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东北大学毕业设计 目录

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毕业设计(论文)任务书 ............................................................................................... Ⅰ 摘 要 ...................................................................................................................................... Ⅱ ABSTRACT ....................................................................................................................... Ⅲ 第 1 章 绪 论 .................................................................................................................. 1

1.1 选题背景目的及意义 ............................................................................................. 1 1.2 国内外驱动桥研究状况 ........................................................................................ 2 1.3 设计主要内容和预期成果 .................................................................................... 4

第2章 驱动桥的总体方案确定 .......................................................................... 5

2.1 驱动桥结构种类和设计要求 ............................................................................ 5

2.1.1 汽车车桥的种类 ........................................................................................... 5 2.1.2 驱动桥的种类 ................................................................................................. 5 2.1.3 驱动桥的组成 ................................................................................................. 6 2.1.4 驱动桥的设计要求 ......................................................................................... 6

2.2 主减速器结构方案的确定 ..................................................................................... 7

2.2.1 主减速比的计算 ............................................................................................. 7 2.2.2 主减速器的齿轮类型 ..................................................................................... 8 2.2.3 主减速器的减速形式 ..................................................................................... 9 2.2.4 主减速器从动锥齿轮的支持形式及安装方法 ........................................... 11

2.3 差速器结构方案的确定 ....................................................................................... 13 2.4 半轴形式的确定 ..................................................................................................... 14

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2.5 桥壳形式的确定 ...................................................................................................... 15 2.6 本章小结 .................................................................................................................... 16

第3章 主减速器设计 ............................................................................................. 17

3.1 概述 ......................................................................................................................... 17 3.2 主减速器齿轮参数的选择与强度计算 ....................................................... 17

3.2.1 主减速器齿轮计算载荷的确定 ................................................................... 17 3.2.2 主减速器齿轮参数的选择 ........................................................................... 19 3.2.3 螺旋锥齿轮的强度计算 ............................................................................... 22 3.2.4 主减速器的轴承计算 ................................................................................... 30

3.3 主减速器齿轮材料及热处理 .......................................................................... 37 3.4 主减速器斜齿圆柱齿轮的参数选择和设计计算 ..................................... 38 3.5 本章小结................................................................................................................ 41

第4章 差速器的设计............................................................................................ 43

4.1 对称式圆锥行星齿轮式差速器的设计计算 ............................................... 44

4.1.1 行星齿轮数 ................................................................................................... 44 4.1.2 行星齿轮球面半径和节锥距 ....................................................................... 44 4.1.3 行星齿轮和半轴齿轮齿数 ........................................................................... 44 4.1.4 行星齿轮和半轴齿轮节锥角及模数 ........................................................... 44 4.1.5 半轴齿轮与行星齿轮齿形参数 ................................................................... 45 4.1.6 压力角 ........................................................................................................... 45 4.1.7 行星齿轮安装孔直径及其深度的确定 ....................................................... 45

4.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的材料 ............................................................. 47 4.3 对称式圆锥行星齿轮差速器的强度计算 .................................................... 48

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第5章 驱动车轮的传动装置设计...................................................................... 49

5.1 半轴的设计与计算 ............................................................................................. 49 5.2 半轴的结构设计及材料与热处理 ................................................................ 52

第6章 驱动桥壳的设计.......................................................................................... 53

6.1 桥壳的受力分析及强度计算 ........................................................................... 53

6.1.1 桥壳的静弯曲应力计算 ............................................................................. 53 6.1.2 在不平路面冲击作用下的桥壳强度计算 ................................................. 55 6.1.3 汽车以最大牵引力行驶时的桥壳强度计算 ............................................. 56 6.1.4 汽车紧急制动时的桥壳强度计算 ............................................................. 57 6.1.5 受最大侧向力时的桥壳强度计算 ............................................................. 59

第7章 经济性和环保性分析 ............................................................................... 61 第8章 结论 ................................................................................................................... 62 致谢 ....................................................................................................................................... 63 参考文献 ............................................................................................................................. 64 附录 ...................................................................................................................................... 65

第1章 绪 论

1.1 选题背景目的及意义

在我国轻型货车占有较大市场，据中国汽车工业协会统计，截至2007年底，国内轻型货车（1.8吨<总质量≤6吨）共销售100.53万辆，同比增长了17.64%。2008年，国家对“三农”的投入不断加大，同时随着铁路不断提速也为“门到门”的短途运输提供了机会，受此影响，轻型货车在以后几年也会呈现明显增长。我国2008年上半年货车累计销售约93万辆，其中轻型货车61万辆，同比增长20.2%，可见轻型汽车在商用汽车生产中占有很大的比重。

作为汽车关键零部件之一的汽车驱动桥也得到相应的发展，各生产厂家在研发和生产过程中基本上形成了专业化、系列化、批量化的局面，汽车驱动桥是汽车的重要总成，承载着汽车车架及承载式车身经悬架给予的铅垂力、纵向力、横向力及其力矩，以及冲击载荷；驱动桥还传递着传动系中的最大转矩，桥壳还承受着反作用力矩。汽车驱动桥结构型式和设计参数除对汽车的可靠性与耐久性有重要影响外，也对汽车的行驶性能如动力性、经济性、平顺性、通过性、机动性和操动稳定性等有直接影响。汽车驱动桥设计涉及的机械零部件及元件的品种极为广泛，对这些零部件、元件及总成的制造也几乎要设计到所有的现代机械制造工艺，设计出结构简单、工作可靠、造价低廉的驱动桥，能大大降低整车生产的总成本，推动汽车经济的发展，并且通过对汽车驱动桥的学习和设计实践，可以更好的学习并掌握现代汽车设计与机械设计的全面知识和技能，所以本题设计一款结构优良的轻型货车驱动桥具有一定的实际意义。

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1.2 国内外驱动桥研究状况

1、国外研究现状

国外轻型货车驱动桥开发技术已经非常的成熟，建立新的驱动桥开发模式成为国内外驱动桥开发团体的新目标。驱动桥设计新方法的应用使得其开发周期缩短，成本降低，可靠性增加。国外的最新开发模式和驱动桥新技术包括：

(1) 并行工程开发模式

并行工程开发模式是对在一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的机械产品进行功能分析的基础上,划分并设计出一系列功能模块,然后通过模块的选择和组合构成不同产品的一种设计方法，能够缩短新产品的设计时间、降低成本、提升质量、提高市场竞争力,以DANA为代表的意大利企业多已采用了该类设计方法, 优点是: 减少设计及工装制造的投入, 减少了零件种类, 提高规模生产程度, 降低制造费用, 提高市场响应速度等。

(2) 模态分析

模态分析是对工程结构进行振动分析研究的最先进的现代方法与手段之一。它可以定义为对结构动态特性的解析分析(有限元分析)和实验分析(实验模态分析)，其结构动态特性用模态参数来表征。模态分析技术的特点与优点是在对系统做动力学分析时，用模态坐标代替物理学坐标，从而可大大压缩系统分析的自由度数目，分析精度较高。驱动桥的振动特性不但直接影响其本身的强度，而且对整车的舒适性和平顺性有着至关重要的影响。因此，对驱动桥进行模态分析，掌握和改善其振动特性，是设计中的重要方面。

(3) 驱动桥壳的有限元分析方法

有限元法不需要对所分析的结构进行严格的简化，既可以考虑各种计算要求和条件，也可以计算各种工况，而且计算精度高。有限元法将具有无限个自由度的连续体

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