摘 要

本次设计题目是对东风EQ1091型汽车驱动桥设计及主减速器齿轮应力分析，即是对一款中型载货汽车进行驱动桥的设计。全文围绕着驱动桥并且对其主要零部件的结构形式进行讲解，还对设计要求进行了说明。

论文主要讲解了本次设计的总体方案，即驱动桥采用非断开式驱动桥，差速器采用普通对称式圆锥行星齿轮差速器，主减速器齿轮用双曲面齿轮，主减速器选用单级主减速器，传动装置采用全浮式半轴，这是在分析了驱动桥的结构组成、各零部件功能、工作特点等等条件并对结构优缺点比较之后确定下来的。

在计算主减速器双曲面齿轮的几何尺寸和相关参数时，由于计算过程含大量计算公式且其中含有需要反复计算的过程，所以本文运用MATLAB程序进行编程计算，这大大缩短了计算时间，为整个设计过程节省了大量的人力、物力。

本次设计方案力图使相关零件做到符合通用化和标准化，并且确保了驱动桥具备可靠的使用寿命以及足够的刚度和强度。

关键词：驱动桥；主减速器；差速器；半轴；桥壳

Abstract

This design is about the Dongfeng EQ1091 car drive axle design and the main reducer gear stress analysis, that is, a medium-sized truck drive axle design. The full text tells about the drive axle and its main parts of the structural form and design requirements were introduced one by one.

The paper mainly explains the overall scheme of this design, that is, the drive axle adopts the non-disengaging drive axle, the differential adopts the ordinary symmetrical cone planetary gear differential, the main reducer gear with the hyperboloid gear, the main reducer selection single Type main reducer, the transmission device uses the full floating axle, which is in the analysis of the structure of the drive axle, the parts function, work characteristics and other conditions and the advantages and disadvantages of the structure after the comparison determined.

In the calculation of the geometrical dimensions of the main surface of the main reducer, since the calculation process contains a large number of calculation formulas and contains the process of repeated calculation, the MATLAB programming is used to calculate the calculation, which greatly shortens the calculation time for the whole design process, saving a lot of manpower and material resources.

This design ensures that the drive axle has sufficient strength and rigidity and reliable service life, and strive to achieve the common parts and standardization.

Key Words：Drive axle; main reducer; differential; axle; axle housing

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究现状分析 1

1.2 设计目的及意义 1

1.3 课题研究基本内容 2

1.4 技术方案 3

1.5 设计目标 3

第2章 驱动桥概述 4

2.1 驱动桥简介 4

2.2驱动桥设计的基本要求 4

第3章 车型及其设计参数 5

第4章 驱动桥结构方案的选择及分析 5

第5章 主减速器设计 8

5.1 主减速比i₀的初选 8

5.2 主减速器的齿轮类型 8

5.3 主减速器的减速形式 11

5.4 主减速器主、从动锥齿轮的支承方案选择 13

5.4.1 主动锥齿轮的支承 13

5.4.2 从动锥齿轮的支承 14

5.5 主减速器齿轮计算载荷的计算 14

5.6 主减速器主、从动齿轮基本参数的选择 16

5.6.1 主、从动齿轮齿数的选择 16

5.6.2 从动锥齿轮端面模数以及节圆直径的初选 16

5.6.3 双曲面齿轮齿宽F的选择 17

5.6.4 双曲面小齿轮偏移距及偏移方向的选择 17

5.6.5 螺旋角β的选择 18

5.6.6 螺旋方向的选择 18

5.6.7 法向压力角α的选择 18

5.6.8 双曲面齿轮铣刀盘名义直径的选择 18

5.7 主减速器双曲面齿轮的几何尺寸计算 19

5.8 主减速器双曲面齿轮的强度计算 20

5.8.1 根据单位齿长上的圆周力进行校核 20

5.8.2 轮齿的弯曲强度校核 21

5.8.3 轮齿的齿面接触强度校核 23

5.9 主减速器齿轮的材料及热处理选择 24

5.10 运用Ansys分析主减速器齿轮应力 25

第6章 差速器设计 28

6.1 差速器的结构形式选择 28

6.2 差速器齿轮的基本参数的初选 28

6.2.1 差速器中行星齿轮数目的选择 28

6.2.2 差速器中行星齿轮球面半径R_B的计算 28

6.2.3半轴齿轮与行星齿轮齿数的选择 28

6.2.4 差速器半轴齿轮节圆直径以及圆锥齿轮模数的初步计算 29

6.2.5 压力角α 29

6.3 差速器齿轮的几何尺寸计算 30

6.4 差速器齿轮的强度计算 31

6.5 差速器材料的选择 32

第7章 驱动车轮的传动装置设计 34

7.1 半轴形式的选择 34

7.2 全浮式半轴计算载荷的确定 35

7.3 全浮式半轴杆部直径的初选 35

7.4 半轴的材料选择 36

7.5 半轴的强度计算 36

第8章 驱动桥桥壳设计 37

8.1 驱动桥壳结构形式选择 37

8.2 桥壳的受力分析与强度计算 37

8.2.1 桥壳的静弯曲应力计算 38

8.2.2 在不平路面冲击载荷作用下的桥壳强度计算 38

8.2.3 汽车以最大牵引力行驶时的桥壳强度计算 39

8.2.4 汽车紧急制动时的桥壳强度计算 40

总结 41

参考文献 42

附录A 43

附录B 47

致 谢 50

第1章 绪论

1.1 研究现状分析

目前，国际车桥技术水平一直远远领先于国内。国产车桥相比国际先进技术来说仍有相当大的差距，其中最主要的差距表现在设计和研发能力上，举例子来说有些工程车和牵引车在行驶过程中，国外先进的设施能够模拟出齿轮啮合接触区的形状是存在差异的，而我国对于这一技术仍在探索中。尽管当前国产车桥已经在国内市场拥有了大部分领域，但还是有些公司选择采用进口车桥，并且事实上当前我国具备研发技术的车桥厂家并不多，有部分厂家仅仅处在组装阶段，实验设备也有差距。

因此现如今大部分国内车桥厂家都是与国际知名品牌厂家共同协作，应用国内本土资源优势配合国外先进的技术支持进行生产。举个例子就在2005年，东风公司与美国德纳公司合资合作，双方建成了投入巨资合作成立了一个商用车桥公司，现如今正在逐渐融入全世界汽车零部件大循环之中。