摘 要

本设计是根据东风猛士EQ2050B车型，进行断开式驱动桥设计。设计内容包括主减速器、差速器、半轴和万向节的选型及其设计。设计结果通过Catia软件进行三维建模，并导出二维图，最后在AutoCAD中修改，制出符合要求的工程图。设计过程中，运用多学科知识严格设计，并完成校核。计算过程借助Matlab、excel等软件计算，提高计算效率。建模过程中，对齿轮、渐开线花键等零件进行参数化建模，以利于快速修改。最终完成具有以双曲面齿轮传动的单级减速器、气动牙嵌式的强制锁止式差速器和全浮式半轴的断开式驱动桥设计。本设计过程对汽车驱动桥的设计具有参考作用，是综合多学科知识进行汽车设计的尝试。

关键词：汽车驱动桥；主减速器；差速器；

Abstract

This paper is the design of independent suspension drive axle based on Dongfeng “Mengshi” high mobility off- road vehicle, whose code name is EQ2050B. The design includes final drive, differential and axle shaft .Design results was modeled by Catia and derived two-dimensional maps, and finally was modified in AutoCAD to meet the requirements of the engineering drawing. Through multidisciplinary knowledge, design strictly and check completely in the design process. Matlab，excel and other calculate software were used to improve the calculation efficiency .The parametric modeling process of Gears and involute splines is helpful to modification. Finally, the design of independent suspension drive axle is completed ,which includes a single final drive by hypoid gear drive, a pneumatic forced locking differential and a full-floating half axle drive .This design process has reference function to the design of automobile drive axle, it’s an attempt to combine multidisciplinary knowledge for automobile design.

Key words: automobile drive axle; final drive; differential;

目 录

第1章 绪论 1

第2章 现有车型的基本参数及分析 2

第3章 主减速器的设计 3

3.1 主减速器的结构选型 3

3.1.1 主减速器齿轮的选型 3

3.1.2 主减速器齿轮的支承形式及布置方法 3

3.1.3 主减速器的减速形式 4

3.2 主减速器基本参数的选择与设计计算 5

3.2.1 主减速器传动比的确定 5

3.2.2 主减速器齿轮计算载荷的确定 6

3.2.3 主减速器基本参数的初步确定 8

3.2.4 “格里森”制双曲面齿轮几何尺寸的计算 10

3.2.5 主减速器齿轮的强度校核 12

3.2.6 主减速器轴承的选型及校核 15

第4章 差速器的设计 20

4.1 汽车差速器的选型 20

4.2 差速器的设计计算 21

4.2.1 差速器齿轮基本参数的选择 21

4.2.2 差速器齿轮几何尺寸的计算 22

4.2.3 差速器齿轮的强度校核 23

第5章 车轮传动装置的设计 24

5.1 半轴的形式选择 24

5.2 半轴的设计 24

5.2.1 半轴计算载荷的确定 24

5.2.2 半轴的强度校核 25

5.2.3 半轴花键的设计及校核 25

5.3 万向节的选型及其设计 27

第6章 结论 28

参考文献 29

附录A 30

致 谢 32

绪论

科技的发展、技术的进步推动汽车行业的发展，民用车、军用车都在快速更新技术。同时，现代战争形式的变化也要求车辆装备有更好的性能。目前国际上军用越野车正处于换代的节点，例如美军就一直致力于研发新的越野车，在不同的层面上逐步替换悍马，日军研发的丰田MEGA CRUISER因体积尺寸比悍马大，而转弯半径更小，质量更轻而一直被视为新的四驱领袖。这都迫使我国军用越野车的更新换代，东风猛士就是在这样的时代背景下产生的。

东风猛士是我国自主研发的第三代高机动性战术车辆系统，要求有高可靠性、高机动性、高越野性、对气候的高适应性^[1]。汽车驱动桥系统是车辆的重要组成部分，包括主减速器、差速器、驱动车轮的传动装置及桥壳等部件，具有减速增扭、差速和承受路面与车架之间力等功用。良好汽车车桥的结构形式和参数计算不仅可以提高车辆的可靠性和耐久性，也可以保证车辆具有更好的动力性、操纵稳定性和通过性。所以驱动桥设计不单单是本车型设计的重要内容，更是所有汽车设计不可回避的问题。目前汽车驱动桥的技术也在飞速发展，例如电子限滑差速器的发展很大程度上提高了差速器的功能，一些传统结构也在不断得到优化。本次设计主要针对驱动桥的机械机构，这些结构是车辆基本功能的保障，更是新技术发展的基础。

汽车驱动桥机械零部件及其总成多而复杂，例如，主减速器可以有多种传动方式，包括圆柱齿轮传动、“格里森”制和“奥利康”制的螺旋锥齿及双曲面齿轮出动、涡轮蜗杆传动。每一个总成都有多种布置形式，每一种布置形式都会带来不同的效果。此外，车桥零件的加工制造也较为复杂，涵盖了多种工艺。例如，齿轮的热处理可以有渗碳淬火处理、磷化处理、硫化处理、喷丸处理等多种工艺。本次设计内容主要包括：驱动桥总成的结构形式及布置形式的选择、主减速器的设计、差速器的设计、驱动车轮的传动装置设计、驱动桥总成及主要零部件的校核及修正、计算机三维建模及工程图的绘制。其中主减速器双曲面齿轮几何尺寸的计算利用Matlab的数学功能进行迭代计算；差速器齿轮几何尺寸借助excel表格的计算功能计算；三维模型借助Catia软件，设计标准件的参数化建模，为之后的优化设计打下基础；工程图的绘制利用AutoCAD软件。设计目标主要为：使驱动桥系统满足第三代军用越野车对传动系统的要求，即能适应复杂多变的工作环境，保证动力充足、动力传递协调可靠、寿命长、能耗低。主要零部件要结合未来战场需求做出创新改进设计，使其越野性能、机动性能大规模提高，在总体性能达到国际先进水平。

现有车型的基本参数及分析