畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）杰德轎車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)學(xué)院（系）：專業(yè)班級(jí)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：I摘要全套圖紙加V信153893706或扣3346389411驅(qū)動(dòng)橋當(dāng)車輛在行駛時(shí)不僅要承載它的，還要負(fù)擔(dān)從地面?zhèn)鬟f而來的鉛錘力等，這些力一般通過車輪以及懸架等結(jié)構(gòu)到橋身。而且驅(qū)動(dòng)橋不同于普通車橋的地方便在于它的所處位置是直接與動(dòng)力輸出所關(guān)聯(lián)，所以它需要為其傳遞轉(zhuǎn)矩，這是傳動(dòng)系中的最大轉(zhuǎn)矩。本文通過對(duì)以往的驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)資料進(jìn)行觀閱和反思后，結(jié)合自己的杰德轎車的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了比較合理的參數(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，我在查閱資料的過程中反復(fù)思考杰德轎車的前橋的運(yùn)作機(jī)理，并且平時(shí)對(duì)街頭的車樣進(jìn)行查看，在學(xué)習(xí)實(shí)車的驅(qū)動(dòng)橋布置以及架構(gòu)的同時(shí)，思考我單獨(dú)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)時(shí)。是否能夠遵循設(shè)計(jì)的要求流程，是否能夠完成它該有的功能，并在完成功能的同時(shí)考慮到零件的三化。這其中的關(guān)鍵便在于主減速器以及差速器的設(shè)計(jì)與搭配之上，作為驅(qū)動(dòng)橋的靈魂部件，這兩個(gè)結(jié)構(gòu)的參數(shù)決定了整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋的尺寸和位置。因而在這兩個(gè)結(jié)構(gòu)的參數(shù)計(jì)算過程中，我嚴(yán)格查閱相關(guān)資料和參考導(dǎo)師的意見，進(jìn)行多次修改來完成它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)它進(jìn)行參數(shù)化建模。并且在這兩個(gè)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上對(duì)其他組合部件進(jìn)行設(shè)計(jì)以及建模，最后得到一個(gè)完整的驅(qū)動(dòng)橋的模型，后續(xù)的CAD圖也嚴(yán)格依照實(shí)際的三維建模而來。關(guān)鍵詞：汽車承載驅(qū)動(dòng)橋主減速器差速器

AbstractThedriveaxleisoneofthefourmajorassembliesofthecar.Ithasalotofpartsandacomplicatedstructure,anditsperformancewilldirectlyaffecttheperformanceofthewholevehicle.Inthecar,thedriveaxlenotonlyhastobeartheloadonthefullloadspringofthecar,butalsobearstheplumbforceandlongitudinalforcegeneratedbythewheelthroughthewheel,theframeortheload-bearingbodythroughthesuspension.Moreover,theconvenienceofthetransaxlefromtheconventionalaxleisthatitslocationisdirectlyrelatedtothepoweroutput,soitneedstotransmittorqueforit,whichisthemaximumtorqueinthedrivetrain.Afterreviewingandreflectingonthepastdriveaxledesigndata,thispapercombinestheparametersoftheJadesedanwithreasonableparametersandstructuraldesign.Atthesametime,IalsofoundtheexistingJeddell'stransaxle.Theprincipleofstructure,andthroughthestreetcartoviewandthink,considerhowIcancompleteareasonableanddynamic,economicalandothercanbasicallymeettherequirementsofthetransaxledesign.Thekeytothisisthedesignandmatchingofthefinaldriveandthedifferentialasthesoulpartofthedriveaxle.Theparametersofthesetwostructuresdeterminethesizeandpositionoftheentiredriveaxle.Therefore,intheparametercalculationprocessofthesetwostructures,Istrictlyconsulttherelevantmaterialsandtheopinionsofthereferenceinstructors,andcarryoutseveralmodificationstocompleteitsstructuraldesignandparametricmodeling.Keywords:automobiledrivingaxlemainreducerdifferentialhalfaxle目錄第1章 緒論 11.1概述 11.2驅(qū)動(dòng)橋研究現(xiàn)狀 11.3驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)要求 11.4驅(qū)動(dòng)橋計(jì)算準(zhǔn)備 2第2章主減速器的設(shè)計(jì) 42.1驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)分析 42.2主減速器的結(jié)構(gòu)和功用 42.3主減速器的類型 52.4主減速器齒輪支承形式 52.5主減速器參數(shù)設(shè)計(jì) 52.5.1主減速比計(jì)算 52.5.2主減速器齒輪載荷計(jì)算 62.6主減速器齒輪 82.6.1主、從動(dòng)齒輪簡介 82.6.2斜齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 92.6.3主減速器齒輪參數(shù)表 122.7主減速器設(shè)計(jì)小結(jié) 13第3章差速器設(shè)計(jì) 143.1差速器結(jié)構(gòu)形式選擇 143.2差速器齒輪設(shè)計(jì) 143.2.1差速器齒輪參數(shù) 153.2.2差速器齒輪校核 173.2.3汽車差速器齒輪的參數(shù)表 203.3軸承選擇與校核 203.4差速器設(shè)計(jì)小結(jié) 23第4章驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 244.1半軸的型式 244.2半軸設(shè)計(jì) 244.3半軸校核 254.3.1校核工況 254.3.2半浮式半軸計(jì)算載荷的確定： 254.4半軸材料 294.5半軸設(shè)計(jì)小結(jié) 29第5章萬向節(jié)及橋殼設(shè)計(jì) 315.1萬向節(jié)結(jié)構(gòu)選擇 315.2萬向節(jié)的材料及熱處理 315.3橋殼的簡介 325.4驅(qū)動(dòng)橋殼的設(shè)計(jì) 325.5萬向節(jié)與橋殼設(shè)計(jì)小結(jié) 32結(jié)論 34致謝 36參考文獻(xiàn) 37緒論1.1概述汽車驅(qū)動(dòng)橋的位置決定了它的功能是傳遞和承載，傳遞由動(dòng)力總成產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，承載作用在路面和車架等之間的各項(xiàng)力。除此之外它還有由差速器所帶來的左右車輪差速功能。1.2驅(qū)動(dòng)橋研究現(xiàn)狀隨著如今各種計(jì)算機(jī)測試技術(shù)的發(fā)展和完善，在驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)過程中不再僅僅是滿足于過去的手頭計(jì)算，還會(huì)用到新的測試技術(shù)以及一些專用的檢測及試驗(yàn)裝備來進(jìn)行相關(guān)的科學(xué)檢驗(yàn)，從而能夠從以前無法達(dá)到的角度來對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能等進(jìn)行測試，這樣就能在生產(chǎn)之前便完成相應(yīng)的校核從而減少產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)的流程周期，也更加準(zhǔn)確[4]。而且在電子系統(tǒng)日益發(fā)達(dá)的時(shí)代，驅(qū)動(dòng)橋的多方面功能也能由汽車的電控系統(tǒng)來掌控，甚至可以在驅(qū)動(dòng)橋的架構(gòu)之上加入其他結(jié)構(gòu)的功能，從而形成類似電路板的集成電路一樣，在盡可能小的空間占用下發(fā)揮滿足足夠需求的作用。就如博世的新型eAxle電驅(qū)動(dòng)橋便已經(jīng)在一定程度上實(shí)現(xiàn)了將類似于傳統(tǒng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱以及差速器集成的操作，并且它并不是只能依賴電機(jī)的輸出控制，它也可以為混合動(dòng)力的車輛發(fā)揮作用，從而滿足如今市場不明朗，多方面都需準(zhǔn)備的靈活需求[6]。雖然各種技術(shù)在不停改變，但是驅(qū)動(dòng)橋作為傳遞轉(zhuǎn)矩使輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)的功能確實(shí)始終未變的，而現(xiàn)在的諸多創(chuàng)新也正是圍繞著如何讓驅(qū)動(dòng)橋這一必須與車輪直接關(guān)聯(lián)的部位能夠發(fā)揮更大的作用，從而減少傳動(dòng)過程中不必要的損耗，從而可以提高傳動(dòng)效率，使得車輛的性能有更大的提升。1.3驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)要求1）選擇適當(dāng)?shù)闹鳒p速比，使得得到比較好的滿足。2）輪廓尺寸盡量小。3）。4）。5）各零部件在強(qiáng)度高、剛性好等條件下，應(yīng)當(dāng)盡量達(dá)到質(zhì)量小的要求，尤其在非懸掛質(zhì)量方面，從而能夠降低驅(qū)動(dòng)橋在凹凸的道路平面上所遭受的。6）與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)。7）。1.4驅(qū)動(dòng)橋計(jì)算準(zhǔn)備在設(shè)計(jì)的開始階段，我通過搜集的杰德轎車的相關(guān)參數(shù)，可以進(jìn)行一些車輛的固有參數(shù)，如車輪的滾動(dòng)半徑，汽車的整車整備質(zhì)量等參數(shù)的計(jì)算。圖1-1杰德轎車參數(shù)由杰德車型的參數(shù)，如圖1-1可以得出幾個(gè)對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)相當(dāng)有用的數(shù)據(jù)，首先前輪輪距對(duì)于我們這款前置前驅(qū)的車型來說便是我們整個(gè)車橋設(shè)計(jì)的軸向尺寸所在了，而后汽車整備質(zhì)量便是我們車輛空載時(shí)的大致質(zhì)量，再配合資料所查相關(guān)計(jì)算方法便可以得出汽車滿載質(zhì)量。還有汽車輪胎的型號(hào)也是對(duì)我們計(jì)算很重要的一個(gè)信息。透過該型號(hào)，我們可以得出幾個(gè)輪胎的關(guān)鍵性參數(shù)，從而計(jì)算出這款車輪的滾動(dòng)半徑。首先對(duì)于汽車總質(zhì)量的計(jì)算，在眾多資料中，對(duì)于一般5人座轎車普遍采用每人的體重以及每人的行李配置，所以可以算出： (1-1) (1-2)接下來對(duì)于車輪滾動(dòng)半徑的計(jì)算也是用經(jīng)過查閱資料所得出的方式來進(jìn)行的，其型號(hào)含義如圖1-2所示：圖1-2輪胎參數(shù)含義并且我們所求出的半徑在本次設(shè)計(jì)中，是將靜力學(xué)半徑和滾動(dòng)半徑數(shù)值視為相同來處理的，所以可以得出： 我們這里取來方便后續(xù)計(jì)算。

第2章主減速器的設(shè)計(jì)2.1驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)分析杰德車型作為一款型的中型轎車，它的發(fā)動(dòng)機(jī)架構(gòu)是前置前驅(qū)型的，并且軸線橫置。這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)架構(gòu)明顯可以提升廂體的容積，并且它不像縱置發(fā)動(dòng)機(jī)那樣在前蓋中過高從而必須抬高車身高度，它在與車輪同軸線的位置直接輸出動(dòng)力，而不再需要再加上一根傳動(dòng)軸以及改變傳動(dòng)方向的錐齒輪來將動(dòng)力跨越整個(gè)車身傳遞到后輪部分，因此車廂后排部中間的讓乘客感到異樣的“凸塊”可以相較于同類放置發(fā)動(dòng)機(jī)而后輪驅(qū)動(dòng)的類型更小，從而舒適性也就更高了。驅(qū)動(dòng)橋的功用在上述基本已經(jīng)說明，在這一部分主要分清楚選用斷開式還是整體式的結(jié)構(gòu)，這兩者的區(qū)別就如其名字一般直接，斷開式驅(qū)動(dòng)橋的半軸是斷開式并呈多段分布的，它們之間可以作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而整體式驅(qū)動(dòng)橋與它不同的是它的半軸會(huì)置于一根剛性空心梁中，這根梁會(huì)直接支撐在兩個(gè)驅(qū)動(dòng)車輪之上。而在本次設(shè)計(jì)中，我們需要明了的是轎車所采用的獨(dú)立懸架是需要匹配斷開式驅(qū)動(dòng)橋的。。雖然斷開式驅(qū)動(dòng)橋確實(shí)在結(jié)構(gòu)上更加復(fù)雜，并且在橋殼的設(shè)計(jì)上會(huì)有更多的問題，但是它的優(yōu)點(diǎn)也是不可忽視的。所謂結(jié)構(gòu)決定功能，它的帶有擺動(dòng)式半軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得或車廂做上下擺動(dòng)。而且這種結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)橋能使得汽車的平順性相應(yīng)增加，對(duì)各種地形的適應(yīng)能力也更強(qiáng)。2.2主減速器的結(jié)構(gòu)和功用主減速器的結(jié)構(gòu)型式的選擇與齒輪關(guān)系較為密切，便如我們選擇怎樣的齒輪，錐齒輪還是圓柱齒輪等，都對(duì)它是有影響的。而對(duì)于齒輪的選擇我們又要綜合汽車多方面來考慮，便如它是前置前驅(qū)還是前置后驅(qū)，它的發(fā)動(dòng)機(jī)是橫置的還是豎置的，它的離地間隙是多少，它所需要的主減速比是多少等等方面都是我們需要去了解和參考的，這樣設(shè)計(jì)出的主減速器才能夠和發(fā)動(dòng)機(jī)所直接配合起來。主減速器的功能便如其名字所說，主要為了減速，但這里的減速作用卻不小，它不僅可以合理的提供給差速器乃至后面的驅(qū)動(dòng)車輪合適的轉(zhuǎn)速，而且能夠以此改善車輛的動(dòng)力性，并且可以改善汽車的經(jīng)濟(jì)問題。2.3主減速器的類型依照主減速器型式的不同，基本的類型如下：1）中央單級(jí)減速器。此種類型就是采用單對(duì)齒輪來完成減速功能。因?yàn)槌擞密嚻毡椋晕覀儗?shí)際的車型中采用該種減速器的是最多的。2）中央雙級(jí)主減速器。與上一種主減速器相較而言，由于雙級(jí)的組成比它多了一對(duì)齒輪發(fā)揮作用，所以它的結(jié)構(gòu)也更復(fù)雜，并且質(zhì)量也更大，一般來說不是作為常規(guī)的轎車的驅(qū)動(dòng)橋選用[8]。3）。該種類型適用于主減速比相當(dāng)大的驅(qū)動(dòng)橋，而這種驅(qū)動(dòng)橋一般用于重型汽車，比如大型工程所用的重型汽車等，這些車不需要有多快，但是它需要有足夠的動(dòng)力性。我們此處只需簡單的圓柱齒輪便可完成上述功能要求，這是由于杰德轎車是一款前置前驅(qū)并且發(fā)動(dòng)機(jī)橫置的轎車，從動(dòng)力傳遞的方向來看，變速箱所傳遞出來的旋轉(zhuǎn)軸線方向與車輪所需旋轉(zhuǎn)軸線方向相同，所以不需要用錐齒輪來改變動(dòng)力傳遞方向，只需要簡單的一對(duì)齒輪改變傳動(dòng)比從而能夠保證車輛行駛的最高速度盡可能高。但是它的結(jié)構(gòu)并不是這樣簡單的就確定下來了，還需要后續(xù)的齒輪參數(shù)的校核計(jì)算，以及其他多方面的綜合考慮。2.4主減速器齒輪支承形式此設(shè)計(jì)初步選擇騎馬式來完成承載的任務(wù)；我們可以看到該型車輛的橫置發(fā)動(dòng)機(jī)中，變速箱與主減速器是裝配在一處的，因此箱體上所支承的主減速器主動(dòng)齒輪需要與變速箱的箱體有關(guān)聯(lián)，而此處針對(duì)所選擇的圓柱斜齒齒輪，它在傳動(dòng)過程中有較大的軸向力，所以選用騎馬式較為合適。2.5主減速器參數(shù)設(shè)計(jì)2.5.1主減速比計(jì)算作為整個(gè)參數(shù)化設(shè)計(jì)的第一步，是接下來計(jì)算的基石所在，它的選定決定了后續(xù)主減速器的齒輪尺寸，所配合的動(dòng)力傳遞裝置的尺寸，所以我們?cè)谶x定主減速比的過程中應(yīng)當(dāng)充分考慮汽車的整車動(dòng)力等參數(shù)。對(duì)于我們所設(shè)計(jì)的杰德轎車來說，在已知發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率后，就要選擇合適的值，該值在主減速器中起到的作用在前面已經(jīng)有過相關(guān)介紹，這里完成它的計(jì)算說明：(2-1)；； ； 。圖2-1杰德轎車發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)最終取2.5.2主減速器齒輪載荷計(jì)算在計(jì)算載荷的確定上，一般有兩種狀況的計(jì)算，一種是在發(fā)動(dòng)機(jī)處于最高轉(zhuǎn)矩時(shí)，用最小數(shù)值的傳動(dòng)比來傳動(dòng)的情況；另一種則是其驅(qū)動(dòng)雙輪在平整道路平面上準(zhǔn)備滑轉(zhuǎn)的情況；計(jì)算中，一般用上述兩種狀況下作用在主減速器從動(dòng)齒輪上的轉(zhuǎn)矩的較小者，來計(jì)算，即：(2-2)(2-3)式中：發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，；——最低檔傳動(dòng)比；；；；；——，取；查資料得：m由經(jīng)驗(yàn)得：將計(jì)算得：上面的公式所算出的值只是書面上的轉(zhuǎn)矩的最大值，而這個(gè)計(jì)算值其實(shí)不符合實(shí)際行駛過程的模擬狀況，所以一般不用它來進(jìn)行計(jì)算。N·m(2-4)式中：；；車輪滾動(dòng)半徑，m；；；：(2-5)當(dāng)時(shí)，取對(duì)于轎車來說是沒有掛車質(zhì)量的，；；，取；對(duì)于一般的轎車選用；2.6主減速器齒輪2.6.1主、從動(dòng)齒輪簡介選定了主減速器里的兩個(gè)嚙合齒輪的齒數(shù)就決定了主減速比，從而它的選定也就是根據(jù)來，而且主、從動(dòng)齒輪的齒數(shù)和在轎車設(shè)計(jì)上不應(yīng)小于50，而且兩齒數(shù)應(yīng)當(dāng)互質(zhì)從而使得磨合均勻，。2.6.2斜齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算。：：；；；:(2-6)1）(2-7)；；；；，，：2)3）4）,5）：的值不僅關(guān)乎所選齒輪的尺寸，而且一定程度上對(duì)整個(gè)傳動(dòng)裝置都有影響，便如它的值大一些時(shí)會(huì)減小齒輪的直徑從而可以減小整個(gè)傳動(dòng)裝置的重量，相應(yīng)的它的值較小時(shí),齒輪的一些尺寸比如齒寬，以及它的總體厚度可以稍微減少。：；=0.6～1.2；；。；得到u=80/19=4.21056）就可以。而由參考文獻(xiàn)查得=4.34故得到7）計(jì)算其它幾何尺寸取取mm校核齒面的接觸強(qiáng)度(2-8)代入公式得用所查閱資料的方法來求得，在這里的主減速器傳動(dòng)是比較關(guān)鍵的傳動(dòng)，安全系數(shù)可以選用最低：，，，則因?yàn)椤?.6.3主減速器齒輪參數(shù)表表2-1主減速器齒輪參數(shù)：2.7主減速器設(shè)計(jì)小結(jié)到這里主減速器的兩個(gè)齒輪的各項(xiàng)參數(shù)就基本落實(shí)了，雖然從動(dòng)齒輪的內(nèi)徑大小因?yàn)橐櫦安钏倨鞯陌惭b尺寸，但是已經(jīng)能夠?qū)⑦@對(duì)齒輪的模型繪制出來了，在這章的計(jì)算中，雖然因?yàn)樾：说膯栴}，在模數(shù)和齒數(shù)上重新選擇了多次，但是最終選擇設(shè)計(jì)出的齒輪參數(shù)符合后續(xù)的多項(xiàng)校核，并且在CATIA上運(yùn)用參數(shù)化建模，建出了兩齒輪的模型，如圖2-2所示。圖2-2CATIA齒輪的建模不同于Solidworks的可以直接以齒輪模塊來進(jìn)行建模，CATIA需要進(jìn)行內(nèi)部的參數(shù)進(jìn)行整合計(jì)算，也就是需要在零部件基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中構(gòu)建出函數(shù)關(guān)系，如齒數(shù)，模數(shù)等，并用公式工具將他們的關(guān)系數(shù)學(xué)化，然后在草圖中畫出分度圓等基本圖形的輪廓，再作出漸開線，并運(yùn)用畫圖工具，將最終畫出的齒形曲線閉合，最終用多截面曲面來建出三維輪廓，并用封閉曲面工具生成建出實(shí)體。CATIA的齒輪建模過程相對(duì)solidworks更為復(fù)雜，我也并不是自己構(gòu)思出這些步驟的，只是參照前人的腳步，但是在操作的過程中，我對(duì)于該軟件上封閉曲面的運(yùn)用有了更深的理解，也自信在日后該方面的運(yùn)用能更有經(jīng)驗(yàn)。

第3章差速器設(shè)計(jì)車輛在正常運(yùn)動(dòng)時(shí)，左右車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)并非理想情況下的相同，而且轉(zhuǎn)彎過程中我們可以明顯發(fā)現(xiàn)彎道內(nèi)側(cè)的車輪的行進(jìn)量明顯比外側(cè)小，這時(shí)內(nèi)外車輪如果轉(zhuǎn)速依然相同，那么總有一側(cè)的車輪會(huì)因?yàn)樗俣冗^大或速度過小而與地面發(fā)生不必要的滑轉(zhuǎn)或滑移，這時(shí)就需要這樣一個(gè)裝置來施加一個(gè)附加的阻力從而產(chǎn)生一個(gè)額外的力矩從而起到差速的作用，這個(gè)裝置就是差速器。3.1差速器結(jié)構(gòu)形式選擇類似于之前的零部件設(shè)計(jì)，差速器的選型也是從它所安裝的位置的布置形式，還有它發(fā)揮作用時(shí)的作用條件出發(fā)。以這兩點(diǎn)為依據(jù)選擇時(shí)，我們便能從眾多類型的差速器中選擇適合該驅(qū)動(dòng)橋使用的。首先該驅(qū)動(dòng)橋所在的車型是行駛在普通公路上的城市型用車，所遇到的極端路面的情況并不多，因此并不需要防滑、自鎖等功能，從而就不用選擇防滑式的差速器了，因此我們自然選擇簡單耐用的對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器了，該種差速器結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。圖3-13.2差速器齒輪設(shè)計(jì)差速器齒輪的尺寸不單單取決于自身齒輪的相關(guān)限制，而且也與主減速器布局有關(guān)聯(lián)，從結(jié)構(gòu)圖如圖3-2便可以了解到，主減速器的一部分是與差速器殼體連為一體的，也就是說差速器殼體的尺寸是受從動(dòng)齒輪的內(nèi)徑的影響的，而差速器內(nèi)雙齒輪的尺寸又受差速器殼體尺寸的影響，從而我們要綜合上面的尺寸來考慮。圖3-2圖3-33.2.1差速器齒輪參數(shù)1）行星齒輪數(shù)目的選擇，而在特殊情況，如強(qiáng)度校核不夠等情況下，少數(shù)轎車也會(huì)選用4個(gè)行星齒輪結(jié)構(gòu)。我所設(shè)計(jì)的杰德轎車屬于一般轎車，且根據(jù)后續(xù)計(jì)算可以大致選用2個(gè)行星齒輪的結(jié)構(gòu)。2）行星齒輪球面半徑的確定要確定差速器的相關(guān)尺寸，就得計(jì)算行星齒輪的名義尺寸，其實(shí)也就是它的球面半徑，。球面半徑可以用下列的公式計(jì)算出來：(3-1)，，對(duì)雙行星齒輪結(jié)構(gòu)的轎車取大值；取=2.99；；；；取為37.5mm3）差速器齒輪齒數(shù)的選擇該處的齒輪強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)較好，因此它的m應(yīng)當(dāng)較大，那么反過來的。一般來說，汽車的應(yīng)當(dāng)是半軸齒輪的三分之二或二分之一。根據(jù)圓錐行星齒輪減速器的結(jié)構(gòu)，可以看出它的需要同時(shí)與兩個(gè)乃至，而為了結(jié)構(gòu)及安裝的考慮，應(yīng)當(dāng)規(guī)律地安置在(3-2)式中：；；；；；4）差速器兩齒輪的節(jié)錐角一般用下面方法求出：；；；:為后續(xù)校核考慮，取節(jié)圓直徑d由下式求得：5)壓力角差速器齒輪加工的壓力角在如今的加工技術(shù)進(jìn)步的背景下不再局限于以前的，而是在新的加工方法之下，變?yōu)椤Ｓ升X輪加工的過程我們可以知道壓力角的增大對(duì)于齒輪來說意味著最少齒數(shù)的降低，從而可以讓齒輪滿足更多工況下的需求，可是齒數(shù)小了就意味著會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)度可能不夠的問題，這時(shí)就可以適當(dāng)加大模數(shù)來解決這個(gè)問題，正如同我上述選擇模數(shù)為5一樣。本設(shè)計(jì)中選用壓力角為22°30′。6）行星齒輪尺寸行星齒輪的裝配所用尺寸有齒輪孔以及齒輪安裝軸的外徑值，這兩值相同。行星齒輪安裝在軸上的。關(guān)系如下(3-3)(3-4)(3-5)；；;,，而；。；取。3.2.2差速器齒輪校核汽車差速器齒輪的彎曲應(yīng)力為：(3-6)：(3-7)（）和計(jì)算；n；；；符合上式并以來計(jì)算，所得的上述齒輪；以另一種情況的力矩來進(jìn)行計(jì)算時(shí)，。；可取=1；質(zhì)的不均勻性，當(dāng)端面模數(shù)時(shí)，；，取；,mm；；，m=5mm；：：用上述兩種方式來進(jìn)行校核，得到的比對(duì)結(jié)果顯然是符合使用要求的。

3.2.3汽車差速器齒輪的參數(shù)表國標(biāo)規(guī)定，，，。表3-1標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪傳動(dòng)的幾何參數(shù)及尺寸計(jì)算（）代號(hào)分度圓錐角齒頂高齒根高分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑錐距齒頂角齒根角頂錐角根錐角3.3軸承選擇與校核將軸承的選擇置于此處是因?yàn)椴钏倨髟诎胼S齒輪處的凸緣之處會(huì)安置軸承，因此它會(huì)在殼體之上承受傳來的各個(gè)方向的載荷，而該處的力其實(shí)是與主動(dòng)齒輪上的力是數(shù)值相同而方向相反的，所以我們需要先對(duì)上的力進(jìn)行分析計(jì)算。通過資料查閱所了解的所以我們的計(jì)算不能直接用動(dòng)態(tài)變化的最大轉(zhuǎn)矩，而是應(yīng)當(dāng)使用來完成計(jì)算，如下式： 經(jīng)過計(jì)算后，可以得到 式中：；；；；，它們分別與上述各力數(shù)值相同而方向相反。通過軸承的分布以及所需承載的來自的各向力，因此本設(shè)計(jì)中選用一對(duì)30210軸承，也就是，從而能夠承受較大的軸向力，這次設(shè)計(jì)中，每天5個(gè)小時(shí)。。 由于兩支所以我所選用的軸承合格；3.4差速器設(shè)計(jì)小結(jié)差速器的設(shè)計(jì)重點(diǎn)主要在于與的設(shè)計(jì)，我所用三維建出了這一塊，如圖3-4所示，而這一點(diǎn)與主減速器是相同的，但它的齒輪結(jié)構(gòu)更加特殊，因?yàn)榈拇嬖谑沟么怪狈较蛐枰桓S，來使得能和差速器殼體共同旋轉(zhuǎn)，并且在不需要時(shí)，這根軸能夠帶動(dòng)從而帶動(dòng)半軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪，所以我用圓柱銷將其定位在殼體之上。雖然差速器的結(jié)構(gòu)我構(gòu)建的比較完整，但是其實(shí)殼體的設(shè)計(jì)比較簡易并且因?yàn)閭€(gè)人現(xiàn)有知識(shí)不夠而沒有做到結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及輕量化計(jì)算，在以后的閑余時(shí)間中我會(huì)爭取對(duì)相關(guān)軟件進(jìn)行更深入的學(xué)習(xí)，從而能夠回過頭來對(duì)自己做過的設(shè)計(jì)作品做一番優(yōu)化。圖3-4差速器三維建模

第4章驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)傳動(dòng)系到這里，要想將動(dòng)力由前面的差速器傳遞到左右驅(qū)動(dòng)車輪，我們需要一個(gè)裝置，它不僅要承擔(dān)起傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，還要能夠滿足上述斷開式驅(qū)動(dòng)橋的安裝要求，這時(shí)還需要有如球籠式萬向節(jié)等部件。4.1半軸的型式半軸的型式選擇要視其幾種類型的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比以及我們所需要搭配的半軸置于車架的方式而定。首先我們可以排除全浮式半軸，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了它是無法適用于斷開式驅(qū)動(dòng)橋中的。而對(duì)于3/4式及半浮式半軸這兩種形式，我們基于半浮式半軸的尺寸更加緊湊而且對(duì)于橋殼的要求稍微簡單等優(yōu)點(diǎn)，以及我們所設(shè)計(jì)的轎車半軸承載負(fù)荷并不大的情況判斷出半浮式半軸更符合我們的設(shè)計(jì)需求。因此我最終選擇用半浮式半軸。4.2半軸設(shè)計(jì)半軸作為傳動(dòng)軸，它最重要的尺寸必然是它的外徑，它的外徑要讓它能夠合理的承載該傳遞的轉(zhuǎn)矩。半軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩：(4-1)式中：發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，；；；；(4-2)此處選取半軸材料為40Cr，取許用應(yīng)力：為了使所用的強(qiáng)度能夠符合要求以及有合適的安全系數(shù)，此處選取d為35mm。4.3半軸校核4.3.1校核工況，就要先知道半軸所承受的載荷情況，而載荷作用在半軸上是有三種不同工作情況下的作用效果：1)縱向力最大的情況下，此時(shí)側(cè)向力沒有產(chǎn)生效果，并且這里縱向力一般是驅(qū)動(dòng)力或者制動(dòng)力（這時(shí)的）；2)側(cè)向力最大的情況下，縱向力作用效果為零，此時(shí)汽車會(huì)發(fā)生側(cè)滑的情況，因此這時(shí)的；3)，這時(shí)縱向力和。4.3.2半浮式半軸計(jì)算載荷的確定：1）：，，該處選擇1.4，選用0.8。：（4-3）(4-4)式中，合成應(yīng)力為：計(jì)算得：，2）,這種受力情況下汽車會(huì)產(chǎn)生側(cè)向滑移。:(4-5)(4-6)式中，；為輪距，查資料得；為側(cè)滑附著系數(shù)，；：為。；；(4-7)(4-8)計(jì)算得：3），，，為；乘用車：;為(4-9)；上面的計(jì)算可以顯示出，無論是內(nèi)輪側(cè)還是外輪側(cè)的都小于一般，所以選用符合使用強(qiáng)度需求。此處我們所設(shè)計(jì)的半軸是端部存在花鍵的傳動(dòng)軸，因此我們?cè)谛：税胼S強(qiáng)度的過程中，。 為 為 為 式中：；；；，計(jì)算時(shí)取；；，查表得；—，根據(jù)上式可計(jì)算得： 在進(jìn)行極限轉(zhuǎn)矩的傳遞過程中，我們所查閱到的數(shù)據(jù)明確表示了，半軸上的花鍵只能承受小于或等于71.05MPa的剪切應(yīng)力以及小于或等于196MPa的擠壓應(yīng)力，且平均每米長的半軸所允許扭轉(zhuǎn)的角度應(yīng)小于或等于，通過上述比對(duì)可以看出此處能符合使用需求。4.4半軸材料在半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，通常端部用花鍵連接，因此端部的直徑會(huì)略大，而且在加工出花鍵后，花鍵處的內(nèi)徑盡量不要小于軸徑過多。在如今的汽車使用的半軸之中，多使用漸開線式花鍵，而其他類型的花鍵如梯形，矩形等花鍵也有出現(xiàn)。半軸的材料在如今的汽車制造業(yè)中并無太多創(chuàng)新，一般使用加鉻的中碳合金鋼來進(jìn)行生產(chǎn)，而這種鋼中典型代表便是40Cr。雖然材料方面創(chuàng)新無多，但是在熱處理上還是有一些新的工藝投入實(shí)用的，便如現(xiàn)如今的圓環(huán)感應(yīng)器所進(jìn)行的連續(xù)淬火加熱，而且由于槽口效應(yīng)的效果可以在短時(shí)間內(nèi)快速的對(duì)半軸的表面進(jìn)行加熱，從而得到合理的表面硬化層。如今的工藝一般對(duì)半軸使用中頻感應(yīng)加熱表面淬火，且冷卻水流速有一定要求，這時(shí)淬火后半軸的表面壓應(yīng)力可達(dá)，且在經(jīng)過250攝氏度的回火之后能降到400到500MPa。4.5半軸設(shè)計(jì)小結(jié)半軸這一章的設(shè)計(jì)雖然沒有太大的結(jié)構(gòu)性設(shè)計(jì)，但是作為傳遞功能的主要載體，它的計(jì)算我依然需要很認(rèn)真的去計(jì)算。而且由于它的外徑直接會(huì)決定我其他部件的裝配尺寸，所以在綜合考慮裝配、定位以及強(qiáng)度校核等方面的過程中還是能夠考驗(yàn)自身的細(xì)心程度以及在設(shè)計(jì)中統(tǒng)籌整個(gè)結(jié)構(gòu)的尺寸的能力的。而且半軸作為一個(gè)傳動(dòng)部件，它需要與很多不同的旋轉(zhuǎn)件配合，因此它的結(jié)構(gòu)不僅要考慮尺寸，而且還要考慮定位以及配合的問題，所以雖然在建模過程中半軸的構(gòu)建十分簡單，但是在零件圖的繪制過程中，對(duì)于半軸的標(biāo)注以及各種處理，是有一定難度的，就如在端部花鍵這部分，不只是單純的畫出花鍵即可，而且在端部需要有卡圈缺口來放置端部擋圈，從而實(shí)現(xiàn)一定的軸向定位，并且在軸部還需要與半軸齒輪的花鍵配合從而也需要在標(biāo)注上花費(fèi)一番功夫，因此在半軸設(shè)計(jì)這一章，我的重點(diǎn)在于它的零件圖的標(biāo)注上，這也需要我去查閱各種資料并且計(jì)算它的各項(xiàng)公差，這其中參數(shù)計(jì)算其實(shí)在工作量上與齒輪基本相同了，所以雖然看似簡單的零件設(shè)計(jì)，真正出了設(shè)計(jì)圖時(shí)也是具有相當(dāng)?shù)碾y度的，不能馬虎大意。

第5章萬向節(jié)及橋殼設(shè)計(jì)5.1萬向節(jié)結(jié)構(gòu)選擇在配合獨(dú)立懸架的斷開式車橋中，半軸需要有能上下擺動(dòng)的功能，而且又要能夠有等速功能，這樣的萬向節(jié)選擇不多，一般選用RF式等速萬向節(jié)，或者三銷式等速萬向節(jié)等，在轎車上一般選取前者萬向節(jié)的占多數(shù)；一般來說，靠近驅(qū)動(dòng)車輪處的萬向節(jié)稱為外球籠，靠近差速器一側(cè)的萬向節(jié)稱為內(nèi)球籠，這兩個(gè)萬向節(jié)將半軸分成了三段式，且內(nèi)側(cè)VL節(jié)的存在使得我們不需要設(shè)計(jì)伸縮花鍵，但是它的缺點(diǎn)則在于其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，而且尺寸相對(duì)來說較大。但是這種萬向節(jié)的優(yōu)勢(shì)也是顯而易見的，首先作為伸縮型的結(jié)構(gòu)，它內(nèi)部的軸向滑動(dòng)部件的阻力相對(duì)于軸上滑移花鍵來說是要小很多的，而且在軸向滑移的過程中還能兼顧上下方向的擺動(dòng)，因此十分適合我們所用的斷開式車橋的設(shè)計(jì)。圖5-1RF節(jié)與VL節(jié)在轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中的布置5.2萬向節(jié)的材料及熱處理RF節(jié)以及VL節(jié)在工作時(shí)，內(nèi)部的鋼球與滾槽不僅僅是滑動(dòng)的關(guān)系，而且在萬向節(jié)承受軸向力的過程中還要對(duì)滾槽產(chǎn)生接觸應(yīng)力，該處應(yīng)力值由于比較集中，所以對(duì)于相關(guān)固定結(jié)構(gòu)的材質(zhì)有較高的要求，便如這里的球形殼與星形套；而此處鋼球則選用較為尋常的15Cr即可滿足要求。5.3橋殼的簡介橋殼作為殼體，首先自然有著保護(hù)內(nèi)里部件的作用，并且作為支承件，它足夠的支承強(qiáng)度以及，但是這并不代表盲目增加橋殼的尺寸就是增大其作用，在如今的汽車設(shè)計(jì)中，輕量化越來越重要，而橋殼的輕量化更是非常重要的一環(huán)，它不僅要靠材料的強(qiáng)度來保證，而且還需要如今的各種軟件的分析來幫助實(shí)現(xiàn)，而實(shí)現(xiàn)橋殼輕量化的優(yōu)點(diǎn)也是顯而易見的，便如作為簧下質(zhì)量，它而且橋殼作為主減速器以及差速器的載體，它的結(jié)構(gòu)決定了這些零件的裝配難易度，所以它的選型應(yīng)該等方面的要求。：5.4驅(qū)動(dòng)橋殼的設(shè)計(jì)：1）并使得半軸處于．2）。3）保證足夠的離地間隙．4）結(jié)構(gòu)工藝性好，成本低．5）．6）拆裝，調(diào)整，維修方便．綜合考慮橋殼的作用和本次杰德車型的具體結(jié)構(gòu)，最終我選擇組合式車橋．5.5萬向節(jié)與橋殼設(shè)計(jì)小結(jié)這一章的設(shè)計(jì)中，由于零部件的復(fù)雜性和我自身的能力不夠而沒有進(jìn)行詳細(xì)的參數(shù)設(shè)計(jì)，而只是作了簡單的結(jié)構(gòu)選型，和在建模中的裝配過程中做了一些尺寸的設(shè)計(jì)，雖然在CATIA中沒能完整的建立出模型，但是通過所查閱的資料我還是能夠?qū)@兩個(gè)結(jié)構(gòu)有足夠清晰的認(rèn)識(shí)，其中尤其是組合式橋殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由于我所設(shè)計(jì)的殼體這部分是與變速箱殼體一體的，所以在它的結(jié)構(gòu)校核上我沒有足夠的能力去完成，但是我還是盡可能在結(jié)構(gòu)上讓它合理，并且考慮它的裝配問題。

結(jié)論本次設(shè)計(jì)通過查閱了很多資料后，綜合汽車車橋設(shè)計(jì)以及汽車底盤設(shè)計(jì)等書籍的知識(shí)后，對(duì)前置前驅(qū)式轎車的驅(qū)動(dòng)橋布置及運(yùn)轉(zhuǎn)有了詳細(xì)的了解，并對(duì)設(shè)計(jì)它的流程了如指掌，從而能夠在一定意義上完成它的相關(guān)設(shè)計(jì)流程，并嚴(yán)格按照流程來完成相關(guān)參數(shù)的計(jì)算及選取，最終利用所選取以及校核完畢的零件尺寸來完成基于CATIA所作的總裝建模以及CAD上的零部件圖的繪制。這次設(shè)計(jì)是我大學(xué)生涯中最后一次課程向的設(shè)計(jì)了，雖然過程稍顯稚嫩，但是我也進(jìn)行了一套完整的設(shè)計(jì)流程，有過查閱資料的忙碌，有過出現(xiàn)錯(cuò)誤的慌亂，也有完成一次設(shè)計(jì)的成就感；在進(jìn)行設(shè)計(jì)之中，我長時(shí)間運(yùn)用CAD和CATIA軟件來完成本次設(shè)計(jì)內(nèi)容，其中在CAD的使用過程中，我了解到了以往所不了解的CAD小知識(shí)，以及快速繪圖的一些技巧，雖然還是存在很多生疏的問題，但是只要是在進(jìn)步就是成長的過程。而在CATIA建模之中，我們所設(shè)計(jì)的零件雖然在結(jié)構(gòu)上并沒有真正生產(chǎn)的零件那么精細(xì)，但是那每一個(gè)參數(shù)也是我們通過計(jì)算所得出的尺寸，并且在配合上，我們所設(shè)計(jì)的零件也基本完成了它的功用，這一點(diǎn)一滴都融入了我們的最終設(shè)計(jì)成果之中了。這次的驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)其實(shí)從事實(shí)的角度取看是不夠的，我們有些自己設(shè)計(jì)的零件是無法真正投入生產(chǎn)的，有些結(jié)構(gòu)我們也沒有做到最優(yōu)化設(shè)計(jì)，而這些步驟在我們?nèi)蘸蟮膹氖侣殬I(yè)中都是需要更加專業(yè)地解決的，我們會(huì)接觸到越來越多的CAE及各種分析軟件，我們不僅僅需要繪圖，還需要能夠用計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力來線上校核我們所設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)是不是合理，能不能在結(jié)構(gòu)上更加輕量化，更加經(jīng)濟(jì)性一點(diǎn)，這些都是我們尚需拓展的知識(shí)，雖然我們大學(xué)的學(xué)習(xí)之旅暫時(shí)告一段落，但是我們的汽車知識(shí)學(xué)習(xí)之路我想才剛剛開始，我們應(yīng)不懈學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，從而為以后的自身素質(zhì)提升打好基礎(chǔ)，努力開創(chuàng)自己的美好未來。如今的汽車算是真正的進(jìn)入了幾乎每家每戶的門里，而汽車的功用也在向越來越多元的方向發(fā)展。如果說舊時(shí)代的汽車是長途跋涉代步的工具，那么如今的汽車更加往節(jié)能，娛樂的工具發(fā)展。我們對(duì)汽車的設(shè)計(jì)也在跟隨著時(shí)代不停變化，從原來的發(fā)動(dòng)機(jī)到如今的電機(jī)，從原來的車載收音機(jī)到如今的車載電腦，乃至無人駕駛等技術(shù)，這些都是我們值得深造乃至創(chuàng)新出一個(gè)新時(shí)代的領(lǐng)域。所以我們?cè)诖蚝脗鹘y(tǒng)制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的同時(shí)，也要緊跟時(shí)代的步伐，努力學(xué)習(xí)新的知識(shí)諸如三電，AI等技術(shù)的運(yùn)用方法。我們所要做的也可能不再單單是針對(duì)現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)方案不停地做優(yōu)化，尋求更優(yōu)解了，我們甚至可以跳脫出來尋求創(chuàng)新，在這個(gè)充滿無限可能的領(lǐng)域畫出自己的一方天