BM—4010PD轻型载货汽车后驱动桥设计

本科毕业设计说明书 - 1 - 1 绪 论

1.1 选题的背景目的及意义 我设计的是BM—4010PD轻型载货汽车后驱动桥。 本课题是进行低速载货汽车后驱动桥的设计。设计出小型低速载货汽车后驱动桥，包括主减速器、差速器、驱动车轮的传动装置及桥壳等部件，协调设计车辆的全局。

轻型载货汽车是指总质量为1.8-6t的货物运输汽车,其中包括轻型载货汽车、皮卡、以及目前中国特定发展时期依然存在的四轮农用运输车。该车型主要承担城乡间中短途运输任务,市场需求量大,是仅次于轿车的第二大市场。进入上世纪80年代以后,随着改革开放带动城乡经济的快速发展,以及各企业纷纷引进或开发换代产品,轻型载货汽车行业呈现出高速增长态势,全行业得到极大的发展。在我国经济大背景发展的前提下,轻型汽车发展前景广阔,随着我国经济发展的速度的提升和绝对数量的增加,轻型汽车这种商业用途为主的车型将会得到较好的发展。轻型车会从运输结构和运输方式调整中得到发展的空间。但同时,轻型汽车市场将出现比较明显的结构性调整,轻型汽车市场重点将转移,档次差别也会越来越显著。

轻型载货汽车在汽车生产中占有大的比重。驱动桥在整车中十分重要，设计出结构简单、工作可靠、造价低廉的驱动桥，能大大降低整车生产的总成本，推动汽车经济的发展。同时，人们对于汽车的行驶平顺性、操作稳定性和平均行驶速度有了更高的要求，这都和汽车驱动桥的选择有着非常重要的关系。

综上所述，通过对汽车驱动桥的学习和设计实践，可以更好的学习并掌握现代汽车设计与机械设计的全面知识和技能。

1.2 设计主要内容和预期结果 （1）主要设计内容 基本前提条件：在主要参数确定的情况下，设计选用驱动桥的各个部件，选出最佳的方案。

技术要求：设计出的驱动桥符合国家各项轻型货车的标准，运行稳定可靠，成本降低，适合本国路面的行驶状况和国情。

完成小型低速载货汽车的后驱动桥中主减速器、差速器、驱动车轮的传动装置及桥壳等部件的设计。根据小型低速载货汽车的后驱动桥的要求，通过选型，确定了主减速器传动副类型，差速器类型，驱动桥半轴支承类型。通过计算计算，确定主减速比，主、从动锥齿轮、差速器、半轴以及桥壳的主要参数和结构尺寸。

设计出小型低速载货汽车的驱动桥，包括主减速器、差速器、驱动车轮的传动装置及桥壳等部件，配合其他同组同学，协调设计车辆的全局。使设计出的产品使用方便，材料使用最少，经济性能最高。

1） 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。

2）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。 本科毕业设计说明书 - 2 - （2）拟解决的关键问题 我负责的驱动桥设计，拟解决的关键问题是： (1) 驱动桥结构方案的选择与分析； (2) 主减速器结构参数的选取； (3) 差速器结构参数的选取； (4) 桥壳参数的选取与强度的分析。 本科毕业设计说明书

- 3 - 2 驱动桥的总体方案确定 2.1 驱动桥的结构和种类和设计要求 2.1.1 驱动桥结构组成 在多数汽车中，驱动桥包括主减速器、差速器、驱动车轮的传动装置（半轴）及桥壳等部件如图2-1所示。

1－轮毂 2－半轴 3－钢板弹簧座 4－主减速器从动锥齿轮 5－主减速器主动锥齿轮 6－差速器总成

图2-1 驱动桥 2.1.2 驱动桥设计要求 1)、选择适当的主减速比，以保证汽车在给定的条件下具有最佳的动力性和燃油经济性。

2)、外廓尺寸小，保证汽车具有足够的离地间隙，以满足通过性的要求。 3)、齿轮及其他传动件工作平稳，噪声小。 4)、在各种载荷和转速工况下有较高的传动效率。 5)、具有足够的强度和刚度，以承受和传递作用于路面和车架或车身间的各种力和 力矩；在此条件下，尽可能降低质量，尤其是簧下质量，减少不平路面的冲击载荷，提高汽车的平顺性。

6)、与悬架导向机构运动协调。 7)、结构简单，加工工艺性好，制造容易，维修，调整方便。 2.2设计车型主要参数 表2-1 设计车型参数 轮胎 7.50-16 本科毕业设计说明书 - 4 - 发动机最大功率 45.6/3200 Pemax kW/np （r/min） 发动机最大转矩 147/2000 Temax N·m/nr （r/min） 装载质量 1065 kg 汽车满载总质量 3345 kg 满载时轴荷分布 前轴1005 后轴2340 kg 最大车速 67.7 km/h 轮距（双胎中心线） 1480 mm 2.3 主减速器结构方案的确定 2.3.1主减速比的计算 av——最大车速67.7km/h 对于与其他汽车来说，为了得到足够的功率而使最高车速稍有下降，一般选得比最小值大10%～25%，即按下式选择：

0i=（0.377~0.472）ghaprivnrmax （2-1） 式中：rr——车轮的滚动半径，rr=0.391m ghi——变速器最高档传动比1.0（为直接档）。 pn——最大功率转速3000 r/min av——最大车速67.7km/h 经计算初步确定0i=6.53。 2.3.2主减速器的齿轮类型 在现代货车车驱动桥中，主减速器采用得最广泛的是螺旋锥齿轮和双曲面齿轮。

图2-2 螺旋锥齿轮与双曲面齿轮 (a) (b) 本科毕业设计说明书

- 5 - 2.3.3主减速器的减速形式 主减速器的减速形式分为单级减速、双级减速、单级贯通、双级贯通、主减速及轮边减速等。

（a） 单级主减速器 （b） 双级主减速器 图2-3主减速器 本次设计货车主减速比0i=6.53，所以采用单级主减速器。

2.3.4主减速器主从动锥齿轮的支承形式及安装方法 1)、主减速器主动锥齿轮的支承形式及安装方式的选择 （1）悬臂式

图2-4 锥齿轮悬臂式支承 （2）骑马式 本科毕业设计说明书 - 6 -

图2-5 主动锥齿轮骑马式支承

2)、主减速器从动锥齿轮的支承形式及安装方式的选择

图2-6 从动齿轮支撑形式 本次设计主动锥齿轮采用悬臂式支撑（圆锥滚子轴承），从动锥齿轮采用骑马式支撑（圆锥滚子轴承）。

2.4 差速器结构方案的确定 差速器的结构型式有多种，大多数汽车都属于公路运输车辆，对于在公路上和市区行驶的汽车来说，由于路面较好，各驱动车轮与路面的附着系数变化很小，因此几乎都采用了结构简单、工作平稳、制造方便、用于公路汽车也很可靠的普通对称式圆锥行星齿轮差速器，作为安装在左、右驱动车轮间的所谓轮间差速器使用；对于经常行驶在泥泞、松软土路或无路地区的越野汽车来说，为了防止因某一侧驱动车轮滑转而陷车，则可采用防滑差速器。

本次设计选用：普通锥齿轮式差速器，因为它结构简单，工作平稳可靠，适用于本次设计的汽车驱动桥。

2.5 半轴形式的确定 驱动车轮的传动装置置位于汽车传动系的末端，其功用是将转矩由差速器半轴齿轮传给驱动车轮。如图2-7所示，根据半轴外端支撑形式分为半浮式，3/4浮式，全浮式。 本科毕业设计说明书 - 7 - （a）半浮式 （b）3/4浮式 （c）全浮式 图2-7 半轴支撑形式 全浮式半轴的外端和以两个轴承支撑于桥壳的半轴套管上的轮毂相联接，由于其工作可靠，广泛应用于轻型及以上的各类汽车上。

根据相关车型及设计要求，本设计采用全浮半轴。 2.6 桥壳形式的确定 桥壳的结构型式大致分为可分式，组合式整体式三种。 1)、可分式桥壳 2)、组合式 3)、整体式桥壳 本次设计驱动桥壳就选用可分式桥壳。 在此确定了主减速比，用以确定其它参数。对主减速器型式确定中主要从主减速器齿轮的类型、主减速器的减速形式、主减速器主动锥齿轮的支承形式及安装方式的选择、从动锥齿轮的支承方式和安装方式的选择，从而确定逐步给出驱动桥各个总成的基本结构，分析了驱动桥各总成结构组成。基本确定了驱动桥四个组成部分主减速器、差速器、半轴、桥壳的结构。本科毕业设计说明书

- 8 - 3 主减速器设计 3.1概述 主减速器是汽车传动系中减小转速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齿数少的锥齿轮带动齿数多的锥齿轮。对发动机纵置的汽车，其主减速器还利用锥齿轮传动以改变动力方向。由于汽车在各种道路上行使时，其驱动轮上要求必须具有一定的驱动力矩和转速，在动力向左右驱动轮分流的差速器之前设置一个主减速器后，便可使主减速器前面的传动部件如变速器、万向传动装置等所传递的扭矩减小，从而可使其尺寸及质量减小、操纵省力。

3.2主减速器齿轮参数的选择与强度计算 3.2.1主减速器齿轮计算载荷的确定 1)、按发动机最大转矩和最低挡传动比确定从动锥齿轮的计算转矩jeT

TTLejeKiTT0max/n （3-1） 式中：Temax——发动机量大转矩，147N·m； TLi——由发动机到所计算的主减速器从动齿轮之间的传动系最低档传动比TLi=0i1i=6.53×6.32=41.270

——上述传动部分的效率，取T=0.9

Kd——超载系数，对于一般载货汽车、矿用汽车和越野汽车以及液力传动的各类汽车取Kd=1；

n——该车的驱动桥数目；该车采用发动机后置后驱ｎ为1。

jeT=14741.270 1 0.9/1=5460.021 N·m

2)、按驱动轮在良好路面上打滑转矩确定从动锥齿轮的计算转矩jT LBLBrjirGT2 （3-2） 式中： 2G——汽车满载时驱动桥给水平地面的最大负荷，N；可初取：