, vulnerable single stage Lord reducer. Differential structure choose widely used symmetric cone of planetary gear differential. Finally, driven to the bevel gear and half axle gear and all the serving the half shaft test of strength and the supporting bearing life respectively.
Key words: Truck；Rear axle；The Lord reducer；Differential；Half shaft；gear
II
黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
目 錄
摘要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
1.1 課題研究的目的與意義 1
1.2 課題的國(guó)內(nèi)外驅(qū)動(dòng)橋研究狀況和發(fā)展趨勢(shì) 2
1.3 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容與技術(shù)路線 5
第2章 驅(qū)動(dòng)橋的總體方案確定 7
2.1 非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋 7
2.2 斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋 8
2.3 多橋驅(qū)動(dòng)的布置 8
2.4 本章小結(jié) 9
第3章 主減速器設(shè)計(jì) 10
3.1 主減速器結(jié)構(gòu)方案分析 10
3.1.1 主減速器的齒輪類(lèi)型 10
3.1.2 結(jié)構(gòu)形式 11
3.2 主減速器主從動(dòng)錐齒輪的支承方案 12
3.2.1 主動(dòng)錐齒輪的支承 13
3.2.2 從動(dòng)錐齒輪的支承 13
3.3 主減速器的基本參數(shù)的選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 13
3.3.1 主減速器計(jì)算載荷的確定 13
3.3.2 主減速器齒輪參數(shù)的選擇 15
3.4 主減速器圓弧錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 19
3.4.1 損壞形式及壽命 19
3.4.2 主減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 21
3.5 主減速器齒輪的材料及熱處理 24
3.6 主減速器軸承計(jì)算 25
3.6.1 作用在主減速器主動(dòng)齒輪上的力 25
3.6.2 主減速器軸承載荷的計(jì)算 28
3.7 主減速器的潤(rùn)滑 31
3.8 本章小結(jié) 31
第4章 差速器設(shè)計(jì) 32
4.1 差速器結(jié)構(gòu)形式選擇 32
4.2 對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器原理 33
4.3差速器齒輪的基本參數(shù)選擇 34
4.3.1 差速器齒輪的基本參數(shù)選擇 34
4.3.2 差速器齒輪的幾何尺寸計(jì)算 36
4.4差速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 38
4.5差速器齒輪材料 39
4.6 本章小結(jié) 39
第5章 半軸設(shè)計(jì) 40
5.1 半軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 40
5.1.1 全浮式半軸的計(jì)算載荷的確定 40
5.1.2 全浮式半軸桿部直徑的初選 42
5.1.3 全浮式半軸強(qiáng)度計(jì)算 42
5.1.4 全浮式半軸花鍵強(qiáng)度計(jì)算 43
5.2 半軸材料與熱處理 44
5.3 本章小結(jié) 44
第6章 驅(qū)動(dòng)橋橋殼設(shè)計(jì) 46
6.1 概述 46
6.2 橋殼的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算 46
6.2.1 橋殼的靜彎曲應(yīng)力計(jì)算 46
6.2.2 在不平路面沖擊載荷作用下橋殼的強(qiáng)度 48
6.2.3 汽車(chē)以最大牽引力行駛時(shí)的橋殼的強(qiáng)度計(jì)算 48
6.2.4 汽車(chē)緊急制動(dòng)時(shí)的橋殼強(qiáng)度計(jì)算 50
6.2.5 汽車(chē)受最大側(cè)向力時(shí)橋殼強(qiáng)度計(jì)算 51
6.3 本章小結(jié) 54
結(jié)論 55
參考文獻(xiàn) 56
致謝 57
附錄 58
附錄A 外文文獻(xiàn)原文 58
附錄B 外文文獻(xiàn)中文翻譯 63
黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
第1章 緒 論
1.1 研究的目的與意義
汽車(chē)并非空穴來(lái)風(fēng)，它是人類(lèi)成百上千年來(lái)幻想與企盼的結(jié)晶，是人類(lèi)科學(xué)技術(shù)才能的積累。汽車(chē)作為商品在世界各處都有廣闊的市場(chǎng)，有引起生產(chǎn)批量大而給企業(yè)帶來(lái)豐厚的利潤(rùn)。汽車(chē)品中的多樣性可滿足各種生產(chǎn)、生活的需求，而且有良好的社會(huì)效益。汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，帶動(dòng)了許多相關(guān)企業(yè)、事業(yè)，包括鋼鐵、石油、橡膠、塑料、機(jī)床、道路、汽車(chē)銷(xiāo)售、售后服務(wù)、運(yùn)輸、交通管理等的發(fā)展。近百年來(lái)，汽車(chē)工業(yè)之所以長(zhǎng)生不衰主要得益于市場(chǎng)和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，是汽車(chē)能逐漸完善并滿足使用者的需求。
本課題是對(duì)HQ1080貨車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。故本說(shuō)明書(shū)將以“驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)”內(nèi)容對(duì)驅(qū)動(dòng)橋及其主要零部件的結(jié)構(gòu)型式與設(shè)計(jì)計(jì)算作一一介紹。
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(chē)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(chē)驅(qū)動(dòng)橋是汽車(chē)的重大總成，承載著汽車(chē)的滿載簧荷重及地面經(jīng)車(chē)輪、車(chē)架及承載式車(chē)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(chē)驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)型式和設(shè)計(jì)參數(shù)除對(duì)汽車(chē)的可靠性與耐久性有重要影響外，也對(duì)汽車(chē)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(chē)驅(qū)動(dòng)橋在汽車(chē)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)橋包含主減速器、差速器、驅(qū)動(dòng)車(chē)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(jiàn)，汽車(chē)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(chē)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(chē)設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)的全面知識(shí)和技能[1]。
所設(shè)計(jì)的HQ1080貨車(chē)驅(qū)動(dòng)橋制造工藝性好、外形美觀，工作更穩(wěn)定、可靠。該驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)大大降低了制造成本，同時(shí)驅(qū)動(dòng)橋使用維護(hù)成本也降低了。驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)符合HQ1080貨車(chē)的整體結(jié)構(gòu)要求。設(shè)計(jì)的產(chǎn)品達(dá)到了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，修理、保養(yǎng)方便；機(jī)件工藝性好，制造容易的要求。
1.2 國(guó)內(nèi)外驅(qū)動(dòng)橋研究狀況和發(fā)展趨勢(shì)
目前我國(guó)正在大力發(fā)展汽車(chē)產(chǎn)業(yè),采用后輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)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(chē)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(chē)型的不同，這種費(fèi)用將會(huì)有很大的差別。如果你的變速器出了故障，對(duì)于后輪驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)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(chē)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(chē)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)外研究的重點(diǎn)在于：從翹課的制造技術(shù)尋求制造工藝先進(jìn)、制造效率高、成本低的方法；從齒輪減速形式上將傳統(tǒng)的中央單級(jí)主減速器發(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(chē)橋內(nèi)部的主從動(dòng)齒輪、行星齒輪及圓柱齒輪采用精磨加工，以滿足汽車(chē)高速行駛要求及法規(guī)對(duì)于噪聲控制的要求[2]。
以下是具體的技術(shù)發(fā)展動(dòng)向:
1、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面
為滿足市場(chǎng)多樣化及用戶個(gè)性化的需求，驅(qū)動(dòng)橋再也不能停留在載貨車(chē)單一的、低檔次的技術(shù)水平上，隨著新材料、新能源、電子測(cè)控及信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，應(yīng)用這些高新科技武裝和改造傳統(tǒng)的汽車(chē)工業(yè)，以新型的驅(qū)動(dòng)橋大幅度地提高車(chē)輛的安全性、舒適性和經(jīng)濟(jì)性，為廣大消費(fèi)者提供節(jié)能型和環(huán)保型的汽車(chē)產(chǎn)品。驅(qū)動(dòng)橋的技術(shù)發(fā)展大致有以下幾個(gè)方面：
（1）整車(chē)總體布置上要滿足發(fā)動(dòng)機(jī)前置或后置的要求；車(chē)橋的輪距和簧距在一定范圍內(nèi)可調(diào)的要求：汽車(chē)（主要是客車(chē)）進(jìn)一步降低地板的要求，主傳動(dòng)速比擴(kuò)大變化范圍的要求
（2）在制動(dòng)方面要滿足制動(dòng)間隙的自動(dòng)調(diào)正，制動(dòng)防抱死、防跑偏、防側(cè)滑；制動(dòng)不疲軟、不僵硬、不嘯叫；制動(dòng)力矩大、制動(dòng)距離小；摩擦片耐磨、壽命長(zhǎng)；制動(dòng)真空助力及制動(dòng)緩速裝置等。
（3）在懸架方面，要求減震性能好，不側(cè)傾，可升降、行駛更平穩(wěn)、更舒適。
（4）對(duì)驅(qū)動(dòng)橋本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求減輕自重，增加剛性，提高傳動(dòng)效率，改善密封性能，降低系統(tǒng)噪聲，便于維修等。當(dāng)前，在驅(qū)動(dòng)橋上出現(xiàn)的新型結(jié)構(gòu)和高新技術(shù)有：
a、制動(dòng)間隙的調(diào)正由自動(dòng)調(diào)整臂替代手動(dòng)調(diào)整臂。按國(guó)家GBl2676～1999（汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性能和試驗(yàn)方法）的規(guī)定，到2003年1月凡使用凸輪式氣制動(dòng)的汽車(chē)必須強(qiáng)制安裝制動(dòng)間隙自動(dòng)調(diào)整臂，保證各個(gè)車(chē)輪的制動(dòng)間隙維持恒定，從而保證汽車(chē)行駛安全。該技術(shù)在國(guó)外已普遍采用，最有名的生產(chǎn)廠家是瑞典的漢德公司和美國(guó)的美馳公司，國(guó)內(nèi)有吉林天成、商丘德信和東風(fēng)公司在開(kāi)發(fā)研制。
b、盤(pán)式制動(dòng)器相對(duì)于鼓式制動(dòng)器，具有制動(dòng)力矩大，可縮短制動(dòng)距離，制動(dòng)平穩(wěn)，散熱條件好（熱衰退小，不疲軟，摩擦片耐磨、壽命長(zhǎng)），更換摩擦片便捷等優(yōu)越性，正廣泛應(yīng)用于轎車(chē)和輕、微型汽車(chē)上，并有前盤(pán)后鼓配置轉(zhuǎn)交為前盤(pán)后盤(pán)的趨勢(shì)，國(guó)外在中、重型汽車(chē)，尤其是大型客車(chē)上己大量采用，取得十分理想的效果，不失為汽車(chē)制動(dòng)技術(shù)的新寵。國(guó)內(nèi)已有十余家開(kāi)始輕型盤(pán)式制動(dòng)器的國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)，而中、重型盤(pán)式制動(dòng)器卻處于空白狀態(tài)。
c、制動(dòng)緩速裝置是安全制動(dòng)的輔助系統(tǒng)，它解決了由于車(chē)輪摩擦過(guò)熱產(chǎn)生的熱衰退，導(dǎo)致制動(dòng)性能急劇下降，以及輪胎易分層造成早期爆裂等問(wèn)題，減少車(chē)輛因制動(dòng)失靈帶來(lái)的危險(xiǎn)，還可以承擔(dān)90％制動(dòng)力矩，提高摩擦片壽命4-8倍，在歐、美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家的客車(chē)幾乎都使用，載重車(chē)的安裝率已達(dá)80％，是一項(xiàng)十分成熟的技術(shù)，而在我國(guó)則剛剛起步。由深圳特爾佳科技運(yùn)輸有限公司引進(jìn)法國(guó)泰馬爾技術(shù)而研制開(kāi)發(fā)的無(wú)繼電器電渦流緩速器，在客車(chē)上試驗(yàn)取得滿意效果。由上海福伊特驅(qū)動(dòng)技術(shù)系統(tǒng)有限公司采用德國(guó)VOITH公司技術(shù)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的液力渦流緩速器，具有扭矩大（4000N·m）、重量輕（85kg）、散熱快等優(yōu)點(diǎn)，在汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)中可實(shí)現(xiàn)串聯(lián)安裝和并聯(lián)安裝。
d、ABS制動(dòng)防拖死系統(tǒng)以有及相繼開(kāi)發(fā)的ASR驅(qū)動(dòng)防滑調(diào)節(jié)系統(tǒng)，ABR防側(cè)滑控制系統(tǒng)，EBS電子控制制動(dòng)系統(tǒng)和VDC車(chē)輛動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)，構(gòu)成汽車(chē)數(shù)字化制動(dòng)體系，能使車(chē)輪始終處于最佳制動(dòng)狀態(tài)，最有效的利用地面附著力，避免了前輪抱死喪失轉(zhuǎn)向能力，防止了后輪抱死產(chǎn)生側(cè)滑甩尾的弊端，極大的提高了車(chē)輛行駛的本質(zhì)安全性。在國(guó)外大都普遍采用。國(guó)內(nèi)有重慶聚能、山東威明、西安博華、浙江亞太、廣州科米及東風(fēng)制動(dòng)系統(tǒng)公司等幾家在研發(fā)生產(chǎn)。
e、空氣懸架以其自振頻率低，吸振能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，可大大改善汽車(chē)行駛的舒適性和平順性，提高懸架系統(tǒng)壽命10倍，在歐美裝車(chē)率：客車(chē)達(dá)95％、載貨車(chē)達(dá)80％，拖掛車(chē)也達(dá)40％以上，國(guó)內(nèi)在高檔豪華客車(chē)上安裝，大部分靠進(jìn)口，主要是美國(guó)扭威（N踟AY）和固特異（GoodYear）的居多。
f、低地板門(mén)式驅(qū)動(dòng)橋及偏置動(dòng)力輸入口設(shè)計(jì)，滿足城市及高速公路客車(chē)的需要，車(chē)內(nèi)地板由800～850mm降低到350～400mm，以降低汽車(chē)重心，提高車(chē)輛行駛穩(wěn)定性和平順性，便于乘客上、下車(chē)，目前，國(guó)產(chǎn)高檔豪華客車(chē)開(kāi)始采用，但完全靠進(jìn)口，主要從德國(guó)采夫公司及曼公司、美國(guó)美馳公司和瑞典沃爾沃公司等廠家引進(jìn)。
g、為提高汽車(chē)的通過(guò)性，對(duì)道路的適應(yīng)性及減少輪胎磨損等要求，分別采用了差速鎖裝置、懸架可升降裝置、四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、輪胎放氣及氣壓監(jiān)控系統(tǒng)，后者由軍事交通學(xué)院研制并在一汽紅旗世紀(jì)星轎車(chē)及5t、7t級(jí)載貨車(chē)上試驗(yàn)獲得成功[2]。
2、制造工藝技術(shù)方面：
產(chǎn)品的技術(shù)含量及質(zhì)量?jī)?yōu)劣，很大程度上取決于制造技術(shù)水平的高低，為使加工質(zhì)量更高，制造成本更低，驅(qū)動(dòng)橋及錐齒輪待業(yè)，注意跟蹤國(guó)內(nèi)外科技發(fā)展趨勢(shì)，廣泛采用行之有效的四新成果。主要有：
（1）輕量化設(shè)計(jì)、減輕自重、節(jié)省材料，用沖焊整體橋殼替代鑄造插管橋殼；以鑄代鍛，提高鑄鐵牌號(hào)，減小鑄件壁厚及幾何尺寸誤差：采用精鍛工藝，使加工余量在徑向減小到0.75～1.25mm，在軸向減小到0.6～1.00mm。制動(dòng)凸輪用精鍛取代切削成形。
（2）廣泛應(yīng)用數(shù)控設(shè)備及加工中心，提高工藝柔性及加工精度，采用不重磨刀片、陶瓷刀片、槍鉆、U鉆、涂層及納米處理技術(shù)提高刀具壽命及加工精度，采用立方氮化硼（CBN）砂輪及金剛滾輪，提高磨具壽命及加工一致性。
（3）大量采用少屑無(wú)屑加工：如螺紋用滾壓替代車(chē)削、銑削和套絲：花鍵用冷軋或冷推替代銑削。
（4）對(duì)中碳鋼件。普遍采用高、中頻感應(yīng)加熱、自動(dòng)噴水淬火，采用靜變頻電源，大功率一次淬火工藝已在半軸、轉(zhuǎn)向節(jié)等主要零件上推廣，取得較好技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。
（5）C02自動(dòng)保護(hù)焊、摩擦焊、激光焊、埋弧焊及數(shù)控等離子切割技術(shù)在驅(qū)動(dòng)橋的加工制造中得到充分的應(yīng)用。
（6）產(chǎn)品的裝配、調(diào)正、試驗(yàn)技術(shù)越來(lái)越被人們關(guān)注，螺紋連接普遍采用定扭矩扳手及擰緊機(jī)，裝配間隙或予緊負(fù)荷的調(diào)正，應(yīng)用計(jì)算機(jī)及數(shù)控測(cè)量技術(shù)，動(dòng)態(tài)模擬精選精調(diào)，如東風(fēng)車(chē)橋股份有限公司同成都電子科技大學(xué)合作研制的主動(dòng)錐齒輪總成選墊片機(jī)，一次選配成功，保證其軸承的予緊負(fù)荷?？偝稍囼?yàn)采用計(jì)算機(jī)及變頻控制技術(shù)，模擬工況施加載荷，分別測(cè)試出所需定量的技術(shù)參數(shù)，保證了產(chǎn)品的可靠性。如東風(fēng)車(chē)橋股份有限公司分別同浙江大學(xué)和重慶大學(xué)合作開(kāi)發(fā)的驅(qū)動(dòng)橋總成綜合試蘊(yùn)機(jī)，可定量測(cè)定出傳動(dòng)噪聲，兩輪制動(dòng)力矩及力矩差，制動(dòng)距離及制動(dòng)時(shí)間等，試驗(yàn)結(jié)果由電子屏幕清晰顯示。
（7）此外在驅(qū)動(dòng)橋上采用新的密封技術(shù)（新型油封結(jié)構(gòu)、耐磨耐熱、高跟隨性的密封材料等）、降噪技術(shù)（加裝吸振環(huán)，箱體內(nèi)腔涂吸振涂料等）和新的摩擦材料（第二代FBs—l軟性無(wú)石棉摩擦片由南京理工大學(xué)開(kāi)發(fā)，南京宏光空降設(shè)備廠研制，具有優(yōu)良的耐熱性，高的摩擦系數(shù)穩(wěn)定性，低的磨損率，大大改善制動(dòng)僵硬和高低頻噪聲，延長(zhǎng)使用壽命，有取代半金屬，鋼纖緯摩擦片的趨勢(shì)）。提高旋轉(zhuǎn)件的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，輪轂制動(dòng)鼓采用動(dòng)平衡措施[2]。
3、錐齒輪技術(shù)方面：
（1）弧齒錐齒輪（或準(zhǔn)雙曲面齒輪）的加工，開(kāi)始由一汽用俄羅斯援建技術(shù)，于1956年實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)。1967年，由東風(fēng)車(chē)橋股份有限公司與綦江齒輪廠首次引進(jìn)美國(guó)Gleason公司的成套設(shè)備，并相繼由天津第一機(jī)床廠、南京機(jī)床廠及內(nèi)江機(jī)床廠進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化切齒設(shè)備的研制，從而奠定了我國(guó)弧齒錐齒輪加工的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。隨著Gleason公司的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，陸續(xù)引進(jìn)了G645、G666、G610等80年代先進(jìn)設(shè)備，90年代又引進(jìn)了最新PHOENIX系列數(shù)控銑齒機(jī)。進(jìn)入新千年，東風(fēng)車(chē)橋股份有限公司為滿足客車(chē)對(duì)降噪的要求，不惜重金又引進(jìn)PHOENIX 450HG磨齒機(jī)及M&M3525—4E數(shù)控齒輪檢測(cè)中心。形成了弧齒錐齒輪加工制造的高水平閉環(huán)系統(tǒng)。PHOENIX、450HG磨齒機(jī)系美國(guó)Gleason公司最新開(kāi)發(fā)的八軸數(shù)控六軸聯(lián)動(dòng)的先進(jìn)設(shè)備，對(duì)各種弧齒錐齒輪的輪齒表面可實(shí)現(xiàn)成形法磨削。生產(chǎn)效率高，以EQl092F主傳動(dòng)弧齒錐齒輪為例，主動(dòng)輪單面磨削時(shí)間為15—18秒／齒，高于銑齒一倍多，從動(dòng)輪單齒磨削時(shí)間為3．1—4秒／齒，比G609銑齒效率也高一倍，該設(shè)備加工精度可達(dá)5—6級(jí)，嚙合噪聲也可大大降低，仍以EQl092F為例，在主傳動(dòng)1000轉(zhuǎn)／分條件下，正車(chē)面嚙合噪聲由83—86分貝降至70分貝，反車(chē)面由90-93分貝降至80分貝以下，完全滿足高檔豪華客車(chē)的要求。此外，該設(shè)備用于修復(fù)由于熱處理變形而末達(dá)標(biāo)的齒輪也具有十分可觀的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
（2）齒輪干切技術(shù)是意大利桑埔坦斯利（SAMPUTENSILI）公司開(kāi)發(fā)的，開(kāi)始應(yīng)用于圓柱齒輪的滾切。美國(guó)Gleason公司為滿足弧齒錐齒輪的干切要求，開(kāi)發(fā)出PHOENIX Ⅱ型275Hc數(shù)控銑齒機(jī)，可加工直徑275，工件主軸及刀具主軸均由電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。干切技術(shù)的基本原理是在高速切削下，切屑高速飛出，切削熱在沒(méi)有傳導(dǎo)到刀具及工件之前，就被切屑帶走了，使刀具及工件溫度不會(huì)上升很多，也不會(huì)造成機(jī)床的熱變形，其刀具可用硬質(zhì)合金或高速工具鋼材料，但必須經(jīng)涂層(涂層材料為T(mén)IAIN)。切削速度：粗切達(dá)280m／分、精切達(dá)600m／分，走刀量粗切為1．77舳／分，精切為0．6mm／分，可提高加工效率3-5倍，節(jié)省了冷卻潤(rùn)滑液的費(fèi)用，同時(shí)避免了用冷卻潤(rùn)滑液造成的污染，加工成本可降低15％左右。由于國(guó)內(nèi)運(yùn)用條件尚不成熟，今后有待應(yīng)用[2]。
1.3 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容
1、設(shè)計(jì)主要內(nèi)容
課題所設(shè)計(jì)的貨車(chē)整車(chē)總質(zhì)量為8495Kg;整車(chē)4×2，后橋驅(qū)動(dòng)，滿載軸荷2995/5500；發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩：Temax=430Nm;變速器一擋傳動(dòng)比：i1=6.515；主減速器傳動(dòng)比：i0=4.875
本課題的設(shè)計(jì)思路可分為以下幾點(diǎn)：首先選擇初始方案，HQ1080屬于輕型貨車(chē)，采用后橋驅(qū)動(dòng)，所以設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)需要符合輕型貨車(chē)的結(jié)構(gòu)要求；接著選擇各部件的結(jié)構(gòu)形式；最后選擇驅(qū)動(dòng)橋各部件的具體參數(shù)，設(shè)計(jì)出各部件主要尺寸。同時(shí)對(duì)各個(gè)部件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。
2、技術(shù)路線
本設(shè)計(jì)技術(shù)路線如下圖所示。
非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋
斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋
驅(qū)動(dòng)橋總成的結(jié)構(gòu)型式及布置
主
減
速
器
差
速
器
驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的半軸
驅(qū)動(dòng)橋橋殼
參數(shù)選擇設(shè)計(jì)計(jì)算
參數(shù)選擇設(shè)計(jì)計(jì)算
參數(shù)選擇設(shè)計(jì)計(jì)算
參數(shù)選擇設(shè)計(jì)計(jì)算
各個(gè)部件強(qiáng)度校核
用AutoCAD完成裝配圖，零件圖表達(dá)設(shè)計(jì)
撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)
第2章 驅(qū)動(dòng)橋的總體方案確定
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(chē)架或車(chē)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(chē)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：
（1）所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車(chē)具有最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。
（2）外形尺寸要小，保證有必要的離地間隙。
（3）齒輪及其它傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪聲小。
（4）在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動(dòng)效率。
（5）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(chē)平順性。
（6）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)。
（7）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]。
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(lèi)，即非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋和斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。當(dāng)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪采用非獨(dú)立懸架時(shí)，應(yīng)該選用非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋；當(dāng)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪采用獨(dú)立懸架時(shí)，則應(yīng)該選用斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。因此，前者又稱為非獨(dú)立懸架驅(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)比較復(fù)雜，但可以大大提高汽車(chē)在不平路面上的行駛平順性[1]。
2.1 非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋
普通非斷開(kāi)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(chē)、客車(chē)和公共汽車(chē)上，在多數(shù)的越野汽車(chē)和部分轎車(chē)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(chē)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(chē)輪及部分傳動(dòng)軸均屬于簧下質(zhì)量，汽車(chē)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式。在汽車(chē)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，可該用雙級(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(chē)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(chē)為了降低汽車(chē)的質(zhì)心高度和車(chē)廂地板高度，以提高穩(wěn)定性和乘客上下車(chē)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(chē)為了進(jìn)一步降低車(chē)廂地板高度，在采用圓柱齒輪輪邊減速器的同時(shí)，將主減速器及差速器總成也移到一個(gè)驅(qū)動(dòng)車(chē)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(chē)、多橋驅(qū)動(dòng)汽車(chē)和超重型載貨汽車(chē)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(chē)的總體布置很方便[1]。
2.2 斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋
斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋區(qū)別于非斷開(kāi)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(chē)輪的剛性整體外殼或梁。斷開(kāi)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(kāi)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，主減速器及差速器等是懸置在車(chē)架橫粱或車(chē)廂底板上，或與脊梁式車(chē)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(chē)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(chē)輪由于采用獨(dú)立懸掛則可以彼此致立地相對(duì)于車(chē)架或車(chē)廂作上下擺動(dòng)，相應(yīng)地就要求驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置及其外殼或套管作相應(yīng)擺動(dòng)。
汽車(chē)懸掛總成的類(lèi)型及其彈性元件與減振裝置的工作特性是決定汽車(chē)行駛平順性的主要因素，而汽車(chē)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(kāi)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(chē)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(chē)在不平路面上行駛時(shí)的振動(dòng)和車(chē)廂傾斜，提高汽車(chē)的行駛平順性和平均行駛速度，減小車(chē)輪和車(chē)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(kāi)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(jiàn)于對(duì)行駛平順性要求較高的一部分轎車(chē)及一些越野汽車(chē)上，且后者多屬于輕型以下的越野汽車(chē)或多橋驅(qū)動(dòng)的重型越野汽車(chē)[1]。
2.3 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(chē)及全部中型以上的越野汽車(chē)都是采用多橋驅(qū)動(dòng)，常采用的有4×4、6×6、8×8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(chē)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)8×8汽車(chē)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[3] [4]。
為了解決上述問(wèn)題，現(xiàn)代多橋驅(qū)動(dòng)汽車(chē)都是采用貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置型式。
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(chē)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(chē)的設(shè)計(jì)(如汽車(chē)的變型)、制造和維修，都帶來(lái)方便。
由于非斷開(kāi)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(chē)的設(shè)計(jì),最后本課題選用非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。
其結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。
1.半軸 2.圓錐滾子軸承 3.支承螺栓 4.主減速器從動(dòng)錐齒輪 5.油封
6.主減速器主動(dòng)錐齒輪 7.彈簧座 8.墊圈 9.輪轂 10.調(diào)整螺母
圖2.1 驅(qū)動(dòng)橋
2.4 本章小結(jié)
通過(guò)比較驅(qū)動(dòng)橋的各種結(jié)構(gòu)型式的優(yōu)缺點(diǎn)，并根據(jù)輕型載貨汽車(chē)的工作任務(wù)和工作環(huán)境進(jìn)行分析論證，再結(jié)合目前市場(chǎng)上現(xiàn)有的輕型貨車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行對(duì)比，最終確定驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式為非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。
第3章 主減速器設(shè)計(jì)
主減速器是汽車(chē)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(chē)，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(chē)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[9]。
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：
（1）所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車(chē)既有最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。
（2）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。
（3）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)。
（4）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(chē)平順性。
（5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝性好，制造容易，拆裝、調(diào)整方便。
3.1 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(lèi)型、主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的安置方法及減速形式的不同而不同。
3.1.1 主減速器的齒輪類(lèi)型
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(chē)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(chē)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)。
在現(xiàn)代貨車(chē)車(chē)驅(qū)動(dòng)橋中，主減速器采用得最廣泛的是螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪。
螺旋錐齒輪如圖3.1（a）所示主、從動(dòng)齒輪軸線交于一點(diǎn)，交角都采用90度。螺旋錐齒輪的重合度大，嚙合過(guò)程是由點(diǎn)到線，因此，螺旋錐齒輪能承受大的載荷，而且工作平穩(wěn)，即使在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其噪聲和振動(dòng)也是很小的。
雙曲面齒輪如圖3.1（b）所示主、從動(dòng)齒輪軸線不相交而呈空間交叉。和螺旋錐齒輪相比，雙曲面齒輪的優(yōu)點(diǎn)有：
圖3.1 螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪
（1）尺寸相同時(shí)，雙曲面齒輪有更大的傳動(dòng)比。
（2）傳動(dòng)比一定時(shí)，如果主動(dòng)齒輪尺寸相同，雙曲面齒輪比螺旋錐齒輪有較大軸徑，較高的輪齒強(qiáng)度以及較大的主動(dòng)齒輪軸和軸承剛度。
（3）當(dāng)傳動(dòng)比一定，主動(dòng)齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面從動(dòng)齒輪的直徑較小，有較大的離地間隙。
（4）工作過(guò)程中，雙曲面齒輪副既存在沿齒高方向的側(cè)向滑動(dòng)，又有沿齒長(zhǎng)方向的縱向滑動(dòng)，這可以改善齒輪的磨合過(guò)程，使其具有更高的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。[5]
由于雙曲面齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪的直徑及螺旋角都較大，所以相嚙合輪齒的相當(dāng)曲率半徑比相應(yīng)的螺旋錐齒輪當(dāng)量曲率半徑大，其結(jié)果是齒面建的接觸應(yīng)力降低。隨偏移矩的不同，曲面齒輪與接觸應(yīng)力相當(dāng)?shù)穆菪F齒輪比較，負(fù)荷可提高達(dá)175％。如果雙曲面主動(dòng)齒輪的螺旋角變大，則不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)可減少，所以可選用較少的齒數(shù)，這有利于大傳動(dòng)比的傳動(dòng)，這對(duì)于驅(qū)動(dòng)橋的主減速比大于4.5的傳動(dòng)有其優(yōu)越性[9] [12]。
經(jīng)查閱文獻(xiàn)，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。
3.1.2 結(jié)構(gòu)形式
主減速器的減速形式分為單級(jí)減速、雙級(jí)減速、單級(jí)貫通、雙級(jí)貫通、主減速及輪邊減速等。減速形式的選擇與汽車(chē)的類(lèi)型及使用條件有關(guān)，有時(shí)也與制造廠的產(chǎn)品
系列及制造條件有關(guān)，但它主要取決于由動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等整車(chē)性能所要求的主減速比io的大小及驅(qū)動(dòng)橋下的離地間隙、驅(qū)動(dòng)橋的數(shù)目及布置形式等。通常單極減速器用于主減速比io≤7.6的各種中小型汽車(chē)上。
如圖3.2（a）所示，單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)車(chē)橋是驅(qū)動(dòng)橋中結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種，制造工藝較簡(jiǎn)單，成本較低，是驅(qū)動(dòng)橋的基本型，在貨車(chē)車(chē)上占有重要地位。目前貨車(chē)車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)向低速大扭矩發(fā)展的趨勢(shì)使得驅(qū)動(dòng)橋的傳動(dòng)比向小速比發(fā)展；隨著公路狀況的改善，特別是高速公路的迅猛發(fā)展，許多貨車(chē)使用條件對(duì)汽車(chē)通過(guò)性的要求降低，因此，產(chǎn)品不必像過(guò)去一樣，采用復(fù)雜的結(jié)構(gòu)提高其的通過(guò)性；與帶輪邊減速器的驅(qū)動(dòng)橋相比，由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋機(jī)械傳動(dòng)效率提高，易損件減少，可靠性增加。
（a） 單級(jí)主減速器 （b） 雙級(jí)主減速器
圖3.2主減速器
如圖3.2（b）所示，與單級(jí)主減速器相比，由于雙級(jí)主減速器由兩級(jí)齒輪減速組成，使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量加大；主減速器的齒輪及軸承數(shù)量的增多和材料消耗及加工的工時(shí)增加，制造成本也顯著增加，只有在主減速比較大（7.6<）且采用單級(jí)主減速器不能滿足既定的主減速比和離地間隙等要求是才采用。通常僅用在裝在質(zhì)量10t以上的重型汽車(chē)上[1]。
經(jīng)查閱文獻(xiàn)，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。
3.2 主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案
主減速器中心必須保證主從動(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)。
3.2.1 主動(dòng)錐齒輪的支承
圖3.3 主動(dòng)錐齒輪騎馬式
主動(dòng)錐齒輪的支承形式可分為懸臂式支承和騎馬式支承兩種。查閱資料、文獻(xiàn)，經(jīng)方案論證，采用騎馬式支承結(jié)構(gòu)（如圖3.3示）。齒輪前、后兩端的軸頸均以軸承支承，故又稱兩端支承式。騎馬式支承使支承剛度大為增加，使齒輪在載荷作用下的變形大為減小，約減小到懸臂式支承的1／30以下．而主動(dòng)錐齒輪后軸承的徑向負(fù)荷比懸臂式的要減小至1/5～1/7。齒輪承載能力較懸臂式可提高10%左右[1]。
裝載質(zhì)量為2t以上的汽車(chē)主減速器主動(dòng)齒輪都是采用騎馬式支承。本課題所設(shè)計(jì)的HQ1080貨車(chē)裝載質(zhì)量超過(guò)2t，所以選用騎馬式。
圖3.4 從動(dòng)錐齒輪支撐形式
3.2.2 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3.4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。
3.3主減速器的基本參數(shù)的選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算
3.3.1主減速器計(jì)算載荷的確定
1、按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低擋傳動(dòng)比確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩
/n （3.1）
式中：
。半軸套管材料為40Cr[18]。
6.3 本章小結(jié)
本章選擇了鋼板沖壓焊接式整體驅(qū)動(dòng)橋橋殼，并進(jìn)行了橋殼的受力分析和強(qiáng)度計(jì)算。在靜彎曲應(yīng)力下，不同路面沖擊載荷作用下和汽車(chē)以最大牽引力行駛時(shí)及汽車(chē)緊急制動(dòng)時(shí)和汽車(chē)受最大側(cè)向力時(shí)的五種情況下橋殼受力和強(qiáng)度進(jìn)行了校核，并滿足設(shè)計(jì)要求。
結(jié) 論
本課題設(shè)計(jì)的HQ1080車(chē)用5.5噸貨車(chē)驅(qū)動(dòng)橋，根據(jù)傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)方法，并參考相關(guān)車(chē)型進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和結(jié)論如下：
（1）驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)形式采用非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、工作可靠，可以被廣泛用在各種中型載貨汽車(chē)。
（2）本設(shè)計(jì)的主減速比為4.875，鑒于其小于7.6，所以采用單級(jí)主減速器，其制造工藝簡(jiǎn)單，成本較低，是驅(qū)動(dòng)橋的的基本型。齒輪選用螺旋錐齒輪傳動(dòng)形式，其工作平穩(wěn)，即使在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，噪聲和振動(dòng)也很小。同時(shí)計(jì)算出主從動(dòng)齒輪的基本參數(shù)，完成主減速器的設(shè)計(jì)。
（3）差速器選用廣泛應(yīng)用的對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作平穩(wěn)，制造方便。之后確定了對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器的各部件的尺寸參數(shù)，完成差速器的整體設(shè)計(jì)。
（4）在半軸的設(shè)計(jì)中，選用了工作可靠，被廣泛用于輕型及各種載貨汽車(chē)，越野汽車(chē)和客車(chē)上的全浮式半軸。并完成基本尺寸參數(shù)確定，完成半軸設(shè)計(jì)。
（5）驅(qū)動(dòng)橋橋殼選用了整體式橋殼，其具有制造工藝簡(jiǎn)單，效率高等特點(diǎn)
（6）各部件都進(jìn)行強(qiáng)度校核，并選用合理的材料對(duì)主要零部件的熱處理方法進(jìn)行了說(shuō)明，以滿足其設(shè)計(jì)要求；
（7）運(yùn)用AutoCAD軟件繪制出驅(qū)動(dòng)橋裝配圖和主要零部件的工程圖。
本驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理，符合實(shí)際應(yīng)用，具有很好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，驅(qū)動(dòng)橋總成及零部件的設(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(chē)變型的要求，修理、保養(yǎng)方便，機(jī)件工藝性好，制造容易。
但此設(shè)計(jì)過(guò)程仍有許多不足，在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸時(shí)，有些設(shè)計(jì)參數(shù)是按照以往經(jīng)驗(yàn)值得出，這樣就帶來(lái)了一定的誤差。另外，在一些小的方面，由于時(shí)間問(wèn)題，做得還不夠仔細(xì)，懇請(qǐng)各位老師同學(xué)給予批評(píng)指正。
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致 謝
為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)生活結(jié)束了,回頭看看自己在這幾個(gè)月內(nèi)的身影,回頭看看自己走過(guò)的路,有辛酸也有甘甜,總的來(lái)說(shuō)收獲不少。
本次設(shè)計(jì)的課題是：HQ1080車(chē)用5.5噸級(jí)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)，這對(duì)我們來(lái)說(shuō)完全是一個(gè)新的課題，免不了有時(shí)感到很茫然。通過(guò)到工廠里去看實(shí)物，通過(guò)指導(dǎo)老師的講解，加上自己看書(shū)，終于把設(shè)計(jì)的思路搞清楚了。對(duì)于具體的細(xì)節(jié)問(wèn)題，涉及到一些經(jīng)驗(yàn)方面的問(wèn)題，指導(dǎo)老師總是不厭其煩的講解，直到我聽(tīng)懂為止，我被老師的這種敬業(yè)精神深深感動(dòng)。
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我將三年半來(lái)學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行了一次大總結(jié)，一次大檢查，特別是機(jī)械設(shè)計(jì)、工程制圖、機(jī)械原理等基礎(chǔ)知識(shí)，進(jìn)行了一次徹底的復(fù)習(xí)。以前只是應(yīng)付考試，現(xiàn)在要自己設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)品出來(lái)，才感覺(jué)到自己學(xué)的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。有句話叫做：活到老，學(xué)到老。說(shuō)的是一點(diǎn)沒(méi)錯(cuò)??！處處有我的恩師，處處有我要學(xué)習(xí)的知識(shí)！
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我查手冊(cè)的能力得到了很大的提高。以前遇到問(wèn)題不是去問(wèn)老師，就是跳過(guò)去，一點(diǎn)自己查資料的意識(shí)都沒(méi)有?，F(xiàn)在不同了，通過(guò)指導(dǎo)老師的引導(dǎo)，通過(guò)自己的實(shí)踐，現(xiàn)在可以獨(dú)立到圖書(shū)館去查資料，而且要查哪方面的資料，心理非常清楚，不像以前那么沒(méi)有頭緒了。
最后，向參加論文審閱、答辯的專家和老師表示感謝。
附 錄
附錄A 外文文獻(xiàn)原文
A1 Establish and research on CA/CAE sysytem of automobile drive axle housing based on virtual prototype technology
Virtual prototype refer to a model which is in the step of product progress, occurring in the computer realm,, aiming at the optimization based on the CAD model used to stimulating analysis product. Virtual prototype in mainly used for test which was failed by physical test. Based on the result which is drawn from the stimulation result, it is easy to modify and guide design, until reach the optimistic design
Automobile drive axle housing is a main part of a mobile. disconnect drive axle housing is used for bearing the mobile’s weight ,transferring the load to the wheels Drawing force, braking force lateral force and vertical force are transferred to frame and compartment by drive axle housing. So drive axle housing is either a bearing or a transmission item. If not correctly designed or some problem occurred while manufacturing, drive axle housing may deformed or fracture. As a traditional design method is so costly that is necessary to introduce the virtual prototype technology.
A1.1 design scheme
Traditional design method for drive axle housing is firstly giving a scheme ,manufacturing , a sample item then a series test (such as stiffness test bending fatigue test and static strenth test )is carried out Apparently this method is very money consuming ,and the final parameter may be not optimal .if adopt the Virtual prototype technology stimulazing kinds of working condition of drive axle housing ,and draw a series of optimal parameters .Based on these parameter the physical machine are carried out to do physical test .this method can save time ,cutting the cost ,thus bring in huge benefit to the enterprise.
Modern trial production progress vary largely to the traditional one .As depicted ,in the picture ,A loop is absent in the traditional drive axle housing making virtual prototype can assess the cost quality and manufacturability on the computer. If the assessment is not satisfying, it is necessary to adjust .repeat a loop until reach a ideal parameter.
This scheme design a software terrace, providing a interface for Solidworks patron and Nastron ,using superiority of this professional software ,and develop these software ,but a drive axle housing product design terrace.
Considering the question of improving the analysis efficiency and simplifying finite element ,this system adopt a method which uses parametric modeling that is totally different from do make up for CAD model .And the CAD model is only used for oversight
A1.2 Parameterized Modeling by SolidWorks
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