汽车设计课程设计

目录

一、课程设计目的 (1)

二、课程设计内容 (1)

三、驱动桥设计基本要求 (1)

四、驱动桥设计步骤 (1)

五、驱动桥设计方案分析 (1)

（一）驱动桥结构方案的选定 (1)

（二）主减速器结构形式的选择 (2)

（三）差速器形式选择 (2)

（四）车轮传动装置形式选择 (3)

（五）驱动桥壳设计 (3)

六、驱动桥设计数据及结果分析 (3)

（一）主减速器的设计分析及计算 (3)

（二）差速器的设计分析及计算 (9)

（三）车轮传动装置分析及计算 (12)

七、驱动桥设计数据校核 (15)

（一）校核主减速器校核齿面的接触强度 (15)

（二）差速器齿轮弯曲应力校核 (16)

八、总结及心得体会 (16)

九、主要参考书 (17)

一、课程设计目的

《汽车设计》课程设计是车辆工程专业的实践性教学环节，其目的是使学生在对汽车性能和基本结构知识有较系统了解的基础上，学习运用现代汽车设计方法，掌握先进汽车设计技术，从而达到基本具备分析和解决该领域问题的能力，并能系统的掌握汽车零部件设计的方法和步骤。

通过本次课程设计（驱动桥的设计）了解驱动桥的组成，熟练掌握驱动桥设计过程中各种方案的选择标准，将理论与实际相结合，在实践中检验理论，并理解驱动桥的设计方法。

二、课程设计内容

驱动桥位于传动系末端，其基本功用首先是增扭、降速，改变转矩的传递方向，即增大由传动轴或直接从变速器传来的转矩，并将转矩合理地分配给左、右驱动车轮；其次，驱动桥还要承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力，以及制动力矩和反作用力矩等，驱动桥一般由主减速器、差速器、车轮传动装置和桥壳等组成，转向驱动桥还有等速万向节。

驱动桥设计内容包括：驱动桥结构方案的选定、主减速器、差速器、传动装置、驱动桥壳分析及计算、万向节设计、转向结设计。

三、驱动桥设计基本要求

（一）选择适当的主减速比，以保证汽车在给定条件下具有最佳的动力性和燃油经济性。

（二）轮廓尺寸小，保证汽车具有足够的离地间隙，以满足通过性要求。

（三）齿轮及其他传动件工作平稳，噪声小。

（四）在各种载荷和转速工况下有高的传动效率。

（五）具有足够的强度和刚度，以承受和传递作用于路面和车架或车身间的各种力和力矩；在此条件下，尽可能降低质量，尤其是簧下质量，以减小不平路面的冲击载荷，提高汽车行驶平顺性。

（六）与悬架导向机构运动协调；对于转向驱动桥，还应与转向机构运动协调。

（七）结构简单，加工工艺性好，制造容易，维修，调整方便。

四、驱动桥设计步骤

（一）初步确定设计目标，如驱动桥的类型、主减速器形式、差速器形式、车轮传动装置形式等的选择；

（二）主减速器的设计分析及计算；

（三）差速器的设计分析及计算；

（四）车轮传动装置分析及计算；

五、驱动桥设计方案分析

（一）驱动桥结构方案的选定

根据已知数据分析，该驱动桥为乘用车驱动桥。

根据发动机位置和驱动形式，该驱动桥为转向驱动桥。

首先转向驱动桥在轿车中是指具有转向功能的驱动桥。其主要功能有：一是把变速器

传出的功率经其减速后传递给车轮使车轮转动；二是通过转向器把方向盘所受的转矩传递给转向杆从而使车轮转向。由于要求设计的是乘用车的前驱动桥，要设计这样一个级别的驱动桥，一般选用断开式驱动桥以与独立悬架相适应。该种形式的驱动桥没有一个连接左右驱动车轮的刚性整体外壳或梁。断开式驱动桥的桥壳是分段的，并且彼此之间可以做相对运动，所以这种桥称为断开式的。另外，它又总是与独立悬挂相匹配，故又称为独立悬架驱动桥。这种桥的中段，主减速器及差速器等是悬置在车架或车厢底板上，或与脊梁式车架相联。主减速器、差速器与传动轴及一部分驱动车轮传动装置的质量均为簧上质量。两侧的驱动车轮由于采用独立悬架则可以彼此独立地相对于车架或车厢作上下摆动，相应地就要求驱动车轮的传动装置及其外壳或套管作相应摆动。

综上所述，本设计选择断开式驱动桥的形式。断开式驱动桥结构复杂，成本较高，但它大大增加了离地间隙；减小了簧下质量，从而改善了行驶平顺性，提高了汽车的平均车速；减小了汽车在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；由于驱动车轮与地面的接触情况及对各种地形的适应性较好，大大增加了车轮的抗侧滑能力；与之相配合的独立悬架导向机构设计得合理，可增中汽车的不足转向效应，提高汽车的操纵稳定性。

（二）主减速器结构形式的选择

1.主减速器选用单级减速器

中央单级减速器是驱动桥结构中最为简单的一种，具有质量小、尺寸紧凑、制造成本低等优点，是驱动桥的基本形式，因而广泛用于主传动比70≤i 的汽车上。因为乘用车一般5.4~30=i ，所以在主传动比较小的情况下，应尽量采用中央单级减速驱动桥。

中央单级主减速器优点如下：

（1）结构最简单，制造工艺简单，成本较低，是驱动桥的基本类型，在传动比较小的乘用车应用广泛；

（2）乘用车发动机前置前驱，使得驱动桥的布置形式要求简单，而且结构紧凑；

（3）随着公路状况的改善，特别是高速公路的迅猛发展，汽车使用条件对汽车通过性的要求降低。

（4）与带轮边减速器的驱动桥相比，由于产品结构简化，单级减速驱动桥机械传动效率提高，易损件减少，可靠性提高。

2.齿轮类型选择弧形锥齿轮传动

由于发动机采用的是纵置的形式，变速器采用横置式，所以动力输出的方向与前桥轴线的方向垂直。因此，此设计采用圆柱齿轮传动就可以满足要求。

3.主、从动齿轮支撑形承形式选择跨置式支承

采用跨置式支承结构，可以使刚度大为增加，使齿轮在载荷作用下的变形大为减小，由于结构的原因，主减速器的小斜齿轮采用跨置式安装，而主减速器的大齿轮也采用跨置式安装。

（三）差速器形式选择

汽车在行使过程中，左右车轮在同一时间内所滚过的路程往往是不相等的，左右两轮胎内的气压不等、胎面磨损不均匀、两车轮上的负荷不均匀而引起车轮滚动半径不相等；