货车驱动桥设计

 2023-01-20 09:01

论文总字数:11692字

摘 要

本次毕业设计的题目是货车驱动桥设计,该报告中阐述的内容是关于驱动车轮装配和驱动桥壳设计和计算过程。货车的驱动桥位于传动系的末端,其基本功用是增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩,将转矩分配给左、右驱动,并使左、右驱动车轮具有货车行驶运动学所要求的差速功能;同时,驱动桥还要承受作用于路面和车架或承载式车身之间的铅锤力、纵向力和横向力及其力矩。

本设计根据给定的数据,确定驱动轮压、车轮附着系数、半轴计算载荷、桥壳的计算载荷等主要参数。再确定桥壳、半轴、轮毂、车轮螺栓等主要构件的材料,最后进行驱动车轮装配与支承桥壳的校核计算。在驱动桥的设计过程中,基本保证了结构的强度、刚度和寿命要求,符合实际应用。

关键词:驱动桥;支承桥壳;驱动车轮

Design of truck Drive Axle

Abstract

The title of the graduation project is the design of the driving axle of the freight car. The description of the manual is about the assembly of the driving wheel and the design and calculation process of the driving axle case. The drive axle of a freight car is located at the end of the transmission system, and its basic function is to increase the torque transmitted by the shaft or directly from the transmission, to distribute the torque to the left and right drives, and to make the left, The right driving wheel has the differential speed function required by the driving kinematics of the freight car. At the same time, the driving axle must bear the lead hammer force, the longitudinal force, the transverse force and the moment between the road surface and the frame or the load-bearing body.

According to the given data, the main parameters such as wheel pressure, wheel adhesion coefficient, half-axis calculation load, bridge shell calculation load and so on are determined. Then the materials of the main components such as axle housing, half shaft, hub, wheel bolt and so on are determined. Finally, the assembly of the driving wheel and the checking calculation of the supporting bridge shell are carried out. In the design process of the drive axle, the structure is reasonable, the strength, stiffness and life of the drive axle are satisfied, and it accords with the practical application.

Keywords:Drive axle,Bearing bridge shell,Driving wheel

目 录

摘 要 ………………………………………………………………………………………………………Ⅰ

Abstract ………………………………………………………………………………………………… Ⅱ

第一章 引 言 1

1.1 货车驱动桥简介 1

1.1.1 驱动桥总成结构型式 1

1.1.2 非断开式驱动桥 1

1.1.3 国内外现状 1

1.2 货车驱动桥的设计方案分析 2

1.2.1 驱动车轮设计方案 2

1.2.2驱动桥壳设计 2

1.3 驱动车轮及驱动桥壳结构及特点 2

1.3.1 驱动车轮结构 2

1.3.2 驱动桥壳结构 3

第二章 驱动车轮的装配设计 5

2.1 半轴设计 5

2.1.1 半轴直径 5

2.1.2 半轴花键 5

2.2 轴承校核 7

2.3 螺栓强度校核 7

2.3.1螺栓抗拉强度校核 7

2.3.2螺栓抗剪强度校核 6

2.4 车轮承载能力验算 7

2.4.1 最大静载重工况 7

2.4.2 起动工况 8

2.4.3 转向(侧滑)工况 8

第三章 驱动桥壳设计计算 9

3.1 桥壳的静弯曲应力计算 9

3.2 在不平路面冲击载荷作用下桥壳的强度计算 10

3.3 汽车以最大牵引力行驶时的桥壳的强度计算 10

3.4 汽车紧急制动时的桥壳强度计算 12

结论 13

致谢 14

参考文献 15

第一章 引 言

1.1 货车驱动桥简介

1.1.1 驱动桥总成结构型式

驱动桥的结构型式与驱动车轮的悬架结构型式有关。也就是说,当车轮采用非独立悬架时,它主要用于大多数载货汽车和少数轿车上,驱动桥型式采用的是非断开式(整体式)。传统的不间断驱动桥桥壳相当于一根联结在左右驱动车轮的刚性空心梁,其内部是主减速器、差速器和半轴。非断开式驱动桥壳大部分是整体式或可分离式的,但是可分式桥壳在后期的维修及调整过程中主减速器和差速器是及其不容易的,所以极少采用可分式驱动桥壳。还有一些为了使汽车在行驶过程中的平顺性变好而使用独立式悬架时,它的驱动桥相应的也应选择断开式的。断开式驱动桥没有刚性整体桥壳,分为单铰节式和双铰节式,单铰节式是左右两段桥壳只有一根销轴相联在一起,它是只有一侧的半轴为分段式的,可以相对于主减速器做上下的摆动;双铰节式是其左右半轴均可相对于主减速器做上下摆动,而且主减速器安装在车架或者是车身上,而两侧的驱动车轮则与车架或车身做弹性联接,还可以相对独立的分别做上下摆动,这样就要求左右半轴及其相应的外壳作摆动,因此又称为带有摆动半轴的驱动桥。

简而言之,驱动桥总成结构型式按照总体布置可分为普通非断开式驱动桥、带有摆动半轴的非断开式驱动桥和断开式驱动桥三类,按照工作特点又可以分成非断开式驱动桥和断开式驱动桥两大类。

1.1.2 非断开式驱动桥

由于其结构比较简单、价格较低、工作可靠等优点,普通的非断开式驱动桥广泛的应用于多数的货车、客车以及载货汽车上,有时也会在一些越野车和部分轿车上使用这种结构。这种驱动桥的桥壳都有一个共同的特点,驱动桥壳是一根支承在左右驱动车轮上的刚性空心梁,所有的传动机件都装在其内部,这样也有一个缺点,这个时候所有的驱动桥、驱动车轮及部分传动轴都属于是簧下质量,从而使得汽车的簧下质量变得很大。而比较有效降低簧下质量的措施则是选择降低改变主减速器型式,用单级主减速器代替双级主减速器,以及改变桥壳材料和焊接型式等。均可比较明显的减轻驱动桥的质量,从而使得簧下质量变小,从而改善汽车行驶平顺性,提高了平均行驶速度;减小了汽车行驶时作用于车轮和车桥上的动载荷,提高了零部件的使用寿命;增加了汽车离地间隙;由于驱动车轮与路面的接触情况以及对于各种地形的适用性都比较好,故能增强车轮的抗侧滑能力。

1.1.3 国内外现状

目前,我国驱动桥制造企业的开发模式主要是由测绘,引进和自主开发这三种组成。主要问题是技术含量低,开发模式相对落后,技术创新不足,计算机辅助设计应用较少。在中国的大多数中小企业中,测绘市场具有良好的市场,这是其主要的发展模式,尤其是一些小公司。由于企业的技术含量相对较低,市场上销售的专门用于汽车测绘和仿制品的车辆被销售到我国不完善的零部件市场。这种发展模式并不能够从根本上提高中国驱动桥的产品开发水平。中国驱动桥行业发展的过程中存在着诸多问题,有许多不容乐观的情况,例如产业结构不合理、劳动密集型产品的产业集中,技术密集型产品等;落后于发达工业国家,生产要素的决定性作用缓慢弱化;工业能耗水平在不断升高。产量低、环境污染严重、自然污染严重;企业整体规模小、资源具有破坏性、技术创新能力薄弱以及管理水平落后等。中国汽车驱动桥的设计制造与世界先进驱动桥设计技术还有很大的差距,尽管中国的车桥制造业取得了一些成就,但它是建立在引进国外技术、模仿和自我完善基础上的。个别比较强大的公司虽然拥有自己独立的研发机构,但它们都还处于发展的初期。中国驱动桥产业正处于发展的早期阶段,随着科学技术的迅速发展,高科技在汽车领域的应用和推广,各种国外汽车新技术的引进,除研究团队的研发能力外,中国的驱动桥设计和制造将逐步发展,并与世界先进的汽车零部件设计制造技术水平保持一致。

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