第1章緒論
1.1 本課題的目的和意義
本課題是對江淮帥鈴貨車驅動橋的結構設計。通過此次畢業設計，訓練學生的實際工作能力。掌握汽車零部件設計與生產技術是開發我國自主品牌汽車產品的重要基礎，汽車驅動橋時傳動系統的重要部件。
設計汽車驅動橋，需要綜合考慮多方面的因素。設計時需要綜合運用所學的知識，熟悉實際設計過程，提高設計能力。驅動橋的設計，由驅動橋的結構組成、功用、工作特點及設計要求講起，詳細地分析了驅動橋總成的結構形式及布置方法；全面介紹了驅動橋車輪的傳動裝置和橋殼的各種結構形式與設計計算方法。
汽車驅動橋位於傳動系的末端。其基本功用首先是增扭，降速，改變轉矩的傳遞方向，即增大由傳動軸或直接從變速器傳來的轉矩，並將轉矩合理的分配給左右驅動車輪；其次，驅動橋還要承受作用於路面或車身之間的垂直力，縱向力和橫向力，以及制動力矩和反作用力矩等。驅動橋一般由主減速器，差速器，車輪傳動裝置和橋殼組成。
對於重型載貨汽車來說，要傳遞的轉矩較乘用車和客車，以及輕型商用車都要大得多，以便能夠以較低的成本運輸較多的貨物，所以選擇功率較大的發動機，這就對傳動系統有較高的要求，而驅動橋在傳動系統中起著舉足輕重的作用。汽車驅動橋是汽車的重大總成，承載著汽車的滿載簧荷重及地面經車輪、車架及承載式車身經懸架給予的鉛垂力、縱向力、橫向力及其力矩，以及衝擊載荷；驅動橋還傳遞著傳動系中的最大轉矩，橋殼還承受著反作用力矩。汽車的經濟性日益成為人們關心的話題，這不僅僅只對乘用車，對於載貨汽車，提高其燃油經濟性也是各商用車生產商來提高其產品市場競爭力的乙個法寶，因為重型載貨汽車所採用的發動機都是大功率，大轉矩的，裝載質量在四噸以上的載貨汽車的發動機，最大功率在99kw,最大轉矩也在350n·m以上，百公里油耗是一般都在30公升左右。
為了降低油耗，不僅要在發動機的環節上節油，而且也需要從傳動系中減少能量的損失。這就必須在發動機的動力輸出之後，在從發動機—傳動軸—驅動橋這一動力輸送環節中尋找減少能量在傳遞的過
程中的損失。驅動橋是將動力轉化為能量的最終執行者。因此，在發動機相同的情況下，採用效能優良且與發動機匹配性比較高的驅動橋便成了有效節油的措施之一。
所以設計新型的驅動橋成為新的課題。
目前我國正在大力發展汽車產業,採用後輪驅動汽車的平衡性和操作性都將會有很大的提高。後輪驅動的汽車加速時，牽引力將不會由前輪發出，所以在加速轉彎時，司機就會感到有更大的橫向握持力，操作效能變好。維修費用低也是後輪驅動的乙個優點，儘管由於構造和車型的不同，這種費用將會有很大的差別。
1.2 驅動橋的分類
1.2.1 非斷開式驅動橋
普通非斷開式驅動橋，由於結構簡單、造價低廉、工作可靠，廣泛用在各種家庭乘用車、客車和公共汽車上，在多數的越野汽車和部分轎車上也採用這種結構。他們的具體結構、特別是橋殼結構雖然各不相同，但是有乙個共同特點，即橋殼是一根支承在左右驅動車輪上的剛性空心梁，齒輪及半軸等傳動部件安裝在其中。這時整個驅動橋、驅動車輪及部分傳動軸均屬於簧下質量，汽車簧下質量較大，這是它的乙個缺點。
驅動橋的輪廓尺寸主要取決於主減速器的型式。在汽車輪胎尺寸和驅動橋下的最小離地間隙已經確定的情況下，也就限定了主減速器從動齒輪直徑的尺寸。在給定速比的條件下，如果單級主減速器不能滿足離地間隙要求，可該用雙級結構。
在雙級主減速器中，通常把兩級減速器齒輪放在乙個主減速器殼體內，也可以將第二級減速齒輪作為輪邊減速器。對於輪邊減速器：越野汽車為了提高離地間隙，可以將一對圓柱齒輪構成的輪邊減速器的主動齒輪置於其從動齒輪的垂直上方；公共汽車為了降低汽車的質心高度和車廂地板高度，以提高穩定性和乘客上下車的方便，可將輪邊減速器的主動齒輪置於其從動齒輪的垂直下方；有些雙層公共汽車為了進一步降低車廂地板高度，在採用圓柱齒輪輪邊減速器的同時，將主減速器及差速器總成也移到乙個驅動車輪的旁邊。
在少數具有高速發動機的大型公共汽車、多橋驅動汽車和超重型家庭乘用車上，有時採用蝸輪式主減速器，它不僅具有在質量小、尺寸緊湊的情況下可以得到大的傳動比以及工作平滑無聲的優點，而且對汽車的總體布置很方便。
1.2.2 斷開式驅動橋
斷開式驅動橋區別於非斷開式驅動橋的明顯特點在於前者沒有乙個連線左右驅動車輪的剛性整體外殼或樑。斷開式驅動橋的橋殼是分段的，並且彼此之間可以做相對運動，所以這種橋稱為斷開式的。另外，它又總是與獨立懸掛相匹配，故又稱為獨立懸掛驅動橋。
這種橋的中段，主減速器及差速器等是懸置在車架橫粱或車廂底板上，或與脊梁式車架相聯。主減速器、差速器與傳動軸及一部分驅動車輪傳動裝置的質量均為簧上質量。兩側的驅動車輪由於採用獨立懸掛則可以彼此致立地相對於車架或車廂作上下擺動，相應地就要求驅動車輪的傳動裝置及其外殼或套管作相應擺動。
汽車懸掛總成的型別及其彈性元件與減振裝置的工作特性是決定汽車行駛平順性的主要因素，而汽車簧下部分質量的大小，對其平順性也有顯著的影響。斷開式驅動橋的簧下質量較小，又與獨立懸掛相配合，致使驅動車輪與地面的接觸情況及對各種地形的適應性比較好，由此可大大地減小汽車在不平路面上行駛時的振動和車廂傾斜，提高汽車的行駛平順性和平均行駛速度，減小車輪和車橋上的動載荷及零件的損壞，提高其可靠性及使用壽命。但是，由於斷開式驅動橋及與其相配的獨立懸掛的結構複雜，故這種結構主要見於對行駛平順性要求較高的一部分轎車及一些越野汽車上，且後者多屬於輕型以下的越野汽車或多橋驅動的重型越野汽車。
1.2.3 多橋驅動的布置
為了提高裝載量和通過性，有些重型汽車及全部中型以上的越野汽車都是採用多橋驅動，常採用的有4×4、6×6、8×8等驅動型式。在多橋驅動的情況下，動力經分動器傳給各驅動橋的方式有兩種。相應這兩種動力傳遞方式，多橋驅動汽車各驅動橋的布置型式分為非貫通式與貫通式。
前者為了把動力經分動器傳給各驅動橋，需分別由分動器經各驅動橋自己專用的傳動軸傳遞動力，這樣不僅使傳動軸的數量增多，且造成各驅動橋的零件特別是橋殼、半軸等主要零件不能通用。而對8×8汽車來說，這種非貫通式驅動橋就更不適宜，也難於布置了。
為了解決上述問題，現代多橋驅動汽車都是採用貫通式驅動橋的布置型式。
在貫通式驅動橋的布置中，各橋的傳動軸布置在同一縱向鉛垂平面內，並且各驅動橋不是分別用自己的傳動軸與分動器直接聯接，而是位於分動器前面的或後面的各相鄰兩橋的傳動軸，是串聯布置的。汽車前後兩端的驅動橋的動力，是經分動器並貫通中間橋而傳遞的。其優點是，不僅減少了傳動軸的數量，而且提高了各驅動橋零件的相互通用性，並且簡化了結構、減小了體積和質量。
這對於汽車的設計(如汽車的變型)、製造和維修，都帶來方便。
1.3 主要內容
（1）驅動橋和主減速器、差速器、半軸、驅動橋橋殼的結構形式選擇
（2）主減速器的基本引數選擇與設計計算
（3）差速器的設計與計算
（4）半軸的設計與計算
（5）驅動橋橋殼的受力分析及強度計算
（6）用cad畫裝配圖、零件圖。
第2章驅動橋結構方案分析
2.1 主減速器的型別
由於要求設計的是江淮帥鈴的驅動橋，要設計這樣乙個級別的驅動橋，一般選用非斷開式結構以與非獨立懸架相適應，該種形式的驅動橋的橋殼是一根支撐在左右驅動車輪的剛性空心梁，一般是鑄造或鋼板沖壓而成，主減速器，差速器和半軸等所有傳動件都裝在其中，此時驅動橋，驅動車輪都屬於簧下質量。
驅動橋的結構形式有多種，基本形式有三種如下：
(1)**單級減速驅動橋。此是驅動橋結構中最為簡單的一種，是驅動橋的基本形式， 在載重汽車中佔主導地位。一般在主傳動比小於6的情況下，應盡量採用**單級減速驅動橋。
目前的**單級減速器趨於採用雙曲線螺旋傘齒輪，主動小齒輪採用騎馬式支承， 有差速鎖裝置供選用。
(2)**雙級驅動橋。由於**雙級減速橋均是在**單級橋的速比超出一定數值或牽引總質量較大時，作為系列產品而派生出來的一種型號，它們很難變型為前驅動橋，使用受到一定限制；因此，綜合來說，雙級減速橋一般均不作為一種基本型驅動橋來發展，而是作為某一特殊考慮而派生出來的驅動橋存在。
(3)**單級、輪邊減速驅動橋。輪邊減速驅動橋較為廣泛地用於油田、建築工地、礦山等非公路車與軍用車上。當前輪邊減速橋可分為2類：
一類為圓錐行星齒輪式輪邊減速橋；另一類為圓柱行星齒輪式輪邊減速驅動橋。
綜上所述，設計的驅動橋的傳動比小於6。況且由於隨著我國公路條件的改善和物流業對車輛效能要求的變化，重型汽車驅動橋技術已呈現出向單級化發展的趨勢。
單級橋產品的優勢為單級橋的發展拓展了廣闊的前景。從產品設計的角度看， 重型車產品在主減速比小於6的情況下，應盡量選用單級減速驅動橋。
2.2 設計驅動橋的基本要求
(1)選擇適當的主減速比，以保證汽車在給定的條件下具有最佳的動力性和燃油經濟性。
(2)外廓尺寸小，保證汽車具有足夠的離地間隙，以滿足通過性的要求。
(3)齒輪及其他傳動件工作平穩，雜訊小。
(4)在各種載荷和轉速工況下有較高的傳動效率。
(5)具有足夠的強度和剛度，以承受和傳遞作用於路面和車架或車身間的各種力和力矩；在此條件下，盡可能降低質量，尤其是簧下質量，減少不平路面的衝擊載荷，提高汽車的平順性。
(6)與懸架導向機構運動協調。
(7)結構簡單，加工工藝性好，製造容易，維修，調整方便。
驅動橋的結構型式按工作特性分，可以歸併為兩大類，即非斷開式驅動橋和斷開式驅動橋。當驅動車輪採用非獨立懸架時，應該選用非斷開式驅動橋；當驅動車輪採用獨立懸架時，則應該選用斷開式驅動橋。因此，前者又稱為非獨立懸架驅動橋；後者稱為獨立懸架驅動橋。
獨立懸架驅動橋結構較複雜，但可以大大提高汽車在不平路面上的行駛平順性。
2.3 非斷開式驅動橋
普通非斷開式驅動橋，由於結構簡單、造價低廉、工作可靠，廣泛用在各種載貨汽車、客車和公共汽車上。在多數的越野汽車和部分轎車上也採用這種結構。他們的具體結構、特別是橋殼結構雖然各不相同，但是有乙個共同特點，即橋殼是一根支撐在左右驅動車輪上的剛性空心梁，齒輪及半軸等傳動部件安裝在其中。
這時整個驅動橋、驅動車輪及部分傳動軸均屬於簧下質量，汽車簧下質量較大，這是它的乙個缺點。
驅動橋的輪廓尺寸主要取決於主減速器的形式。在汽車輪胎尺寸和驅動橋下的最小離地間隙已經確定的情況下，也就限定了主減速器從動齒輪直徑的尺寸。在給定速比的條件下，如果單級主減速器不能滿足離地間隙要求，可該用雙級別結構，在雙級主減速器中，通常把兩級減速器齒輪放在乙個主減速殼體內，也可以將第二級減速齒輪作為輪邊減速器。
對於輪邊減速器：越野汽車為了提高離地間隙，可以將一對圓柱齒輪構成的輪邊減速器的主動齒輪置於其從動齒輪的垂直上方：公共汽車為了降低汽車的質心高度和車廂地板高度，以提高穩定性和乘客上下車的方便，可將輪邊減速器的主動齒輪置於其從動齒輪的垂直下方：
有些雙層公共汽車為了進一步降低車廂地板高度，在採用圓柱齒輪輪邊減速器的同時，將主減速器及差速器總成也移到乙個驅動車輪的旁邊。
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