摘 要

驱动桥当车辆在行驶时不仅要承载它的，还要负担从地面传递而来的铅锤力等，这些力一般通过车轮以及悬架等结构到桥身。而且驱动桥不同于普通车桥的地方便在于它的所处位置是直接与动力输出所关联，所以它需要为其传递转矩，这是传动系中的最大转矩。

本文通过对以往的驱动桥设计资料进行观阅和反思后，结合自己的杰德轿车的相关参数进行了比较合理的参数和结构设计，我在查阅资料的过程中反复思考杰德轿车的前桥的运作机理，并且平时对街头的车样进行查看，在学习实车的驱动桥布置以及架构的同时，思考我单独进行驱动桥的设计时。是否能够遵循设计的要求流程，是否能够完成它该有的功能，并在完成功能的同时考虑到零件的三化。这其中的关键便在于主减速器以及差速器的设计与搭配之上，作为驱动桥的灵魂部件，这两个结构的参数决定了整个驱动桥的尺寸和位置。因而在这两个结构的参数计算过程中，我严格查阅相关资料和参考导师的意见，进行多次修改来完成它的结构设计，并对它进行参数化建模。并且在这两个结构的基础上对其他组合部件进行设计以及建模，最后得到一个完整的驱动桥的模型，后续的CAD图也严格依照实际的三维建模而来。

关键词：汽车 承载 驱动桥 主减速器 差速器

Abstract

The drive axle is one of the four major assemblies of the car. It has a lot of parts and a complicated structure, and its performance will directly affect the performance of the whole vehicle.

In the car, the drive axle not only has to bear the load on the full load spring of the car, but also bears the plumb force and longitudinal force generated by the wheel through the wheel, the frame or the load-bearing body through the suspension. Moreover, the convenience of the transaxle from the conventional axle is that its location is directly related to the power output, so it needs to transmit torque for it, which is the maximum torque in the drive train.

After reviewing and reflecting on the past drive axle design data, this paper combines the parameters of the Jade sedan with reasonable parameters and structural design. At the same time, I also found the existing Jeddell's transaxle. The principle of structure, and through the street car to view and think, consider how I can complete a reasonable and dynamic, economical and other can basically meet the requirements of the transaxle design. The key to this is the design and matching of the final drive and the differential as the soul part of the drive axle. The parameters of these two structures determine the size and position of the entire drive axle. Therefore, in the parameter calculation process of these two structures, I strictly consult the relevant materials and the opinions of the reference instructors, and carry out several modifications to complete its structural design and parametric modeling.

Key words: automobile driving axle main reducer differential half axle

目录

第1章 绪论 1

1.1 概述 1

1.2驱动桥研究现状 1

1.3驱动桥设计要求 1

1.4 驱动桥计算准备 2

第2章 主减速器的设计 4

2.1 驱动桥结构分析 4

2.2 主减速器的结构和功用 4

2.3 主减速器的类型 5

2.4 主减速器齿轮支承形式 5

2.5 主减速器参数设计 5

2.5.1 主减速比计算 5

2.5.2 主减速器齿轮载荷计算 6

2.6 主减速器齿轮 8

2.6.1 主、从动齿轮简介 8

2.6.2 斜齿轮设计计算 9

2.6.3 主减速器齿轮参数表 12

2.7 主减速器设计小结 13

第3章 差速器设计 14

3.1差速器结构形式选择 14

3.2差速器齿轮设计 14

3.2.1 差速器齿轮参数 15

3.2.2 差速器齿轮校核 17

3.2.3 汽车差速器齿轮的参数表 20

3.3 轴承选择与校核 20

3.4 差速器设计小结 23

第4章 驱动车轮的传动装置设计 24

4.1 半轴的型式 24

4.2 半轴设计 24

4.3 半轴校核 25

4.3.1 校核工况 25

4.3.2 半浮式半轴计算载荷的确定： 25

4.4 半轴材料 29

4.5半轴设计小结 29

第5章 万向节及桥壳设计 31

5.1 万向节结构选择 31

5.2 万向节的材料及热处理 31

5.3 桥壳的简介 32

5.4 驱动桥壳的设计 32

5.5 万向节与桥壳设计小结 32

结论 34

致谢 36

参考文献 37

1. 绪论

1.1 概述

汽车驱动桥的位置决定了它的功能是传递和承载，传递由动力总成产生的转矩，承载作用在路面和车架等之间的各项力。除此之外它还有由差速器所带来的左右车轮差速功能。

1.2驱动桥研究现状

随着如今各种计算机测试技术的发展和完善，在驱动桥设计过程中不再仅仅是满足于过去的手头计算，还会用到新的测试技术以及一些专用的检测及试验装备来进行相关的科学检验，从而能够从以前无法达到的角度来对产品的结构、性能等进行测试，这样就能在生产之前便完成相应的校核从而减少产品开发设计的流程周期，也更加准确^[4]。

而且在电子系统日益发达的时代，驱动桥的多方面功能也能由汽车的电控系统来掌控，甚至可以在驱动桥的架构之上加入其他结构的功能，从而形成类似电路板的集成电路一样，在尽可能小的空间占用下发挥满足足够需求的作用。就如博世的新型eAxle电驱动桥便已经在一定程度上实现了将类似于传统汽车的发动机、变速箱以及差速器集成的操作，并且它并不是只能依赖电机的输出控制，它也可以为混合动力的车辆发挥作用，从而满足如今市场不明朗，多方面都需准备的灵活需求^[6]。

虽然各种技术在不停改变，但是驱动桥作为传递转矩使轮胎转动的功能确实始终未变的，而现在的诸多创新也正是围绕着如何让驱动桥这一必须与车轮直接关联的部位能够发挥更大的作用，从而减少传动过程中不必要的损耗，从而可以提高传动效率，使得车辆的性能有更大的提升。

1.3驱动桥设计要求

1）选择适当的主减速比，使得得到比较好的满足。

2）轮廓尺寸尽量小。

3）。

4）。

5）各零部件在强度高、刚性好等条件下，应当尽量达到质量小的要求，尤其在非悬挂质量方面，从而能够降低驱动桥在凹凸的道路平面上所遭受的。

6）与悬架导向机构运动协调。

7）。

1.4 驱动桥计算准备

在设计的开始阶段，我通过搜集的杰德轿车的相关参数，可以进行一些车辆的固有参数，如车轮的滚动半径，汽车的整车整备质量等参数的计算。

图1-1 杰德轿车参数

由杰德车型的参数，如图1-1可以得出几个对我们设计相当有用的数据，首先前轮轮距对于我们这款前置前驱的车型来说便是我们整个车桥设计的轴向尺寸所在了，而后汽车整备质量便是我们车辆空载时的大致质量，再配合资料所查相关计算方法便可以得出汽车满载质量。还有汽车轮胎的型号也是对我们计算很重要的一个信息。透过该型号，我们可以得出几个轮胎的关键性参数，从而计算出这款车轮的滚动半径。

首先对于汽车总质量的计算，在众多资料中，对于一般5人座轿车普遍采用每人的体重以及每人的行李配置，所以可以算出：

(1-1)

(1-2)

接下来对于车轮滚动半径的计算也是用经过查阅资料所得出的方式来进行的，其型号含义如图1-2所示：

图1-2 轮胎参数含义

并且我们所求出的半径在本次设计中，是将静力学半径和滚动半径数值视为相同来处理的，所以可以得出：

我们这里取来方便后续计算。

第2章 主减速器的设计

2.1 驱动桥结构分析

杰德车型作为一款型的中型轿车，它的发动机架构是前置前驱型的，并且轴线横置。这样的发动机架构明显可以提升厢体的容积，并且它不像纵置发动机那样在前盖中过高从而必须抬高车身高度，它在与车轮同轴线的位置直接输出动力，而不再需要再加上一根传动轴以及改变传动方向的锥齿轮来将动力跨越整个车身传递到后轮部分，因此车厢后排部中间的让乘客感到异样的“凸块”可以相较于同类放置发动机而后轮驱动的类型更小，从而舒适性也就更高了。

驱动桥的功用在上述基本已经说明，在这一部分主要分清楚选用断开式还是整体式的结构，这两者的区别就如其名字一般直接，断开式驱动桥的半轴是断开式并呈多段分布的，它们之间可以作相对运动，而整体式驱动桥与它不同的是它的半轴会置于一根刚性空心梁中，这根梁会直接支撑在两个驱动车轮之上。而在本次设计中，我们需要明了的是轿车所采用的独立悬架是需要匹配断开式驱动桥的。

。虽然断开式驱动桥确实在结构上更加复杂，并且在桥壳的设计上会有更多的问题，但是它的优点也是不可忽视的。所谓结构决定功能，它的带有摆动式半轴的结构特点使得或车厢做上下摆动。而且这种结构的驱动桥能使得汽车的平顺性相应增加，对各种地形的适应能力也更强。

2.2 主减速器的结构和功用

主减速器.的结构型式的选择与齿轮关系较为密切，便如我们选择怎样的齿轮，锥齿轮还是圆柱齿轮等，都对它是有影响的。

而对于齿轮的选择我们又要综合汽车多方面来考虑，便如它是前置前驱还是前置后驱，它的发动机是横置的还是竖置的，它的离地间隙是多少，它所需要的主减速比是多少等等方面都是我们需要去了解和参考的，这样设计出的主减速器才能够和发动机所直接配合起来。

主减速器的功能便如其名字所说，主要为了减速，但这里的减速作用却不小，它不仅可以合理的提供给差速器乃至后面的驱动车轮合适的转速，而且能够以此改善车辆的动力性，并且可以改善汽车的经济问题。

2.3 主减速器的类型

依照主减速器型式的不同，基本的类型如下：

1）中央单级减速器。此种类型就是采用单对齿轮来完成减速功能。因为乘用车普遍，所以我们实际的车型中采用该种减速器的是最多的。

2）中央双级主减速器。与上一种主减速器相较而言，由于双级的组成比它多了一对齿轮发挥作用，所以它的结构也更复杂，并且质量也更大，一般来说不是作为常规的轿车的驱动桥选用^[8]。

3）。该种类型适用于主减速比相当大的驱动桥，而这种驱动桥一般用于重型汽车，比如大型工程所用的重型汽车等，这些车不需要有多快，但是它需要有足够的动力性。

我们此处只需简单的圆柱齿轮便可完成上述功能要求，这是由于杰德轿车是一款前置前驱并且发动机横置的轿车，从动力传递的方向来看，变速箱所传递出来的旋转轴线方向与车轮所需旋转轴线方向相同，所以不需要用锥齿轮来改变动力传递方向，只需要简单的一对齿轮改变传动比从而能够保证车辆行驶的最高速度尽可能高。

但是它的结构并不是这样简单的就确定下来了，还需要后续的齿轮参数的校核计算，以及其他多方面的综合考虑。

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