载重汽车驱动桥设计说明书

载重汽车驱动桥设计摘要驱动桥作为汽车四大总成之一，它的性能的好坏直接影响整车性能，而对于载重汽车显得尤为重要。

当采用大功率发动机输出大的转矩以满足目前载重汽车的快速、重载的高效率、高效益的需要时，必须要搭配一个高效、可靠的驱动桥。

本设计参照传统驱动桥的设计方法进行了载重汽车驱动桥的设计。

本设计首先确定主要部件的结构型式和主要设计参数；然后参考类似驱动桥的结构，确定出总体设计方案；最后对主，从动锥齿轮，差速器圆锥行星齿轮，半轴齿轮，全浮式半轴和整体式桥壳的强度进行校核以及对支承轴承进行了寿命校核。

本设计不是采用传统的双曲面锥齿轮作为载重汽车的主减速器而是采用弧齿锥齿轮，希望这能作为一个课题继续研究下去。

关键字：载重汽车驱动桥单级减速桥锥齿轮The Designing of Heavy Truck Rear Drive AxlesAbstractDrive axle is the one of automobile four important assemblies.It` performance directly influence on the entire automobile，especially for the heavy truck .Because using the big power engine with the big driving torque satisfied the need of high speed，heavy-loaded，high efficiency，high benefit today`heavy truck，single reduction final drive axle is. Thisdesign following the traditional designing method of the drive axle. First ，make up the main parts`structure and the key designing parameters; thus reference to the similar driving axle structure ，decide the entire designing project ; fanially check the strength of the axle drive bevel pinion ，bevel gear wheel ，the differentional planetary pinion，differential side gear ，full-floating axle shaft and the banjo axle housing ，and the life expection of carrier bearing . The designing take the spiral bevel gear for the tradional hypoid gear ，as the gear type of heavy truck`s final drive，with the expection of the question being discussed，further .Key words:heavy truck drive axle single reduction final drivebevel gear1前言本课题是对YC1090货车驱动桥的结构设计。

故本说明书将以“驱动桥设计”内容对驱动桥及其主要零部件的结构型式与设计计算作一一介绍汽车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。

驱动桥的设计，由驱动桥的结构组成、功用、工作特点及设计要求讲起，详细地分析了驱动桥总成的结构型式及布置方法；全面介绍了驱动桥车轮的传动装置和桥壳的各种结构型式与设计计算方法。

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。

汽车驱动桥是汽车的重大总成，承载着汽车的满载簧荷重及地面经车轮、车架及承载式车身经悬架给予的铅垂力、纵向力、横向力及其力矩，以及冲击载荷；驱动桥还传递着传动系中的最大转矩，桥壳还承受着反作用力矩。

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，装载质量在四吨以上的载货汽车的发动机，最大功率在100KW以上，最大转矩也在350N·m以上，百公里油耗是一般都在30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。

驱动桥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节油的措施之一。

所以设计新型的驱动桥成为新的课题。

目前我国正在大力发展汽车产业,采用后轮驱动汽车的平衡性和操作性都将会有很大的提高。

后轮驱动的汽车加速时，牵引力将不会由前轮发出，所以在加速转弯时，司机就会感到有更大的横向握持力，操作性能变好。

维修费用低也是后轮驱动的一个优点，尽管由于构造和车型的不同，这种费用将会有很大的差别。

设计驱动桥时应当满足如下基本要求：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。

在本设计中还采用了AutoCAD绘图软件进行了工程图的绘制，运用AutoCAD绘制了半轴、主减速器轴以及驱动桥壳体、主减速器壳体、圆弧锥齿轮的零件图，通过对AutoCAD的编辑工具与命令的运用，掌握了从AutoCAD基础图形的绘制到基础零件的绘制到各类零件图的创建与绘制的方法，并且理解了机械图绘制的工作流程。

，为今后更好的学习和掌握各种应用软件和技能打下坚实的基础。

2驱动桥结构方案分析由于要求设计的是4吨级的后驱动桥，要设计这样一个级别的驱动桥，一般选用非断开式结构以与非独立悬架相适应，该种形式的驱动桥的桥壳是一根支撑在左右驱动车轮的刚性空心梁，一般是铸造或钢板冲压而成，主减速器，差速器和半轴等所有传动件都装在其中，此时驱动桥，驱动车轮都属于簧下质量。

驱动桥的结构形式有多种，基本形式有三种如下：1)中央单级减速驱动桥。

此是驱动桥结构中最为简单的一种，是驱动桥的基本形式，在载重汽车中占主导地位。

一般在主传动比小于6的情况下，应尽量采用中央单级减速驱动桥。

目前的中央单级减速器趋于采用双曲线螺旋伞齿轮，主动小齿轮采用骑马式支承，有差速锁装置供选用。

2)中央双级驱动桥。

由于中央双级减速桥均是在中央单级桥的速比超出一定数值或牵引总质量较大时，作为系列产品而派生出来的一种型号，它们很难变型为前驱动桥，使用受到一定限制；因此，综合来说，双级减速桥一般均不作为一种基本型驱动桥来发展，而是作为某一特殊考虑而派生出来的驱动桥存在。

3)中央单级、轮边减速驱动桥。

轮边减速驱动桥较为广泛地用于油田、建筑工地、矿山等非公路车与军用车上。

当前轮边减速桥可分为2类：一类为圆锥行星齿轮式轮边减速桥；另一类为圆柱行星齿轮式轮边减速驱动桥。

综上所述，将设计的驱动桥的传动比定为4.444，小于6。

况且由于随着我国公路条件的改善和物流业对车辆性能要求的变化，重型汽车驱动桥技术已呈现出向单级化发展的趋势。

单级桥产品的优势为单级桥的发展拓展了广阔的前景。

从产品设计的角度看，重型车产品在主减速比小于6的情况下，应尽量选用单级减速驱动桥。

3 主减速器设计2.1 主减速器的结构形式主减速器的结构形式主要是根据其齿轮的类型，主动齿轮和从动齿轮的安置方法以及减速形式的不同而异。

2.1.1 主减速器的齿轮类型主减速器的齿轮有弧齿锥齿轮，双曲面齿轮，圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式。

在此选用弧齿锥齿轮传动，其特点是主、从动齿轮的轴线垂直交于一点。

由于轮齿端面重叠的影响，至少有两个以上的轮齿同时啮合，因此可以承受较大的负荷，加之其轮齿不是在齿的全长上同时啮合，而是逐渐有齿的一端连续而平稳的地转向另一端，所以工作平稳，噪声和振动小。

2.1.2 主减速器的减速形式由上段分析设定采用i＜6小传动比，设定i=4.444，采用单级主减速器，单级减速驱动桥产品的优势：单级减速驱动车桥是驱动桥中结构最简单的一种，制造工艺较简单，成本较低，是驱动桥的基本型，在重型汽车上占有重要地位；2.1.3 主减速器主，从动锥齿轮的支承形式作为一个4吨级的驱动桥，传动的转矩很大，所以主动锥齿轮采用骑马式支承。

装于轮齿大端一侧轴颈上的轴承，多采用两个可以预紧以增加支承刚度的圆锥滚子轴承，其中位于驱动桥前部的通常称为主动锥齿轮前轴承，其后部紧靠齿轮背面的那个齿轮称为主动锥齿轮后轴承；当采用骑马式支承时，装于齿轮小端一侧轴颈上的轴承称为导向轴承。

导向轴承都采用圆柱滚子式，并且内外圈可以分离（有时不带内圈），以利于拆装。

2.2 主减速器的基本参数选择与计算2.2.1 主减速器计算载荷的确定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Ｔcen K i T T T o T L e ce /max η⋅⋅⋅= m N ⋅ （2-1）式中 TL i ——传动系的最低挡传动比，在此取9.01，此数据此参考斯太尔1291.260/N65车型；max e T ——发动机的输出的最大转矩350m N ⋅；T η——传动系上传动部分的传动效率，在此取0.9；n ——该汽车的驱动桥数目在此取1；o K ——1.0由以上各参数可求TceTce =1444.49.00.101.9350⨯⨯⨯⨯=13612.7m N ⋅ 2. 按驱动轮打滑转矩确定从动锥齿轮的计算转矩cs TL B L B r i r G T cs ⋅=ηϕ/2 m N ⋅ （2-3）式中 2G ——汽车满载时一个驱动桥给水平地面的最大负荷， 取40000Nϕ——轮胎对地面的附着系数，对于安装一般轮胎的公路用车，取ϕ=0.85； r r ——车轮的滚动半径，轮胎型号为12.00R20，滚动半径为 0.527m ；LB η，LB i ——分别为所计算的主减速器从动锥齿轮到驱动车轮之间的传动效率和传动比，LB η取0.9， LB i 取1.0所以LB LB r cs i r G T ⋅=ηϕ/2=0.19.0527.085.040000⨯⨯⨯=19908.9m N ⋅ 3. 按汽车日常行驶平均转矩确定从动锥齿轮的计算转矩cf T对于公路车辆来说，使用条件较非公路车辆稳定，其正常持续的转矩根据所谓的平均牵引力的值来确定：()m N )(⋅+=+⋅⋅+P H R LB LB r T a cf f f f ni r G G T η （2-4） 式中：a G ——汽车满载时的总重量，此取802000N ；T G ——所牵引的挂车满载时总重量，0N ，但仅用于牵引车的计算；R f ——道路滚动阻力系数，对于载货汽车可取0.015~0.020；在此取0.018H f ——汽车正常行驶时的平均爬坡能力系数，对于载货汽车可取0.05~0.09在此取0.07p f ——汽车的性能系数，取0；LB η，LB i ，n ——见式（2-1），（2-3）下的说明。