摘 要

本次设计的题目是解放CA1091型汽车驱动桥设计。驱动桥位于汽车传动系的末端，是整个传动系的重要组成部分。其基本功用是增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩，将转矩分配给左、右驱动车轮，并使其具有汽车行驶运动学所要求的差速功能；同时，还要承受作用于路面和车架或承载式车身的铅垂力、纵向力和横向力及其力矩。

本次设计借助文献资料及各类教学材料，通过分析驱动桥设计的发展趋势、主要理念和各类结构的适用性及优缺点，确定了总体设计方案，即采用整体式驱动桥，双级螺旋锥齿轮主减速器，对称式圆锥行星齿轮差速器，全浮式半轴以及铸造整体式桥壳。此外使用计算机设计手段，运用MATLAB进行计算编程并使用CATIA软件进行平面与三维制图。

本次设计主要完成了对主减速器，差速器，半轴及桥壳的设计和校核。

关键词：驱动桥；主减速器；差速器；半轴；桥壳

Abstract

The topic of this project is to design the bridge of a goods vehicle, type CA1091. Bridge is located in the terminal position of drive system, it is the major part of drive system. Its basic function is to enlarge the torque from drive shaft or directly from the transmission, and to distribute the torque to both driving wheels. And also, it has to bear gravity, longitudinal force, horizontal force and their torques that act on road surface, frame and unitary construction body.

Within this project I confirmed total design scheme from analyzing the development tendency, major theory of bridge design and practical applicability, advantages, disadvantages of different structure, with the help of many documents, files and teaching archives. This project contains unitary drive bridge, double-stage spiral bevel gear main reducer, symmetrical bevel planetary gear differential mechanism, full floating semi-axis and cast unitary axle housing. In addition, I used cyber design method, using MATLAB to programming and using CATIA to design and three-dimensional simulate.

This project accomplished the design and check of main reducer, differential mechanism, semi-axis and axle housing.

Key Words: drive bridge; main reducer; differential mechanism; semi-axis; axle housing

目 录

第1章 绪论 1

1.1 驱动桥简介 1

1.2 课题研究的目的和意义 1

1.3 设计主要内容 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 主减速器齿轮类型 3

2.1.2 主减速器主、从动锥齿轮支承形式选择 3

2.1.3 主减速器减速形式选择 4

2.2 主减速器齿轮计算载荷的计算 4

2.3 主减速器齿轮参数的选择 5

2.4 主减速器螺旋锥齿轮几何尺寸与强度计算 6

2.4.1 主减速器螺旋锥齿轮几何尺寸计算 6

2.4.2 主减速器螺旋锥齿轮的强度计算 8

2.5 主减速器齿轮材料与热处理选择 10

2.6 第二级斜齿圆柱齿轮基本参数选择 11

2.6.1 第二级斜齿圆柱齿轮几何尺寸计算 11

2.6.2 第二级斜齿圆柱齿轮校核 13

2.7 主减速器的润滑 14

第3章 差速器设计 16

3.1 差速器的作用 16

3.2 对称式圆锥行星齿轮差速器 16

3.3 差速器齿轮的基本参数选择 17

3.4 差速器齿轮的几何尺寸计算与强度校核 19

3.4.1 差速器齿轮几何尺寸计算 19

3.4.2 差速器齿轮强度校核 21

第4章 半轴设计 23

4.1 半轴的设计与计算 23

4.2 半轴的结构设计及材料与热处理 25

第5章 驱动桥壳设计 27

5.1 驱动桥壳的功用和设计要求 27

5.2 驱动桥壳结构方案分析 27

结 论 28

参考文献 29

附录A 30

附录B 31

附录C 32

致 谢 33

第1章 绪论

1.1 驱动桥简介

汽车驱动桥位于传动系的末端，是传动系必不可少的组成部分，其基本功用是增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩，将转矩分配给两边车轮，并使左、右驱动车轮具有汽车行驶运动学所要求的差速功能；同时，驱动桥还要承受作用于路面和车架或承载式车身之间的铅垂力、纵向力和横向力及其力矩。

在一般汽车结构中，驱动桥包括主减速器、差速器、驱动车轮的传动装置及桥壳等部件。

驱动桥的结构型式与驱动车轮的悬架结构型式密切相关。当车轮采用非独立悬架时，例如在绝大多数载货汽车和少数轿车上，采用的是非断开式（或整体式）驱动桥，普通非断开式驱动桥桥壳相当于一根联接左、右驱动车轮的刚性空心梁，主减速器、差速器及半轴都装在其中。有些汽车为了提高其行驶平顺性而采用独立悬架，则配以断开式驱动桥，断开式驱动桥无刚性整体桥壳，其主减速器安装在车架或承载式车身上，而两侧车轮则与车架或承载式车身作弹性联接，并可彼此独立地分别相对于车架或承载式车身做上下摆动，这样就要求左右半轴及其相应外壳作相应的摆动，因此又称为带有摆动半轴的驱动桥。

1.2 课题研究的目的和意义

随着中国公路建设水平的不断提高，公路运输车辆正向大吨位、多轴化、大马力方向发展，使得中重型车桥总成也向传动效率高的单级减速方向发展。但目前我国卡车中，双级减速桥的应用比例仍然较高。如我国重卡大量使用的斯太尔驱动桥就属于典型的双级减速桥，其双级减速的结构，主减速器总成相对较小，桥包尺寸减小，因此离地间隙加大，通过性好，承载能力也较大，是广泛用于公路运输，以及石油、工矿、林业、野外作业和部队等多种领域的车辆。

本次的设计题目为汽车驱动桥的设计，通过本次的设计能让我们更好的认识驱动桥，了解驱动桥的结构与工作原理，锻炼了我们自行查阅资料文献能力，并结合书本把我们大学所学的知识贯穿到了一起，是我们能够在运用自己所学的理论知识同时借助资料数据，让理论与实践相结合，更好的让自己掌握其中的精髓。设计与专业关系紧密，可综合利用所学的专业课有汽车构造、汽车设计、机械设计、工程材料和CAD绘图等知识。更为我们以后工作打下了良好的基础。