摘 要

驱动桥位于汽车传动系最末端，一般由主减速器、差速器、车轮传动装置和驱动桥壳等构成，其基本作用首先是增矩、降速，改变转矩的传递方向；其次，驱动桥还要承受作用于路面和车架或车身之间的力和力矩。它的性能好坏将直接影响整车性能。

本设计首先根据纯电动大客车的车型参数，完成了电机及传动系统的选型，随后根据相关数据确定了主减速器、差速器、半轴的结构形式以及参数，并对它们的强度进行了校核。再用CATIA对驱动桥总成中的主要零部件进行了三维建模，并在CATIA装配模块中进行装配。在确保没有干涉、不易装配等问题之后，我运用CAD绘制出二维装配图和零件图。本次毕业设计的亮点在于多桥驱动，且一个电机搭配一个驱动桥。

关键词：驱动桥；纯电动大客车；CATIA；CAD

abstract

The drive axle is located at the end of the driving system, usually composed of the main reducing gear, differential, wheel drive and axle housing, etc. Its basic function is to firstly increase torque, speed down, change the direction of torque transmission; secondly, the drive axle also bear the force and torque between the road and the frame or body. Its performance will have a direct impact on vehicle performance.

First of all, I completed the selection of motor and transmission system based on the basic parameters of the pure electric bus. Secondly, I used relevant data to determine the structure and parameters of main reducing gear, differential, wheel drive and axle housing and then check their strength out. After that, CATIA was used to model the main parts of the drive axle assembly which were assembled in the CATIA assembly module later. After making sure that there are no problem like interference and assembly difficulties, I use CAD to draw two-dimensional assembly drawings and parts drawings. The highlight of this graduation design is the use of multi-axle drive, and one drive axle is operated by one motor.

Key Word: drive axle; pure electric bus; CATIA; CAD

目 录

摘要 I

abstract I

第1章 绪论 1

1.1 纯电动汽车概述 1

1.1.1 纯电动汽车的优缺点 1

1.1.2 纯电动汽车驱动系统的布置形式 1

1.2 驱动桥的概述 2

1.2.1 非断开式驱动桥 2

1.2.2 断开式驱动桥 3

第2章 驱动电机的选择 4

2.1 纯电动大客车基本参数的确定 4

2.2 电机参数确定与匹配 5

2.2.1 根据最高车速确定电机的额定功率 5

2.2.2 根据最大爬坡度确定电机的额定功率 5

2.2.3 根据额定功率确定电机的峰值功率 6

2.2.4 电机转速与转矩确定 6

第3章 主减速器的设计 7

3.1 主减速器传动比的计算 7

3.1.1 主减速比的确定 7

3.1.2 主减速器的减速形式 7

3.1.3 双级主减速器传动比分配 9

3.1.4 主减速器的齿轮类型 9

3.2 主减速器齿轮计算载荷的确定 10

3.3 主减速器锥齿轮主要参数的选择与强度计算 11

3.3.1 主减速器锥齿轮基本参数的选择 11

3.3.2 主减速器锥齿轮几何尺寸的计算 12

3.3.3 主减速器锥齿轮强度校核 14

3.3.4 主减速器锥齿轮的材料选择 16

3.4 主减速器圆柱齿轮模数的确定 17

3.4.1 圆柱齿轮材料和齿数的确定 17

3.4.2 圆柱齿轮模数的确定 17

3.5 主减速器圆柱齿轮主要参数的选择与强度计算 18

3.5.1 主减速器圆柱齿轮主要参数的选择 18

3.5.2 主减速器圆柱齿轮的强度校核 19

第4章 差速器的设计 21

4.1 概述 21

4.2 差速器齿轮基本参数的选择 21

4.3 差速器的几何尺寸计算与强度校核 22

4.3.1 差速器齿轮几何尺寸的计算 22

4.3.2 差速器齿轮的强度校核 23

第5章 半轴与驱动桥壳的设计 25

5.1 概述 25

5.2 结构方案分析 25

5.2.1 半轴的结构方案分析 25

5.2.2 驱动桥壳的结构方案分析 26

5.3 半轴的设计与计算 26

5.3.1 全浮式半轴的设计计算 26

5.3.2 全浮式半轴材料的选择 27

第6章 结论 28

参考文献 29

附 录 30

致 谢 31

第1章 绪论

1.1 纯电动汽车概述

纯电动汽车（Blade Electric Vehicles，BEV）是一种以单一蓄电池为储能动力源的汽车，通过电池向电动机提供电能，以此驱动电动机，从而推动汽车行驶^[1]。

1.1.1 纯电动汽车的优缺点

纯电动汽车的优点有以下四点：①零尾气排放，减少了对环境的污染。②节能，并且在拥堵的城市中，这一优势将被放大。③省去了发动机、变速箱、排气系统等，结构更加简单，维修也更加方便。④电动机在运转中的噪音和振动水平远低于内燃机，在怠速和低速下，纯电动汽车在NVH方面的优势更明显。

纯电动汽车也存在着以下缺点：①续航里程短，一般仅为150千米，无法满足远途出行。②充电难。现阶段，国内充电设施建设较落后。③充电时间长，完成一次充电的时间长达5-8个小时。④蓄电池寿命有限。

1.1.2 纯电动汽车驱动系统的布置形式

对于纯电动汽车，常用的驱动系统如图1.1,目前有四种典型结构：

1. 传统的驱动模式

如图1.1A所示，该种驱动模式与内燃机汽车无异，带有离合器、变速箱，只是将内燃机换成电动机。这种布置将提升汽车的起动转矩，增加低转速下的后备功率。

1. 电动机-驱动桥组合式驱动模式

如图1.1B所示，该种驱动模式取消了离合器和变速器，但仍然有减速齿轮和差速器。由于没有变速器，这种驱动模式对于电动机的要求很高，为了保证最大爬坡度、加速时间等动力性指标，电动机的起动转矩和后备功率要求比较大。

1. 电动机-驱动桥整体式驱动模式

如图1.1C所示，该种驱动模式取消了减速差速机构，完全由电动机实现减速、增矩与差速。这种传动方式对于电动机的要求更高，除了2）中提到的较大起动转矩和后备功率外，还需要具备较好的可靠性，以此来保证纯电动汽车的安全行驶。

1. 轮毂电机驱动模式

如图1.1D所示，电动机直接装在了驱动车轮上，由电动机直接驱动车轮行驶^[2-3]。

本次毕业设计将依照电动机-驱动桥组合式的驱动模式，不设置离合器和变速箱。