ZQ1030型皮卡车驱动桥,后悬架设计.doc

1、机电工程学院毕业设计说明书 设计题目: ZQ1030型皮卡车驱动桥、后悬架设计学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 20xx 年 5 月 27 日1目录1. 前言12. 主减速器设计12.1 概述12.2 主减速器结构形式的选择22.3 主减速器锥齿轮结构的选择32.4 主减速器锥齿轮支承形式的选择42.5 主减速器基本参数选择和计算42.6 主减速器锥齿轮强度计算103. 差速器设计133.1 概述133.2 差速器结构形式的选择133.3 普通锥齿轮差速器锥齿轮设计153.4 差速器锥齿轮材料的选择183.5 差速器锥齿轮强度计算184. 车轮传动装置设计194.1 半轴形式的选择

2、194.2 半轴的结构设计204.3 半轴材料的选择204.4 半轴强度计算205. 驱动桥壳设计215.1 驱动桥壳结构形式的选择215.2 驱动桥壳强度计算226. 后悬架设计226.1 悬架结构形式的选择236.2 悬架主要参数的确定236.3 弹性元件计算24设计总结30参考资料31致谢321. 前言传动系由多个部分所组成，驱动桥是其不可缺少的一部分，它主要是将发动机传来的转矩通过驱动桥的一系列传动装置，将所需转矩传到驱动车轮上，实现减速增扭。主减速器是要是改变转矩的传递方向，差速器主要是在车轮拐弯或左右高低不平的路面行驶时，使车轮左右两轮子转速不同，另外，驱动桥承受了路面和车架之间的

3、横向力、垂直力和纵向力，制动力矩和反作用力矩等，起一定承载作用。 驱动桥应当满足的基本要求：（1）选择的传动比应满足汽车经济性和动力性的要求；（2）减小汽车行驶时的噪声和震动；（3）质量越小越好；（4）最小离地间隙合适；（5）转向驱动桥应与悬架导向机构和转向机构相配合（6）传动效率高；（7）调整、拆装方便；（8）成本不高。悬架主要是用来连接车架和车桥，通过弹性元件减小地面通过车轮传到汽车上的震动，把路面作用在车轮上的各种力及力矩传递到车架上，以此保证汽车平稳行驶。汽车悬架应满足的要求：（1）悬架应具有合适的刚度，使汽车振动频率合适；为了快速衰减振动减少车身和车轮在共振区的振幅，使汽车在遇到不平

4、路面时仍能顺利平稳行驶；（2）汽车在转向时具有一定的不足转向特性，因此需针对车轮定位参数有一定的要求，即在车轮跳动时有合适的变化规律。对于前轴，需要悬架和转向杆系共同来完成这个任务，使汽车操纵平稳；（3）对轮胎破损小，悬架的制造和维护成本不高；（4）车架或车身与轮子之间所有的力和力矩能够有效地被传递。2. 主减速器设计主减速器能够在降低转速的同时将输入的转矩增大，并且还能够有改变转矩的传递方向（发动机纵置）。2.1 概述驱动桥结构的选择应与车轮悬架结构相符合。如果驱动车轮运用独立悬架，那么驱动桥应运用断开式驱动桥。如果驱动车轮运用非独立悬架，那么驱动桥应运用非断开式驱动桥。非断开式驱动桥，如图

5、2-1，桥壳是由左右驱动车轮上支承着，包含了驱动桥所有的传动件。非断开式驱动桥与断开式驱动桥相比，其最大的优点就是结构简单，由于其搭配的是非独立悬架，所以对于左右车轮，驱动桥壳是一个整体，制造工艺好，相比断开式驱动桥，其成本也要低很多。可是由于其悬挂质量较大，因此它在提高平顺性提高平顺性和提高平顺性上不好。图2-1非断开式驱动桥示意图所设计得车型为ZQ1030型皮卡车，要求具有一定的承载能力。驱动桥的结构形式为非断开式驱动桥。2.2 主减速器结构形式的选择有很多种不同结构形式的主减速器，如图2-2所示。图2-2主减速器结构形式单级主减速器的优缺点十分明了，其结构仅由一对圆锥齿轮副组成，因此其结

6、构简单使用方便。缺点是主传动比小。当提高主减速器传动比时，必须要增大从动齿轮的直径，增大驱动桥壳的尺寸，因此将会使最小离地间隙减小，降低汽车的通过性。单级主减速器应用于轿车和轻、中型货车上。双级主减速器的优点是采用双级主减速器与单级主减速器相比，传动比大，但是为了获得较大的传动比，需要经过两对齿轮副的减速增扭，需要较大的空间，使得整个驱动桥的尺寸都随之增大，制作工艺复杂，因此也使得双级主减速器的费用增加很多。双级主减速器用于中、重型货车、大客车和越野车上。毕业设计的车型为ZQ1030型皮卡车，其总质量只有3吨，因此选择单级主减速器。2.3 主减速器锥齿轮结构的选择主减速器的齿轮有弧齿锥齿轮、双

7、曲面锥齿轮、圆柱齿轮和涡轮蜗杆等形式。这里主要介绍弧齿锥齿轮和双曲面锥齿轮。弧齿锥齿轮最主要的优点是主、从动齿轮在传动时轴线垂直相交于一点。然而弧齿锥齿轮由于对啮合精度要求不是很高，因此当齿轮副锥顶稍微不吻合，会使工作条件急剧变坏，从而加剧齿轮的磨损增大噪声。双曲面锥齿轮传动的优点是主、从动锥齿轮的轴线相互垂直但不相交。双曲面锥齿轮的优点有：在它们尺寸相同情况下，双曲面齿轮传动的传动比要更大一些；在传动比一定，从动齿轮尺寸相同的情况下，双曲面主动齿轮与相应的弧齿锥齿轮相比较，它有较大的直径，较高的轮齿强，较高的主动齿轮轴刚度以及轴承刚度；在传动比一定，主动齿轮尺寸相同的情况下，双曲面从动齿轮与

8、相应的弧齿锥齿轮相比较，它的尺寸更小，更易得到较大的离地间隙。在主减速器比高于4.5，轮廓尺寸有限，选双曲面齿轮传动；在传动比小于2.0的情况下，选弧齿锥齿轮，它的的差速器可利用空间多；在中等传动比的情况下，两种齿轮都可运用。本次毕业设计的车型为ZQ1030型皮卡车，综上原因选择双曲面锥齿轮。2.4 主减速器锥齿轮支承形式的选择若要使主减速器能够很好地工作，则要求主、从动轮有较好的啮合状况。齿轮的正确啮合，与很多因素有关，在加工时生产出的齿轮的质量，以及主减速器壳体的刚度的大小等都会影响齿轮的正确啮合。下面我们主要分析两种主动锥齿轮的支承形式：（1） 悬臂式支承的优点是结构简单，缺点是刚度较差

9、，主要用在传递的转矩较小的主减速器上。 （2）跨置式支承，在一般情况下跨置式齿轮的承载能力要高。然而跨置式支承需要有支承导向轴承及轴承座，结构复杂，加工成本高，综合悬臂式支承和跨置式支承的优缺点，承载式车身更适合本次的设计要求。本次毕业设计的车型为ZQ1030型皮卡车，其减速器主动锥齿轮用悬臂式支承。2.5 主减速器基本参数选择和计算2.5.1 主减速器传动比的确定 =0.377 （21） =0.377=6.08式中：车轮滚动半径；变速器最高档传动比。2.5.2 主减速器锥齿轮计算载荷的确定 锥齿轮计算载荷的确定方法： （1）按发动机的最大转矩，发动机最低档的传动比来确定从动锥齿轮的计算转矩=

10、 （22） = =3832.32式中，计算转矩，； 发动机最大转矩，由任务书中比转矩计算所得； n计算驱动桥数，n=1； 变速器一档传动比，=4； 分动器传动比，=1； 主减速器传动比； 从发动机到主减速器从动齿轮之间的传动效率，=90%；K液力变矩器变矩系数，K=1；动载系数，=1。 （2）按驱动轮打滑扭矩确定从动轮计算转矩= （23）=7371.05式中，计算转矩，； 满载状态下一个驱动桥上的静载荷，； 汽车在发出最大加速度时的后桥负荷转移系数； 轮胎与地面间的附着系数，对一般轮胎的公路用车，取=0.85（水泥或沥青路），对于越野车一般取=1.0； 轮胎的滚动半径，； 主减速器从动锥齿轮到

11、车轮间的传动比； 主减速器从动齿轮到车轮间的传动效率，=1（无轮边减速器） （3）按日常行驶平均（当量）转矩确定从动锥齿轮计算转矩= （24）=（） （25） =29400（0.016+0.08+0） =2822.4将（25）代入（24）得：=1156.24 （26）式中，汽车牵引力，； 计算转矩，； 驱动桥数； 汽车总重量，； 道路滚动阻力系数，取=0.016；日常公路坡度系数，取=0.08；汽车的性能系数，取=1。2.5.3 主减速器锥齿轮主要参数的选择 （1）主动和从动锥齿轮齿数和当主、从动轮的齿数和之间有公约数时，会在运行时齿轮每个齿不能得到均匀磨损，降低齿轮寿命，因此主从动轮齿数的选

12、择不能存在公约数；主、从动齿轮齿数和大于40，是考虑到两个方面做出的规定，一是为了主从动齿轮有较高的齿面重合度，二是为了提高轮齿强度；乘用车，大于9，商用车，大于6，这是在考虑齿数越大，齿轮质量越大，则其在运行时产生的噪音，振动也较大，限制主从动轮齿数是为了啮合更加平稳；当主传动比较大的时候，的取值会对离地间隙的大小产生影响，越小，离地间隙越合适；传动比不一样的时候，应不同分析，根据情况选择合适齿数，和配合好。取=7，=44 则Z2/Z1=6.08，符合要求。 （2）从动锥齿轮大端分度圆直径和端面模数可以根据从动齿轮上的最大计算转矩来进行从动锥齿轮大端分度圆直径的初选。= （27） =277式中，是大端分度圆直径， ； 直径系数，取1316.2； 从动锥齿轮的最大计算转矩，;=3832.32 （28） 齿轮断面模数=5.23 （29） 取=5同时，还应满足：= （210）=(0.30.4)=4.696.26所以=5满足要求。 （3）主、从动锥齿轮齿面宽和从动锥齿轮齿面宽度的选择方法按照其锥距的0.3倍，即： （211）而且应满足： （212）=105=50一般推荐: =0.155 (213) =32.9故取=33。b1一般比b2大10%，即b1=1.1b2=36.19，取36m