摘 要

汽车的四大总成之一驱动桥，驱动桥性能的好坏直接影响到汽车整车的性能，对于重型载货汽车驱动桥的作用显得尤为重要。当前货车普遍采用大功率发动机输出大扭矩用来满足重型载货汽车重载、高效的需要的性能要求，但必须与之相匹配一个高效率、可靠性高的驱动桥，本文参照13吨重型载货汽车的驱动桥结构形式进行重型载货汽车后驱动桥的设计。^[1]首先确定驱动桥的基本结构形式和零部件的种类及其计算参数；然后参考相似的驱动桥以确定驱动桥设计的大体方案；最后对主、从动锥齿轮，半轴齿轮，差速器圆锥行星齿轮，全浮式半轴和驱动桥桥壳进行强度校核和对支撑轴承的寿命校核。

关键字：驱动桥；主减速器；差速器；车轮传动装置；驱动桥壳

Abstract

One of the four main drivers of the car bridge, the performance of the drive bridge directly affects the performance of the vehicle, the role of the heavy truck drive axle is particularly important. The truck is widely used in high power output of the

engine torque to meet performance requirements for heavy duty truck overloading and efficient, but it must be to match a high efficiency, reliability, high drive axle design, according to the Dongfeng Tianlong heavy truck drive axle structure of heavy truck driving axle. First determine the kinds of drive axle forms the basic structure and components and calculation parameters; and then refer to the similar driving axle to identify the driving bridge design of general scheme. Finally the driving and driven bevel gear, axle shaft gear, cone planetary differential gear, full floating axle and drive axle housing were strength check and checking the life of bearing support.

Key Words：Drive axle； final drive；differential mechanism；Half Axel；Drive Axle Shell

目 录

第1 章 绪 论 1

1.1 前言 1

1.2 设计的主要内容 1

1.3 设计的基本数据 2

第2章 主减速的设计 3

2.1 主减速器结构形式的选择 3

2.1.1 主减速器齿轮类型 3

2.1.2 主减速器主动锥齿轮和从动锥齿轮的支撑形式 3

2.2 主减速器基本参数选择和设计计算 3

2.2.1 主减速器计算载荷的确定 3

2.2.2 主减速器的基本参数 5

2.2.3 主减速器双曲面齿轮的几何尺寸计算 5

2.2.4 双曲面锥齿轮的强度计算 7

2.2.5 主减速器轴承的载荷计算 9

第3章 差速器设计 12

3.1 对称式圆锥星齿轮差速器的差速原理 12

3.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计 12

3.2.1 差速器齿轮的基本参数的选择 12

3.2.2 差速器齿轮的几何参数的计算 14

第4章 驱动半轴的设计 18

4.1 全浮式半轴计算载荷的确定 18

4.2 全浮式半轴的杆部直径的初选 18

4.3 全浮式半轴强度的计算 19

4.4 半轴花键的强度计算 19

4.5 半轴的结构设计 20

第5章 驱动桥壳的设计 21

5.1铸造整体式桥壳的结构 21

5.2 桥壳的受力分析与强度计算 21

5.2.1 桥壳的静弯曲应力计算 21

5.2.2 在不平路面冲击载荷作用下桥壳的强度计算 22

5.2.3 汽车以最大牵引力行驶时的桥壳的强度计算 22

5.2.4 汽车受最大侧向力时的桥壳的强度计算 24

第6章 结论 28

致 谢 29

参考文献 30

第一章绪论

1.1 前言

汽车在行驶过程中需要将发动机的车轮，这需要汽车的传动系统发挥作用。这其中位于传动系统最后的驱动桥是传动系统的重要组成部分。它的主要作用是通过驱动桥内的主减速器、差速器、半轴等将发动机的转矩传递到车轮；通过主减速器实现减速速增矩；承受载荷传递力；通过差速器来实现两侧车轮的不同转速^[2]。驱动桥的结构由悬架形式决定，非独立悬架对应非断开式驱动桥，独立悬架对应断开式驱动桥。驱动桥由主减速器，差速器，车轮传动装置和桥壳组成。

重型载货汽车以盈利商用为主，要运输尽量输运多的货物来实现利润最大化，因而重型载货汽车的转矩和发动机的功率要求很大，以便能运输多的货物降低成本。^[3]提高货车经济性的关键是选用合适的传动系统，其中驱动桥性能的好坏决定着传动系统的最终性能。最后最重要的是要提高重型载货汽车的燃油经济性以便进一步的压缩成本，性能良好的汽车传动系统是匹配性好的驱动桥成为降低油耗的有效措施。

随着国际上卡拉罗、ZF公司、德纳公司、AVL等知名企业对驱动桥技术研发的日益深入，时至今日，在国际上驱动桥的开发技术也呈现了许多新特点。

在国外的发展是逐步集行车制动与驻车制动与一体，这样提高了整机安全性，又可以使结构更紧凑。他们更多的使用三维软件来设计、有限元分析等方法，不断优化相关壳体外形设计，使其结构简单且承载能力强。而其制动形式则从钳盘式制动向湿式制动改变，使制动系统逐步具有免维护、噪音小、寿命长、防爆等特点，大大减少了主机的使用维护费用。^[4]

目前国内有自主研发能力能力的车桥厂并不多，他们主要依赖国外的研究，自己还停留在组装阶段。国内乘用车车桥厂主要有柳汽五菱、上海汇众、四川建安、天津曙光、陕西东风常和车桥公司，这些车桥厂一般都是专门服务于某一整车厂或者隶属于整车厂。即使在组装阶段，其设备也是较国外而言比较落后。这就导致了国内车桥的发展十分缓慢，生产规模不大，工艺水平、生产效益也提高不了。

1.2 设计主要内容

1. 选择驱动桥内的基本部件的基本结构形式；

（2） 设计完成主减速器的基本参数；