摘 要

本文主要描述了以本田CRV为参考车型的四驱中级轿车的前驱动桥设计过程，首先经过查阅相关资料确定了各个组成部件的结构型式和主要的设计参数；随后参考市面上与本车型类似的车型的驱动桥的结构，最终确定并规划出了总体的设计方案；同时还对主、从动减速齿轮、装配主从动齿轮的轴、支承上述轴的轴承、差速器中的圆锥行星齿轮、连接半轴与差速器的半轴齿轮、全浮式半轴、球笼式万向节以及整体式桥壳进行了强度上的校核也对疲劳寿命进行了相应的校核，同时使用了ansys软件对总成中的主、从动减速齿轮部件进行了受力分析，并对上述全部的计算过程进行了matlab编程。同时依据设计的参数建立了catia三维模型，使得设计出的驱动桥能有直观的表现。

设计结果表明：该驱动桥能够承受汽车在行驶过程中的载荷，并且具有可靠性。能够发挥出驱动桥减速、差速、传递动力的功能。

关键词：中级轿车；驱动桥；单级主减速器；差速器；半轴；驱动桥壳

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Abstract

This is mainly about how I designed the front drive axle of intermediate car which sees Honda CRV as an inference. First I confirmed the main structure and some figures that is important during designing. Then I confirmed the main design plan according to the structure of another type of car. Finally I checked the strength of gear, shaft, bearing, planet gear, semi-axis, gimbal and the axle housing. In the meantime I also use ANSYS to analyse the admissibility of gears.and code the calculation with MATLAB. To show the drive axle more directly, I also made a model in CATIA.

The result of the design shows that this drive axle can bear the loading during its tour and is safe in decelerating, differential, and delivering the impetus.

Key Words：drive axle；intermediate car ；single reduction final drive ； differential；semi-axis; drive axle housing

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目录

第1章 绪论 1

第2章 驱动桥总成的结构型式及布置 2

驱动桥总成的结构型式选择 2

第3章 主减速器的设计计算 3

3.1主减速器的结构型式 3

3.1.1主减速器齿轮的类型选择 3

3.1.2 主减速器主动齿轮的支撑型式及安置方法 3

3.1.3 主减速器从动齿轮的支撑型式及安置方法 4

3.1.4 主减速器的减速型式 4

3.2主减速器的基本参数选择与设计计算 5

3.2.1 主减速比的确定 5

3.2.2 主减速器齿轮计算载荷的确定 5

3.2.3主减速器齿轮材料的选择 6

3.2.4主减速器齿轮基本参数的选择 7

3.2.5主减速器齿轮的校核 9

3.2.6主减速器轴承的计算 9

3.2.7主减速器轴的校核 12

3.2.8 主减速器的润滑 13

第4章 差速器的设计计算 15

4.1差速器结构型式的选择 15

4.2 普通锥齿轮差速器的设计 15

4.2.1差速器齿轮各项基本参数的选择 15

4.2.2差速器齿轮强度的计算 17

第5章 半轴的设计计算 18

5.1半轴的型式 18

5.2半轴的载荷计算及材料 18

5.3半轴的校核 19

第6章 万向节的设计计算 20

6.1万向节的型式 20

6.2 球笼式万向节的设计计算 20

6.3万向节材料选择 21

第7章 驱动桥桥壳选型 22

第8章 驱动桥的预紧和调整 23

8.1啮合印迹的调整 23

8.2 预紧度的调整 23

8.3 啮合间隙的调整 23

第9章 驱动桥部件有限元分析 24

9.1小齿轮轴的受力分析 24

9.2半轴的受力分析 25

结论 27

参考文献 28

附录 29

致谢 35

绪论

驱动桥设计的基本要求：

驱动桥处于车辆动力传动系的末端，其基本功能有：

①将发动机传来的转矩通过主减速器、差速器、半轴、万向节等传递到驱动车轮，实现速速增扭的功能；

②通过差速器实现内外两侧车轮差速的作用，保证内、外侧车轮以不同的转速转向；

④通过桥壳体和车轮实现承载及传递力矩的作用。

驱动桥设计的基础要求基本有以下几点：

①所选择的主减速器传动比应该能让汽车在给定的使用条件下具有最好的动力性的经济性；

②当两侧的驱动轮以不同的角速度转动时，驱动桥应能将转矩平稳且连续的分别传递到两个驱动轮上去。

③当左、右两个驱动轮的附着系数不相同时，应该具备充分利用汽车牵引力的能力。

④能够承受和传递路面对车厢或者车架的垂向力、纵向力和横向力以及它们的力矩。

⑤驱动桥的各个零部件在保证强度高、刚性好、工作可靠以及使用寿命长的条件下。应该尽量做到质量小，特别需要减少非悬挂质量，以达到减小不平路面对驱动桥的载荷的目的，进而改善汽车行驶平顺性。

⑥轮廓尺寸不应过大，以保证汽车总体布置的便利性，同时也要与所要求的驱动器离地间隙相适应。

⑦齿轮及其他传动部件应工作平稳，没有或有较低噪声。

⑧驱动桥总成及零部件的设计应该尽量满足零件的标准化、部件的通用化和产品的系列化以及汽车变形的相应要求。

⑨在各种载荷以及转速的工况下应具有较高的传动效率。

⑩结构简单，修理、保养方便；机件工艺性好，制造容易。

第2章 驱动桥总成的结构型式及布置

驱动桥总成的结构型式选择

如果按照总体的布置型式来区分驱动桥的结构型式，那么驱动桥总成的结构型式一共会有3种，这三种型式分别是普通的非断开式驱动桥、带有摆动半轴的非断开式驱动桥以及断开式驱动桥^[1]。如果要合并分为两大类，则可以按照工作特性来分，即:断开式驱动桥和非断开式驱动桥。如下图所示：

是选择断开式驱动桥还是选择非断开式驱动桥，需要考虑到车辆悬架总成的结构型式，当车辆的驱动车轮采用的是独立悬架时，应当使用断开式的驱动桥，反之当车辆的驱动车轮采用的是非独立悬架时，应当使用非断开式驱动桥^[2]。本次设计的参考车型是本田CRV，该车型在前轮上的悬架采用的是独立悬架，所以根据上述结论我应选用断开式驱动桥。