摘 要

本文主要进行的是对重型特种车电动驱动桥设计，根据重型特种车的基本参数进行对重型特种车电动驱动桥总成的结构方案设计与相关基本参数选择与设计校核，并借助三维建模软件CATIA与Auto CAD完成对驱动桥总成的二维装配图以及相应零件图的绘制。论文首先进行了驱动桥总成的结构布置形式的分析与选择，确定了电机的布置与驱动桥的驱动方案，然后依照动力传递依次进行了单级主减速器的设计与强度校核、锥齿轮式差速器的设计与校核、全浮式半轴的选取与校核、轮边减速器的设计选取与校核、最后还对整体铸造式驱动桥壳进行了选型与桥壳在各行驶工况下的应力校核。

关键词：驱动桥；主减速器；差速器；轮边减速器；驱动桥壳

Abstract

The object of the design is the design of heavy-duty special-purpose electric driving axle.According to the basic parameters of heavy-duty special vehicles, the structural design and related basic parameters selection and design check of the heavy-duty special-purpose electric drive axle assembly are carried out, and the three-dimensional modeling software CATIA and Auto CAD are used to complete the two- Assembly drawings and drawing of corresponding parts.In this paper, the analysis and selection of the structural arrangement of the drive axle assembly are carried out, and the arrangement of the motor and the driving scheme of the driving axle are determined.Then, according to the power transmission, I design the final drive,the bevel gear differential,the full-floating axle shaft,the wheel reducer and make the strength checking of these parts. And finally the overall casting type drive axle housing was selected with the bridge shell in the driving conditions under the stress check.

Key Words：Drive axle;Final drive；Differential;the wheel reducer; drive axle housing

目 录

第1章 绪论 3

1.1 研究背景 3

1.2 重型特种车电动驱动桥研究的目的及意义 3

1.3 驱动桥的研究现状与发展趋势 4

1.4 主要研究内容 4

第2章 电动驱动桥结构方案分析与布置 5

2.1 电动驱动桥传动方案分析 5

2.2 电机型号的选择与布置 5

2.3 本章小结 6

第3章 主减速器的设计 6

3.1 主减速器的结构形式分析与选取 6

3.2 主减速器基本参数的选择与设计计算 7

3.2.1 主减速器计算载荷的计算确定 7

3.2.2 主减速器基本参数的确定 8

3.2.3 主减速器弧齿准双曲面齿轮的几何尺寸计算 8

3.2.4 主减速器弧齿准双曲面齿轮的强度校核计算 10

3.3 主减速器轴承载荷的计算与型号选择 12

3.3.1 弧齿准双曲面齿轮齿面作用力计算 12

3.3.2 主减速器轴承型号的确定 13

3.3.3 主减速器轴承载荷的计算 13

3.4 本章小结 15

第4章 差速器的设计 15

4.1 差速器工作原理与类型选取 15

4.2 强制锁止式差速器的设计 16

4.2.1 差速器锥齿轮的基本参数的确定 16

4.2.2 差速器锥齿轮的几何尺寸计算 17

4.2.3 差速器锥齿轮的强度校核计算 18

4.2.4 差速锁的选择 20

4.3 本章小结 20

第5章 车轮传动装置的设计 21

5.1 半轴结构分析与类型的选取 21

5.2 半轴计算载荷的确定与杆部直径的初算 21

5.3 全浮式半轴强度的计算 22

5.4 全浮式半轴花键的选择 23

5.5 本章小结 24

第6章 轮边减速器的设计 24

6.1 轮边减速器类型的确定 24

6.2 轮边减速器齿轮的几何参数选择 24

6.3 轮边减速器齿轮的条件验算 26

6.4 行星齿轮传动受力分析 26

6.5 轮边减速器齿轮的强度校核 27

6.6 本章小结 29

第7章 驱动桥壳的设计 30

7.1 驱动桥壳类型的选取 30

7.2 驱动桥壳尺寸的确定 31

7.3 驱动桥壳受力分析与强度的计算 31

7.3.1 满载匀速行驶工况下的强度计算 31

7.3.2 最大垂向力工况下的强度计算 33

7.3.3 最大牵引力或制动力工况下的强度计算 33

7.3.4 最大侧向力工况下的强度计算 35

7.4 本章小结 40

第8章 制动器的设计 40

8.1 制动器类型的确定 40

8.2 凸轮式制动器基本参数的选取 40

8.2 制动器制动力矩与制动力的计算 40

8.3 本章小结 42

结论与展望 43

参考文献 44

附录A 45

主减速器齿轮参数程序： 45

附录B 49

差速器齿轮参数程序： 50

致 谢 53

第1章 绪论

1.1 研究背景

在自1886年内燃机汽车的诞生以来，汽车在社会的发展当中扮演着日益重要的角色，经过一百多年的汽车发展，已经将汽车在其组成的各个方面进行了深入的研究与改进，最直接的是汽车外形的变化，还有汽车各总成的结构与性能的优化改进，使其更能够适应于生活与生产。目前随着汽车制造技术的提升与人们生活水平的提高，汽车设计师们逐渐开始注重对汽车使用中的舒适、环保、节能以及安全问题的解决。现在国内正在进行基础设施建设，为我国的中重型车以及特种车辆的发展提供了机遇，也对我国重型汽车的生产制造提出更高要求，满足大承载量、高效的传动效率以及优越的技术性能和高安全性的重型车的需求日趋增加。我国的重型特种车的产品结构与以前相比还是有了很大的变化，在重型车和轻型车方面的比例仍在增长趋势，相应的中型车比例有所下降；特种车的种类扎起随着各行业的需求在逐渐增多，越来越趋于专项作业功能，即使得特种车的产品结构更加趋于合理化^[1]。

在汽车的构成部分中，驱动桥是整个驱动系统中最末端但极其重要的的动力驱动部分，设计良好的驱动桥能够使得汽车对路面有良好的适应能力与通过性，还能够以良好的结构的确保整车的行驶安全。驱动桥是由各个总成包括主减速器、差速器、半轴等装配在一起的^[2]，现在每个总成的制造工艺都随着制造装备的更新换代而更加的成熟与精确，随着驱动桥的功能不同还有各部分系统性的生产经验等，使得现在对驱动桥的设计更加的快捷、定位准确；同时现在设计方法还能够充分利用计算机技术随时进行改进与更新，以便设计出更完善的产品。