摘 要

本论文以WH1090货车驱动桥为研究对象，根据给定的车型基础参数，依次对主减速器、差速器、半轴、驱动桥壳进行设计计算。首先是对主减速器的齿轮进行选型、计算并校核,得出选择单级主减速器以及双曲面齿轮副传动的形式。然后，对于差速器进行选型，通过比较各差速器形式优缺点以及考虑汽车使用条件，选择普通对称式圆锥行星齿轮。最后，本文对于半轴和桥壳选用全浮式半轴和整体式桥壳。在设计时，尺寸确定过程中辅以CATIA三维建模，以保证各零件尺寸在装配时不出现干涉，再将各零件由三维图导入AUTOCAD二维图纸中，完成设计任务。

关键词：驱动桥；主减速器；AUTOCAD；CATIA

Abstract

In this paper, Dongfeng WH1090 (WH1090) truck driving axle is used as the research object. According to the basic parameters of the vehicle, the main reducer, differential, axle and drive axle are designed and calculated. First of all, the main reducer gear selection, calculation and verification, obtained the choice of single-stage main reducer and spiral bevel gear sub-transmission form. Then, for the differential selection, by comparing the advantages and disadvantages of the differential form and consider the use of vehicle conditions, select the ordinary symmetrical cone planetary gears. Finally, this paper selects the full-floating axle and the integral axle housing for the axle and axle housing. In the design, the dimension determination process with CATIA three-dimensional modeling to ensure that the parts size in the assembly without interference, and then the parts from the three-dimensional map into the AutoCAD two-dimensional drawings, complete the design task.

Key Words：drive axle；the main reducer；AutoCAD；CATIA

目 录

第1章 绪论 1

1.1 设计概述 1

1.2 驱动桥设计的现状及分析 1

1.3 驱动桥的设计要求 1

1.4 研究内容及预期目标 2

第2章 主减速器设计 3

2.1 主减速器结构方案确定 3

2.1.1 减速形式选择 4

2.1.2 主减速器齿轮类型的选择 4

2.1.3 主动齿轮支承方式和安装方式的确定 5

2.1.4 从动齿轮的支承方式的确定 6

2.2 主减速比的确定 7

2.3 齿轮计算载荷的计算 8

2.4 齿轮参数确定 10

2.4.1 主从动齿轮齿数的确定 10

2.4.2 从动齿轮大端分度圆直径的确定 11

2.4.3 齿轮端面模数的选择 11

2.4.4 齿面宽的确定 11

2.4.5 双曲面齿轮偏移方向及螺旋方向的确定 11

2.4.6 法向压力角的确定 12

2.4.7 主动齿轮偏移距的确定 12

2.4.8 分锥角的确定 12

2.5 主减速器齿轮几何尺寸计算 12

2.6 齿轮强度校核 14

2.6.1 单位齿长圆周力的校核 14

2.6.2 轮齿弯曲强度的校核 15

2.6.3 轮齿接触强度校核 17

2.7 主减速器齿轮材料的选取 18

2.8 主减速器轴承选型与强度校核 18

2.8.1 轴承载荷计算 18

2.8.2 轴承的选型及校核 21

2.9 主减速器的润滑 22

第3章 差速器设计 23

3.1 差速器的选型 23

3.2 差速器齿轮基本参数确定 24

3.2.1 行星齿轮数n 24

3.2.2 行星齿轮球面半径R_b 24

3.2.3 行星齿轮、半轴齿轮齿数 24

3.2.4 节锥角及模数m 25

3.2.5 压力角及齿高系数 25

3.2.6 行星齿轮安装孔直径d及其支撑深度L 25

3.3 差速器齿轮几何计算 26

3.4 差速器齿轮强度计算与校核 27

3.5 差速器齿轮材料的选取 28

第4章 传动装置设计 28

4.1 传动装置的确定 28

4.2 半轴设计与计算 29

4.2.1 全浮式半轴尺寸计算及材料选取 29

4.2.2 全浮式半轴载荷计算及校核 30

第5章 驱动桥壳设计 31

5.1 驱动桥壳型式的选择 32

5.2 驱动桥壳的强度计算 33

5.2.1 车轮承受切向力最大情况 33

5.2.2 车轮承受侧向力最大情况 34

5.2.3 汽车通过不平路面情况 35

第6章 结论 35

参考文献 36

附录A 37

附录B 41

致 谢 42

第1章 绪论

1.1 设计概述

驱动桥主要由以下部件组成：主减速器、传动装置、主减速器、桥壳。不同功用的汽车的驱动桥具体形式会有区别，但是驱动桥的作用总是相同的：减速增扭，改变力矩传递方向，使左右侧车轮可以按照不同转速转动，连接悬架，令车轮与车身之间保持良好的动态平衡等作用。因此驱动桥的设计尤为重要，在设计时，先要考虑驱动桥主减速器的形式与主传动比i₀，当其是位于汽车的结构上能满足的最高档位时，使得汽车有足够的牵引力和最高车速，和较好的燃料经济性来满足一定的经济性降低成本使人们能够承受。其次，更要根据使用条件选择差速器形式，并对其进行设计与校核。再者，半轴及桥壳的设计应具备良好工艺性，因此在驱动桥的设计过程中，应该多方面综合考虑，以达到最佳的设计效果。另外，在设计过程中，辅以计算机三维建模，可以更直观地感受到零件之间的相对结构，有利于部件装配设计。

1.2 驱动桥设计的现状及分析

随着计算机技术的蓬勃发展，技术水平不断得以进步，当今不断的运用新的测试技术和各种新设备的广泛上市，不断地开展许多适宜的驱动桥设计过程的科学实验，大量的现代数学物理分析方法，被逐渐运用于产品结构性质和零件的强度及寿命分析实验中，使得驱动桥的设计上升到了一个新的高度，即开发试验和理论分析。通过计算机辅助设计及有限元分析，可以更直观地看到设计中的应力情况等，因此可以更加有效地进行优化设计。

1.3 驱动桥的设计要求

查阅相关文献^[1] ，我们可以得知驱动桥的设计有如下要求：

当汽车在给定的使用条件下时，所选择的主减速器传动比能使得两个貌似矛盾的因素能够协调达到一个理想的需求，即动力性和经济性。