摘 要

转向驱动桥是汽车传动系统重要组成部分之一，其基本功能是增大传动轴或者变速器传来的转矩并适当降低转速再后分配给左、右驱动车轮。汽车在行驶时会遇到复杂多变的道路环境，这时，路面的反馈会使汽车的受力极其复杂，这些力都会经由车轮传递给车身，导致直接与车轮相连接的驱动桥的工作环境十分恶劣。因此在设计驱动桥时，主要设计目标应是使其满足强度要求。

本文依据《汽车车桥设计》一书，根据新朗逸的整车数据分章节的设计了转向驱动桥的主要组成部分：主减速器、差速器、驱动车轮的传递装置及桥壳等，并进行了强度校核。在完成设计及强度校核之后，使用AutoCAD作图软件画出相应图纸并使用三维建模软件建模。最后，对全文进行了总结，并展望了以后的工作。

关键词：转向驱动桥 差速器 主减速器 半轴 AutoCAD

Abstract

Steering drive axles, whose basic function is increasing the torque from drive shaft and transmission and assigning to the left and right drive wheels after reducing the speed, is one of a significant parts of the automotive transmission.Due to the variable road conditions, when vehicle runs, the force feedback will make the forces on vehicle complex. All the forces will be transmitted to the vehicle through the wheels, which make the working condition of the drive axles directly connected to the wheels poor. Therefore, i the design of the drive axle, the main design goal should satisfy the strength requirements.

In this paper, the main components of automotive parts:main reducer, differential, drive wheels and axle transmission device,etc are designed as well as checking the strength based on the Vehicle Axle Design and the New Lavida data. After designing and checking the strength, use AutoCAD to paint and establish the model. Finally, summary the whole paper and outlook the future.

Keywords: Transmission Differential Main Reducer Axle AutoCAD

目 录

第一章 绪论 1

1.1 课题研究背景和意义 1

1.2 国内外研究现状和趋势 1

1.2.1 国外研究现状 1

1.2.2 国内研究现状 2

1.3 新朗逸设计相关数据 3

1.4 本论文主要内容 3

第二章 驱动桥结构及其设计要求 4

2.1常见驱动桥的结构、性能与特点 4

2.1.1非断开式驱动桥 5

2.1.2 断开式驱动桥 5

2.2 驱动桥的设计要求 5

第三章 主减速器设计 8

3.1 主减速器的结构型式 8

3.1.1 主减速器齿轮的类型 8

3.1.2 主动锥齿轮的支承型式和安置方法 8

3.1.3 主减速器的减速型式 9

3.2 主减速器的基本参数选择与设计计算 9

3.2.1 主减速比的确定 9

3.2.2 主减速器齿轮计算载荷的确定 10

3.2.3 主减速器齿轮基本参数的选择 12

第四章 差速器设计

4.1 对称式圆锥行星齿轮的结构 15

4.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计 15

4.2.1 差速器齿轮的基本参数选择 15

第五章 驱动车轮的传递装置及桥壳设计 20

5.1 半轴 20

5.1.1 半浮式半轴 20

5.1.2 3/4浮式半轴 21

5.1.3 全浮式半轴 21

5.2 半轴的设计计算 21

5.3 半轴的强度校核 22

5.4 驱动车轮转动装置的万向节 24

5.5 桥壳 24

1. 结论与展望

参考文献 27

致谢 29

第一章 绪论

1.1 课题研究背景和意义

进入21世纪后，随着经济的迅速发展，中国汽车行业茁壮成长，汽车保有量和需求量逐年上升，据公安部交管局数据显示，截至2015年底，中国汽车保有量达到1.72亿辆，与此同时，中国汽车工业协会预测2016年中国汽车需求量将超过2600万辆。但是，随着汽车的普及，人们在享受日益快捷的生活同时，也面临着由此带来的一系列社会问题，如环境污染、交通堵塞、交通事故等。在这些问题中，严重危害人们生命财产安全的无疑是交通事故。

车轴断裂在各类因汽车自身问题引起的交通事故中占有一定的比例，如2014年初闹得沸沸扬扬的一汽大众“断轴门”事件便是如此。根据中国汽车协会2015年中国乘用车销量统计，大众新朗逸以379086辆排行第一，虽然如此，可新朗逸的小问题依然屡见报道，并且由于之前“断轴门”事件，其车轴是否一定安全依然存疑。

同时，根据罗兰贝格咨询公司《2015中国汽车消费者洞察报告》显示，中国汽车市场2001~2007年复合增长率为33%，2008~2014年复合增长率为20%，2015年为7%，由此可见，汽车市场趋于饱和。在这种情况下，优化汽车的各个系统便成为了研究重点。而转向驱动桥作为汽车传动系统的重要组成部分，影响着汽车各项评价指标，如动力性、操纵稳定性等，因此具有较高的研究价值。

综上所述，本次设计便以2015新朗逸为基础，以行驶安全为重点，设计其转向驱动桥并校核运动强度。

1.2 国内外研究现状和趋势

转向驱动桥由主减速器、差速器、车轮传动装置和桥壳等部件组成，承担着传递与分配扭矩的功能。由于汽车行驶中的道路环境复杂多变，驱动桥不仅承受着作用于路面和车架或车厢之间的铅垂力（簧上质量的作用力和车轮的支承反力），而且承受着它们之间的纵向力（驱动力和制动力）和横向力（汽车转弯及在横坡路面上行驶时产生的横向力），因此，国内外对于转向驱动桥的研究主要集中在其稳定性和可靠性。除此之外，转向驱动桥研究重点还有振动噪声研究以及轻量化优化等。汽车转向驱动桥的噪声主要来源于齿轮噪声、轴承噪声以及共振而产生的噪声，对环境产生了较大的噪声污染。汽车轻量化可以通过降低各种阻力如滚动阻力、空气阻力等来减少能源消耗、改善汽车性能以及提高汽车安全性。

1.2.1 国外研究现状

对转向驱动桥的可靠性研究主要集中在疲劳寿命这一方面，由于载荷引起疲劳失效的机理依然尚未有明确解释，故一般运用试验方法来研究。对驱动桥可靠性的研究可以追溯到上个世纪初，O.H.Basquin提出了用于预测在横幅对称循环应力下的寿命的金属S-N曲线的经验规律，到上个世纪四五十年代，M.A.Miner及L.F.Coffin、S.S.Manson相继建立了关于在多级应力及塑性变形状态下的疲劳寿命模型。随后在六七十年代，由E.B.Haugen、D.Kececioglu等人提出的疲劳可靠性—强度干涉模型的，奠定了疲劳可靠性研究的理论基础。自此以后，研究人员的研究重点集中在干涉模型的推广和可靠度的计算方法方面。

在振动噪声方面，上个世纪七十年代，NASA推出了著名的几乎可以求解任何线性结构问题的的NASTRAN软件，并应用到声学领域，美国通用将其用于车内噪声预测。随着计算机技术的迅速发展，越来越多的声学软件随之出现，如ANSYS、SYSNOISE等。国外主要先在各种声学软件利用有限元方法、模态综合法、边界条件法等方法进行驱动桥振动噪声的研究，然后再借助于先进的试验仪器进行测试，最后得出结论。