转向驱动桥毕业设计

转向驱动桥毕业设计

【篇一：驱动桥毕业设计】

摘要

驱动桥是构成汽车的四大总成之一，一般由主减速器、差速器、车

轮传动装置和驱动桥壳等组成，它位于传动系末端，其基本作用是

增矩、降速，承受作用于路面和车架或车身之间的力。它的性能好

坏直接影响整车性能，而对于载重汽车显得尤为重要，采用传动效

率高的单级减速驱动桥已经成为未来载重汽车的发展方向。

本文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次

设计首先对驱动桥的特点进行了说明，根据给定的数据确定汽车总

体参数，再确定主减速器、差速器、半轴和桥壳的结构类型及参数，并对其强度进行校核。数据确定后，利用autocad建立二维图，再

用catia软件建立三维模型，最后用caita中的分析模块对驱动桥壳

进行有限元分析。

关键词：驱动桥；cad；catia；有限元分析

abstract

drivie axle is one of the four parts of a car, it is generally constituted by the main gear box, the differential device, the wheel transmission device and the driving axle shell and so on it is at the end of the powertrain.its basic function is increasing the torque and reducing speed and bearing the force between the road and the frame or body.its performance will have a

direct impact on automobile performance,and it is particularly important for the truck. using single stage and high transmission efficiency of the drive axle has become the development direction of the future trucks.

this article referred to the traditional driving axles design method to carry on the truck driving axles design.in this design,first part is the introduction of the characteristics of the drive axle,according to the given date to calculate the parameters of the automobile,then confirm the structure types and parameters of the main reducer, differential

mechanism,half shaft and axle housing,then check the

strength and life of them.after confirming the parameters,

using autocad to establish 2 dimensional model,then using

catia establish 3 dimensional model. finally using the analysis module in catia to finite element analysis for the axle housing. key words: drive axle;cad;catia;finite element analysis

目录

1 绪论 (1)

1.1 驱动桥简介 (1)

1.2 国内外研究现状 (2)

1.3 驱动桥设计要求 (2)

2 驱动桥设计 (4)

2.1 主减速器设计 (5)

2.1.1 主减速器的结构形式 (5)

2.1.2 主减速器基本参数选择与计算载荷的确定 (7)

2.1.3 小结 (17)

2.2 差速器设计 (17)

2.2.1 对称锥齿轮式差速器工作原理 (17)

2.2.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的结构 (18)

2.2.3 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计 (18)

2.2.4 小结 (23)

2.3 驱动半轴的设计 (23)

2.3.1 结构形式分析 (23)

2.3.2 全浮式半轴的结构设计 (24)

2.3.3 全浮式半轴的强度计算 (25)

2.3.4 半轴的结构设计及材料与热处理 (25)

2.3.5 半轴花键的强度计算 (26)

2.4 驱动桥壳的设计 (27)

2.4.1 整体式桥壳的结构 (27)

2.4.2 桥壳的受力分析与强度计算 (28)

2.4.3 小结 (29)

3 catia三维建模 (30)

3.1 catia软件介绍 (30)

3.2 主减速器建模 (31)

3.2.1 主动锥齿轮三维建模 (31)

3.2.2 主减速器壳三维建模 (34)

3.2.3 轴承三维建模 (34)

3.3 差速器建模 (35)

3.3.1 齿轮的三维建模 (35)

3.3.2 半轴齿轮的建模 (36)

3.3.3 从动齿轮建模 (36)

3.4 半轴三维建模 (38)

3.5 驱动桥壳三维建模 (38)

3.6 轮胎三维建模 (39)

3.7 主减速器及行星齿轮建模 (40)

3.8 驱动桥三维建模 (40)

4 驱动桥壳的有限元分析 (41)

4.1 驱动桥壳的约束及受力分析 (41)

4.2 计算方法的局限性 (41)

4.3 驱动桥壳的静强度分析 (41)

4.3.1 静强度分析 (41)

4.3.2 结果分析 (43)

4.4 小结 (44)

结论 (45)

致谢 (46)

参考文献 (47)

附录a (48)

附录b (55)

1 绪论

1.1 驱动桥简介

汽车驱动桥处于汽车传动系的末端，主要由主减速器、差速器、半

轴和驱动桥壳组成。其基本功用是将万向传动装置传来的发动机转

矩通过主减速器、差速器、半轴等传到驱动车轮，实现降低转速、

增大转矩；通过主减速器圆锥齿轮副改变转矩的传递方向；通过差

速器实现两侧车轮差速作用，保证内、外侧车轮以不同转速转向?1?。驱动桥的类型有断开式驱动桥和非断开式驱动桥两种。驱动车轮采

用独立悬架时，应选用断开式驱动桥；驱动车轮采用非独立悬架时，则应选用非断开式驱动桥。

汽车传动系的总任务是传递发动机的动力，使之适应于汽车行驶的

需要。在一般汽车的机械式传动中，有了变速器(有时还有副变速器

和分动器)还不能完全解决发动机特性和行驶要求间的矛盾和结构布

置上的问题。首先因为绝大多数的发动机在汽车上是纵向安置的，

为使其转矩能传给左右驱动车轮，必须由驱动桥的主减速器来改变

转矩的传递方向，同时还得由驱动桥的差速器来解决左右驱动车轮

间的转矩分配问题和差速问题。其次是因为变速器的主要任务仅在

于通过选择适当的档位数及各档传动比，以使内燃机的转速一转矩

特性能适应汽车在各种行驶阻力下对动力性与经济性的要求，而驱

动桥主减速器(有时还有轮边减速器)的功用则在于当变速器处于最高

档位(通常为直接档，有时还有超速档)时，使汽车有足够的牵引力、

适当的最高车速和良好的燃油经济性。为此，则要将经过变速器、

传动轴传来的动力，经过驱动桥的主减速器进行进一步增大转矩，

降低转速的变化。因此，要想使汽车传动系设计的合理，首先必须

恰当选择好汽车的总传动比，并恰当的将它分配给变速器和驱动桥。后者的减速比称为主减速比。当变速器处于最高档位时，汽车的动

力性和燃油经济性主要取决于主减速比。在汽车的总体布置设计时

应根据该车的工作条件及发动机、传动系、轮胎等有关参数，选择

合适的主减速比来保证汽车具有良好的动力性和燃油经济性。采用

优化设计方法可得到发动机与传动系数的最佳匹配。由于发动机功

率的提高，汽车整车质量的减小和路面状况的改善，主减速比有往

小发展的趋势。选择主减速比时要考虑到使汽车即能满足高速行驶

的要求，又能在常用车速范围内降低发动机转速、减小嫌料消耗量，提高发动机寿命并改善振动及嗓声的特性等?2?。

【篇二：四驱越野车转向驱动桥的毕业设计】

摘要

随着汽车工业的发展和汽车技术的提高，驱动桥的设计和制造工艺

都在日益完

善。驱动桥和其他汽车总成一样，除了广泛采用新技术外，在结构

设计中日益朝着“零件标准化、部件通用化、产品系列化”的方向发

展及生产组织专业化目标前进。应采用能以几种典型的零部件，以

不同方案组合的设计方法和生产方式达到驱动桥产品的系列化或变

形的目的，或力求做到将某一类型的驱动桥以更多或增减不多的零件，用到不同的性能、不同吨位、不同用途并由单桥驱动到多桥驱

动的许多变形汽车上。

本说明书中，根据给定的参数，首先对主减速器进行设计。主要是

对主减速器

的结构，以及几何尺寸进行了设计。主减速器的形式主要有单级主

减速器和双级主减速器。而主减速器的齿轮形式主要有螺旋锥齿轮、双曲面齿轮、圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式。本次设计采用的是整体

式单级主减速器，齿轮形式采用双曲面齿轮。其次，对差速器的形

式进行选择，差速器的形式主要分为普通对称式圆锥行星齿轮差速

器和防滑差速器两种。本次设计采用普通对称式圆锥行星齿轮差速器。最后，对半轴的结构、支承形式，以及桥壳的形式和特点进行

了分析设计。本次设计采用全浮式半轴支承和整体式驱动桥壳。

关键词：驱动桥主减速器差速器半轴驱动桥壳

四驱越野车转向驱动桥的设计

abstract

with the development of the automotive industry and vehicle technology to improve

the design and manufacturing process of the drive axle are increasingly improved. drive axle and other automotive assembly, in addition to the widespread adoption of new technology in the structural design, the direction of development and production organizations increasingly toward standardization of parts, components universal product series professional goal. parts should be used in several typical drive axle product series or deformation of the purpose of portfolio design and production methods, or that we could achieve a certain type of drive axle to more or deletion few parts, used different performance, many of the different tonnage, different purposes by a single bridge driver to multi-bridge-driven deformation of the car.

this manual, according to the given parameters, the first main gear box design. the structure of the main gear box, and the geometric dimensions of the design. the main gear box in the form of single-stage main gear box and two-stage main gear box. final drive gear mainly in the form of spiral bevel gears, hypoid gears, cylindrical gears, worm and other forms. this design is integral single-stage main gear box, gear forms of hypoid gears. secondly, in the form of differential selection, differential forms are divided into ordinary symmetric cone planetary gear differential and limited slip differential two. the design uses a common symmetric cone planetary gear differential. finally, on the structure of the axle, supporting forms, and the axle housing forms and characteristics of the analysis and design. the design uses a full floating axle shaft bearing and the overall drive axle housing.

keywords: drive axlemain reducerdifferentialaxledrive axle housing

2

1前言

转向驱动桥在四驱越野车中是指具有转向功能的驱动桥。其主要功能一是把分

动器传出的功率经其减速后传递给车轮使车轮转动；二是通过转向器把方向盘所受的转矩传递给转向杆从而使车轮转向。

改革开放以来, 随着汽车工业的飞速发展，人民生活水平的提高，高速公路、

高等级公路的不断建设，汽车正逐渐进入家庭，成为人们生活的一部分。

同时随着我国加入世界贸易组织，通用、福特、日产、丰田??一批世界一流汽车生产企业纷纷进入中国，市场竞争日趋激烈.入世后，技术竞争将是我国汽车工业面临的最大挑战。

本课题是结合科研进行工程设计。由于四驱越野车的普及，因而对于转向驱动

桥是非常需要的。为了让越野车能更好的适应野外的行驶，对于转向驱动桥提出了以下要求：

b.方向盘向各边能转动2.5圈

c.前轮采用麦弗逊悬架

在王琪老师和李书伟老师的指导下，首先进行了方案论证。经过讨论与研究，

对于桥壳部分改变了以前的非断开式，最终确定对于主减速器部分仍采用整体式而两端分别装一球面滚轮式万向节。在转向节部分采用球笼式万向节，转向器采用循环球式转向器。由于转向驱动桥最终要于其它部分组合在一起组成四驱车，所以整个设计过程要考虑最终的组装。我们根据厂方提供的数据首先对驱动桥进行了详细的分析。然后根据分析的结果，计算各部分的轴向力、扭矩、传动比以及功率。进而对各部分进行设计。

转向驱动桥改变了以往的非断开式桥壳，使其更适和在一些非平坦路面上行驶。本课题新颖实用，在技术上有较大改进，具有较强的竞争力。本转向驱动桥将具有很大的市场前景。

四驱越野车转向驱动桥的设计

2总体方法论证

2.1转向驱动桥分析

已知条件：

外行尺寸(长x宽x高)：3600x1550x1500（mm）

前轴距：2230mm; 轮距：1300mm ;后轮距：1300mm ; 总质量：1.5t;

载重量：2.1t ;vmin:5km/h ; vmax: 140km/h; 最大爬坡度：60%； 2.2 结构方案的确定

2.2.1驱动桥的分析

驱动桥的结构型式按工作特性分，可以归并为两大类，即非断开式

驱动桥和断开式驱动桥。

a.非断开式驱动桥

普通非断开式驱动桥，由于结构简单、造价低廉、工作可靠，广泛

用在各种汽车上，在多数的越野汽车和部分轿车上也采用这种结构。他们的具体结构、特别是桥壳结构虽然各不相同，但是有一个共同

特点，即桥壳是一根支承在左右驱动车轮上的刚性空心梁，齿轮及

半轴等传动部件安装在其中。它的一个缺点是簧下质量大点。

b.断开式驱动桥

断开式驱动桥的桥壳是分段的，并且彼此之间可以做相对运动，所

以这种桥称为断开式的。另外，它又总是与独立悬挂相匹配，故又

称为独立悬挂驱动桥。这种桥的中段，主减速器及差速器等是悬置

在车架横粱或车厢底板上，或与脊梁式车架相联。两侧的驱动车轮

由于采用独立悬挂则可以彼此致立地相对于车架或车厢作上下摆动，相应地就要求驱动车轮的传动装置及其外壳或套管作相应摆动。

2.2.2转向器的分析

根据所采用的转向传动副的不同，转向器的结构型式有多种。常见

的有齿轮齿条式、循环球式、球面蜗杆滚轮式、蜗杆指销式等。

对转向其结构形式的选择，主要是根据汽车的类型、前轴负荷、使

用条件等来决定，并要考虑其效率特性、角传动比变化特性等对使

用条件的适应性以及转向器的其他性能、寿命、制造工艺等。矿山、工地用汽车和越野汽车，经常在坏路或在无路地带行驶，推荐选用

极限可逆式转向器，但当系统中装有液力式动力转向或在转向横拉

杆

上装有减振器时，则可采用正、逆效率均高的转向器，因为路面的

冲击可由液体或减振器吸收，转向盘不会产生“打手”现象。

2.2.3转向节的分析

万向节按其在扭转方向上是否有明显的弹性，可分为刚性万向节和

挠性万向节。在前者中，动力是靠零件的铰链式联接传递的，而在

后者中则靠弹性零件传递，且有缓冲减振作用。刚性万向节又可分

为不等速万向节、准等速万向节和等速万向

4

节。

2.3本车桥的结构

由于该车悬架采用麦弗逊悬架因此驱动桥应采用断开式驱动桥。

对于转向器由于该车是四驱越野车，经常在坏路或无路地带行驶应

选用极限可逆转向器。可选用循环球式转向器。当正效率高时驾驶

员可以轻便的转动转向盘；当逆效率高时使驾驶员更好的感觉路况，但为了减轻在不平路面上行驶时驾驶员的疲劳，车轮与路面之间的

作用力传至转向盘上要尽可能小，防止打手又要求效率尽可能低。

因此应在车的转向横拉杆上装一减振器使其吸收路面的冲击消除打

手现象。

而对于转向节由于其转向要一定的角度根据角度选择球笼式birfield 型。对于主减速两侧的万向节用球面滚轮式万向节。

【篇三：转向驱动桥设计】

四川理工学院毕业设计（论文）

乘用车断开式驱动桥设计

学生：张万军学号：05011030234

专班级：05级2班指导教师：郭翠霞

四川理工学院机电工程系

二oo九年六月

附表2：

四川理工学院毕业设计（论文）任务书

设计（论文）题目：某乘用车断开式驱动桥设计系：机械学院专业：机械设计与制造班级：学号：学生：张万军指导教师：郭

翠霞接受任务时间2009年3月2日

教研室主任（签名）系主任（签名）

1．毕业设计（论文）的主要内容及基本要求 (1)基本设计参数

设计数据参看桑塔纳轿车（2）主要内容及基本要求

根据车辆技术参数确定驱动桥设计方案，对所设计的驱动桥进行计

算说明及校核，完成驱动桥总装配图，最后完成总装配图一张，主

要零件图2-3张，设计说明书一份。

2．指定查阅的主要参考文献及说明

[1]臧杰,阎岩.汽车构造[m].机械工业出版社,2005,8. [2]王望予主编.汽车设计[m].机械工业出版社,2004,8. [3] 刘泽九.轴承应用手册[s]. 北京.机械工业出版社1996.3

[4]《汽车工程手册编辑》委员会.汽车工程手册[s]. 北京.人民交通出版社.2001.5 [5]刘涛主编.汽车设计[m].北京大学出版社,2008,1.

摘要

本文主要是桑塔纳2000汽车的转向驱动桥。对于乘用车的前驱，既要满足转向的要求，又要满足驱动的要求。因此，为该车前轮设

计转向驱动桥是很又必要的。要满足这两项要求该车桥的半轴分为

内外两半，通过万向节连接，实现等角速传动转矩。而主销也分为

上下两段以满足转向的要求。本文主要对转向驱动桥各个部件进行

设计、计算、校核，同时绘出了转向驱动桥的装配图，外半轴、主

减速器的主从动齿轮的零件图。本次设计过程丰富了我的知识，使

我对汽车零件的设计又了一个更深层次的了解。

关键词：转向驱动桥；底盘；主减速器；

Ⅰ

abstract

ththis article mainly describes steering driving axle of the all-terrain vehicle santana2000. santana2000, this kind of all-terrain vehicle uses a four-wheel drive. the front wheel of this vehicle not only must atisfiedly steering request, but also must satisfy the actuation the request. therefore, it is vital to design changes driving axle for this vehicle front wheel. the shaft divides into two parts, which are inside one and outside one. the joint connects the two parts to satisfy the constant angular velocity driving torque. and the pin also divides into two

part ,to satisfy the request of steering. this article mainly design the various parts of the steering driving axle, such as designing, the computation, the examination. the process of this design has eiched my knowledge, and enabled me a deeper understanding of the design of automobile components and parts.

key words: steering driving axle ,chassis, main gear box

Ⅱ

目录

摘

要 ....................................................................................................... . (Ⅰ)

abstract ............................................................................................. .................. Ⅱ第1章绪

论 ....................................................................................................... .. (1)

1.1 第一章驱动桥结构方案拟

定 ......................................................................... 3 1.2 第二章主减速器设计 . (5)

2.1.1 确定主减速器传动

比 (5)

2.1.2 确定主减速器型

式 .............................................................................. 6 2.1.3 主减速器齿轮类型 (6)

2.1.4 主减速器锥齿轮支承型

式 ..................................................................... 7 2.2.1 主减速器计

算载荷的确定 ..................................................................... 8 2.2.2

主减速器基本参数的选

择 ..................................................................... 9 1.2.3 主减速器齿

轮的几何尺寸计算 .............................................................. 12 2.2.4 主减速器齿轮的强度计算 ....................................................................

14 2.2.5 强度计算后的尺寸调

整 ....................................................................... 16 2.3 准双曲面齿

轮材料 ............................................................................... 16 2.4 主减速器的润滑 .................................................................................. 17 1.2 第三章差速器设

计 (18)

3.1 差速器结构型式的选

择 ......................................................................... 18 3.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的结构 .......................................................... 18 3.3 对称式圆锥行星齿轮差速器的设

计 .......................................................... 19 3.3.1 差速器齿轮的基本参数选择 ................................................................. 19 3.3.2 差速器齿轮的几何计算 .. (21)

3.3.3 差速器齿轮的强度计

算 ....................................................................... 24 1.2 第四章半轴设计 (26)

4.1. 半轴结构型式的选

择 ............................................................................ 26 4.2 半轴的设计计算 .................................................................................. 26 4.3 半轴杆部直径的初

选 ............................................................................ 26 4.4 半轴的强度计算 .................................................................................. 26 4.5 半轴的材料与热处

理 ............................................................................ 27 1.2 第五章万向节设计 (29)

5.1 万向节的结构选

择 ............................................................................... 29 5.1 万向节的设计计算 . (29)