輕型低速載貨汽車的后驅(qū)動(dòng)橋畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　根據(jù)車橋能否傳遞驅(qū)動(dòng)力，汽車車橋分為驅(qū)動(dòng)橋和從動(dòng)橋。驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)型式按齊總體布置來說共有三種，即普通的非斷開式驅(qū)動(dòng)橋，帶有擺動(dòng)半軸的非斷開式驅(qū)動(dòng)橋和斷開式驅(qū)動(dòng)橋。本設(shè)計(jì)對(duì)象是輕型低速載貨汽車的后驅(qū)動(dòng)橋。</p><p>　　本設(shè)計(jì)完成了輕型低速載貨汽車的后驅(qū)動(dòng)橋中主減速器、差速器、減震器、鋼板彈簧及橋

2、殼等部件的設(shè)計(jì)。根據(jù)輕型低速載貨汽車的后驅(qū)動(dòng)橋的要求，通過選型，確定了主減速器傳動(dòng)副類型，差速器類型，驅(qū)動(dòng)橋半軸支承類型減震器類型和鋼板彈簧類型。通過設(shè)計(jì)計(jì)算，確定了主減速比，主、從動(dòng)錐齒輪、差速器、半軸、減震器、鋼板彈簧以及橋殼的主要參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸。</p><p>　　利用Pro/E軟件畫出所有零部件的三維視圖及裝配圖和總裝配圖然后生成工程圖，通過主要零部件的校核計(jì)算和利用CAD對(duì)主要零部件就行二維繪圖，確定

3、所設(shè)計(jì)的能夠滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞：汽車后橋；主減速器；差速器；減震器；鋼板彈簧</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　According to the axle can transfer the driving force, the car axle is divided into a

4、drive axle and a driven axle. Drive bridge structure according to the general layout, with a total of three species, namely ordinary non-break drive bridge, a swing axle non-break drive axle and a broken axle. The object

5、 of this design is light-duty low-speed truck drive axle.</p><p>　　Completion of the design of light truck speed rear driving axle main reducer, differential, shock absorber, a leaf spring and the axle housi

6、ng and other components of the design. In this paper, according to the light of low-speed truck drive axle requirements, through the selection, determination of main reducer transmission pair type, differential type, dri

7、ve axle bearing type shock absorber type and the leaf spring type. Through design calculation, determine the main reduction ratio, main, the</p><p>　　Using Pro/E software to draw all the parts of the three-d

8、imensional- view and assembly drawings and assembly drawings and then generate engineer- ing drawing, the main components of the calculation and use of CAD on the key parts on the line drawing, determine the design can m

9、eet the design requirements.</p><p>　　Key Words: automobile rear axle ;main reducer;differential device ;shock </p><p>　　absorber; plate spring</p><p><b>　　目 錄</b><

10、;/p><p>　　摘要……………………………………………………………………………Ⅰ</p><p>　　Abstract………………………………………………………………………Ⅱ</p><p>　　第1章 緒論…………………………………………………………………1</p><p>　　1.1 本課題的來源、基本前提條件和技術(shù)要求………………

11、………1</p><p>　　1.2 本課題要解決的主要問題和設(shè)計(jì)總體思路………………………1</p><p>　　1.3 預(yù)期的成果…………………………………………………………2</p><p>　　1.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)………………………………………2</p><p>　　1.5 課題研究?jī)?nèi)容……………………………………

12、…………………3</p><p>　　第2章 汽車主參數(shù)的總體設(shè)計(jì)……………………………………………4</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)與設(shè)計(jì)目標(biāo)………………………………………………4</p><p>　　2.2 汽車軸數(shù)及驅(qū)動(dòng)形式的選擇………………………………………4</p><p>　　2.2.1 軸數(shù)……………………………

13、……………………………4</p><p>　　2.2.2 驅(qū)動(dòng)形式……………………………………………………4</p><p>　　2.3 輕型載貨汽車質(zhì)量參數(shù)選擇………………………………………4</p><p>　　2.3.1 整車裝備質(zhì)量………………………………………………5</p><p>　　2.3.2 汽車的總質(zhì)量………………

14、………………………………5</p><p>　　2.3.3 汽車軸荷分配………………………………………………5</p><p>　　2.4 汽車軸距、后輪距及懸架長(zhǎng)度設(shè)計(jì)………………………………6</p><p>　　2.4.1 軸距…………………………………………………………6</p><p>　　2.4.2 后輪距……………………

15、…………………………………7</p><p>　　2.4.3 汽車后懸架長(zhǎng)度……………………………………………8</p><p>　　第3章 后橋主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………9</p><p>　　3.1 懸架的的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………9</p><p>　　3.1.1 懸架的的結(jié)構(gòu)形式

16、分類……………………………………9</p><p>　　3.2 懸架主要參數(shù)的確定………………………………………………10</p><p>　　3.2.1 影響平順性的參數(shù)…………………………………………10</p><p>　　3.2.2 影響操縱穩(wěn)定性的參數(shù)……………………………………11</p><p>　　3.3 鋼板彈簧的設(shè)

17、計(jì)計(jì)算………………………………………………11</p><p>　　3.3.1 鋼板彈簧的布置方案………………………………………11</p><p>　　3.3.2 鋼板彈簧主要參數(shù)確定……………………………………11</p><p>　　3.4 減震器的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………19</p><p>　　3.4.1

18、 減震器類型…………………………………………………19</p><p>　　3.4.2 減震器的結(jié)構(gòu)和工作原理…………………………………19</p><p>　　3.5 減震器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算…………………………………………20</p><p>　　3.5.1 相對(duì)阻尼系數(shù)的確定………………………………………20</p><p>　　

19、3.5.2 減振器阻尼系數(shù)的確定……………………………………21</p><p>　　3.5.3 最大卸荷力的確定…………………………………………21</p><p>　　3.5.4 減振器工作缸直徑的確定…………………………………22</p><p>　　3.5.5 工作缸壁厚的計(jì)算與校核…………………………………23</p><p&g

20、t;　　3.5.6 活塞桿與活塞的設(shè)計(jì)………………………………………24</p><p>　　3.5.7 活塞尺寸的計(jì)算……………………………………………24</p><p>　　3.5.8 底閥的設(shè)計(jì)…………………………………………………25</p><p>　　3.5.9 減震器裝配過程的三維視圖………………………………27</p><

21、;p>　　3.6 差速器的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………30</p><p>　　3.7 差速器的結(jié)構(gòu)形式的選擇…………………………………………30</p><p>　　3.8 差速器齒輪的基本參數(shù)選擇………………………………………31</p><p>　　3.8.1 行星齒輪數(shù)目的選擇………………………………………31</p&g

22、t;<p>　　3.8.2 行星齒輪球面半徑的確定…………………………………31</p><p>　　3.8.3 行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)的計(jì)算…………………………31</p><p>　　3.8.4 行星齒輪和半軸齒輪的節(jié)錐角及模數(shù)的計(jì)算……………32</p><p>　　3.8.5 壓力角的確定………………………………………………32<

23、/p><p>　　3.8.6 行星齒輪軸直徑及支承長(zhǎng)度………………………………32</p><p>　　3.8.7 差速器直齒錐齒輪的強(qiáng)度校核……………………………35</p><p>　　3.9 主減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………37</p><p>　　3.9.1 主減速比的確定……………………………………………3

24、7</p><p>　　3.9.2 主減速齒輪計(jì)算載荷的計(jì)算………………………………38</p><p>　　3.9.3 主減速齒輪基本參數(shù)的選擇………………………………39</p><p>　　第4章 汽車后橋其它零部件的設(shè)計(jì)及后橋總裝……………………………42</p><p>　　4.1 汽車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)…………………………………

25、………………42</p><p>　　4.2 汽車驅(qū)動(dòng)橋蓋的設(shè)計(jì)………………………………………………43</p><p>　　4.3 汽車差速器殼的設(shè)計(jì)………………………………………………44</p><p>　　4.4 汽車差速器軸承的選用……………………………………………44</p><p>　　4.5 汽車差速器軸承座的選型設(shè)計(jì)

26、……………………………………45</p><p>　　4.6 汽車半軸的選型設(shè)計(jì)………………………………………………45</p><p>　　4.7 U 型螺栓設(shè)計(jì)………………………………………………………46</p><p>　　4.8 汽車后橋總裝………………………………………………………46</p><p>　　4.8.1 差速

27、器與主減速器的裝配…………………………………46</p><p>　　4.8.2 后橋總裝配…………………………………………………48</p><p>　　4.8.3 后橋總裝配剖視圖…………………………………………51</p><p>　　結(jié) 論 …………………………………………………………………………52</p><p>　　致

28、謝 …………………………………………………………………………53</p><p>　　參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………54</p><p><b>　　CONTENTS</b></p><p>　　Abstract..................................................

29、...........................................................Ⅰ</p><p>　　Contents.............................................................................................................Ⅲ</p><p&g

30、t;　　Chapter1 Introduction.....................................................................................1</p><p>　　1.1 Topic source basic premise and technical requirement.........................1&l

31、t;/p><p>　　1.2 This topic to solve the main problems of the design.............................1</p><p>　　1.3 The expected results.................................................................

32、............2</p><p>　　1.4 The domestic research situation and development trend.......................2</p><p>　　1.5 Subject research contents.................................................

33、.....................3</p><p>　　Chapter 2 Car Lord of the overall design parameters...................................4</p><p>　　2.1 Design parameters and design targe.........................

34、.............................4</p><p>　　2.2 Car and driving shaft for the choice of the form...................................4</p><p>　　2.2.1 Shaft severa....................................

35、...........................................4</p><p>　　2.2.2 Drive form.................................................................................4</p><p>　　2.3 Light parts of autom obile

36、 quality parameter selection.........................4</p><p>　　2.3.1 Vehicle equipment quality..........................................................5</p><p>　　2.3.2 The total quality car.

37、..................................................................5</p><p>　　2.3.3 Car shaft charge distribution......................................................5</p><p>　　2.4 Car wheelba

38、se after the length design...................................................6</p><p>　　2.3.4 Wheelbase.................................................................................6</p><p>

39、　　2.4.2 reartread.....................................................................................7</p><p>　　2.4.3 Automobile rear suspension length............................................8</p&g

40、t;<p>　　Chapter 3 Major parts of the rear axle design calculation............................9</p><p>　　3.1 Suspension design calculations............................................................

41、.9</p><p>　　3.1.1 Suspension structure of the classification..................................9</p><p>　　3.2 Suspension of the main parameters of the set.....................................10

42、</p><p>　　3.2.1 Influence of the parameters of the smooth...............................10</p><p>　　3.2.2 Influences of the parameters of the steering stability...............11</p><

43、;p>　　3.3 Leaf spring design calculations...........................................................11</p><p>　　3.3.1 Leaf spring arranging schemes.................................................11</

44、p><p>　　3.3.2 Steel spring main parameters...................................................11</p><p>　　3.4 Shock absorber design calculation.....................................................

45、.19</p><p>　　3.4.1 Track of shock absorber type...................................................19</p><p>　　3.4.2 Shock absorber structure and work principle...........................19<

46、/p><p>　　3.5 Shock absorber and structure design of calculation............................20</p><p>　　3.5.1 Track to determine the relative damping coefficient................20</p><p

47、>　　3.5.2 Shock absorber damping coefficient determinations................21</p><p>　　3.5.3 Biggest unloading the determination of force..........................21</p><p>　　3.5.4 Shock ab

48、sorber work to determine the diameter......................22</p><p>　　3.5.5 Work cylinder wall thickness calculation and checking...........23</p><p>　　3.5.6 Piston rod and the piston design.

49、..............................................24</p><p>　　3.5.7 Piston size calculation..............................................................24</p><p>　　3.5.8 Bottom valve of design...

50、.........................................................25</p><p>　　3.5.9 Shock absorber view of the assembly process..........................27</p><p>　　3.6 Differential design calculation.

51、...........................................................30</p><p>　　3.7 The choice of the form of the structure of the differentia....................30</p><p>　　3.8 The differential gears

52、basic parameter selection.................................31</p><p>　　3.8.1 Planetary gear number of the choice........................................31</p><p>　　3.8.2 Planetary gear sphere t

53、o determine the radius..........................31</p><p>　　3.8.3 Planetary gear and half shaft gear gear calculation..................31</p><p>　　3.8.4 Planetary gear and half shaft section o

54、f gear...........................32</p><p>　　3.8.5 Pressure Angle sure.................................................................32</p><p>　　3.8.6 Planetary gear shaft diameter and lengt

55、h of supports...............32</p><p>　　3.8.7 Spur bevel gear differential of intensity...................................35</p><p>　　3.9 The Lord the design of the speed reducer is calculated

56、.......................37</p><p>　　3.9.1 The determination of the slowdown.........................................37</p><p>　　3.9.2 Lord the reduction gear of the calculation.................

57、...............38</p><p>　　3.9.3 Lord the reduction gear basic parameters selection..................39</p><p>　　Chapter 4 Cars driving axle other parts design................................

58、..........42</p><p>　　4.1 The design of the car drive axle..........................................................42</p><p>　　4.2 The design of the car drive axle of cover...................

59、.........................43</p><p>　　4.3 The design of the car differential shells..............................................44</p><p>　　4.4 The selection of car differential bearing.......

60、..............................................44</p><p>　　4.5 Car differential of the bearing type design..........................................45</p><p>　　4.6 Car half shaft of the selecti

61、on of the design........................................45</p><p>　　4.7 U bolt design......................................................................................46</p><p>　　4.8 Car d

62、riving axle assembly..................................................................46</p><p>　　4.8.1 Differential and the assembly of the Lord reducer...................46</p><p>　　4.8.2 Dr

63、iving axle final assembly.....................................................48</p><p>　　4.8.3 Driving axle always assembly section......................................51</p><p>　　Conclusion.

64、.......................................................................................................52</p><p>　　Thanks......................................................................................

65、.........................53</p><p>　　References.......................................................................................................54</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p

66、><p>　　1.1 本課題的來源、基本前提條件和技術(shù)要求</p><p>　　a. 本課題的來源：輕型載貨汽車在汽車生產(chǎn)中占有大的比重。驅(qū)動(dòng)橋在整車中十分重要，設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、造價(jià)低廉的驅(qū)動(dòng)橋，能大大降低整車生產(chǎn)的總成本，推動(dòng)汽車經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。</p><p>　　b. 要完成本課題的基本前提條件是：在主要參數(shù)確定的情況下，設(shè)計(jì)選用驅(qū)動(dòng)橋的各個(gè)部件，選出最佳

67、的方案。</p><p>　　c. 技術(shù)要求：設(shè)計(jì)出的驅(qū)動(dòng)橋符合國(guó)家各項(xiàng)輕型貨車的標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，成本降低，適合本國(guó)路面的行駛狀況和國(guó)情。</p><p>　　1.2 本課題要解決的主要問題和設(shè)計(jì)總體思路</p><p>　　a. 本課題解決的主要問題：設(shè)計(jì)出適合本課題的驅(qū)動(dòng)橋。汽車傳動(dòng)系的總?cè)蝿?wù)是傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，使之適應(yīng)于汽車行駛的需要。在一般汽車的機(jī)械式

68、傳動(dòng)中，有了變速器還不能完全解決發(fā)動(dòng)機(jī)特性與汽車行駛要求間的矛盾和結(jié)構(gòu)布置上的問題。首先是因?yàn)榻^大多數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車上的縱向安置的，為使其轉(zhuǎn)矩能傳給左、右驅(qū)動(dòng)車輪，必須由驅(qū)動(dòng)橋的主減速器來改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，同時(shí)還得由驅(qū)動(dòng)橋的差速器來解決左、右驅(qū)動(dòng)車輪間的轉(zhuǎn)矩分配問題和差速要求。其次，需將經(jīng)過變速器、傳動(dòng)軸傳來的動(dòng)力，通過驅(qū)動(dòng)橋的主減速器，進(jìn)行進(jìn)一步增大轉(zhuǎn)矩、降低轉(zhuǎn)速的變化。因此，要想使汽車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)合理，首先必須選好傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比

69、，并恰當(dāng)?shù)貙⑺峙浣o變速器和驅(qū)動(dòng)橋。</p><p>　　b. 本課題的設(shè)計(jì)總體思路：非斷開式驅(qū)動(dòng)橋的橋殼，相當(dāng)于受力復(fù)雜的空心梁，它要求有足夠的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)還要盡量的減輕其重量。所選擇的減速器比應(yīng)能滿足汽車在給定使用條件下具有最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。對(duì)載貨汽車，由于它們有時(shí)會(huì)遇到坎坷不平的壞路面，要求它們的驅(qū)動(dòng)橋有足夠的離地間隙，以滿足汽車在通過性方面的要求。驅(qū)動(dòng)橋的噪聲主要來自齒輪及其他傳動(dòng)機(jī)件。提高它

70、們的加工精度、裝配精度，增強(qiáng)齒輪的支</p><p>　　承剛度，是降低驅(qū)動(dòng)橋工作噪聲的有效措施。驅(qū)動(dòng)橋各零部件在保證其強(qiáng)度、剛度、可靠性及壽命的前提下應(yīng)力求減小簧下質(zhì)量，以減小不平路面對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的沖擊載荷，從而改善汽車行駛的平順性。</p><p>　　1.3 預(yù)期的成果</p><p>　　設(shè)計(jì)出輕型低速載貨汽車后驅(qū)動(dòng)橋總成，包括主減速器、差速器、驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)

71、裝置、橋殼、懸架及減震器等部件。使設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品使用方便，材料使用最少，經(jīng)濟(jì)性能最高。</p><p>　　a. 提高汽車的技術(shù)水平，使其使用性能更好，更安全，更可靠，更經(jīng)濟(jì)，更舒適，更機(jī)動(dòng)，更方便，動(dòng)力性更好，污染更少。</p><p>　　b. 改善汽車的經(jīng)濟(jì)效果，調(diào)整汽車在產(chǎn)品系列中的檔次，以便改善其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)地位并獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　1.4

72、 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　為適應(yīng)不斷完善社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的要求以及加入世貿(mào)組織后國(guó)內(nèi)外汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新形勢(shì)，推進(jìn)汽車產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級(jí)，全面提高汽車產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，滿足消費(fèi)者對(duì)汽車產(chǎn)品日益增長(zhǎng)的需求，促進(jìn)汽車產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，特制定汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策。通過該政策的實(shí)施，使我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)在2010年前發(fā)展成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，為實(shí)現(xiàn)全面建設(shè)小康社會(huì)的目標(biāo)做出更大的貢獻(xiàn)。政府職能部門依據(jù)行政法規(guī)

73、和技術(shù)規(guī)范的強(qiáng)制性要求，對(duì)汽車、農(nóng)用運(yùn)輸車、摩托車和零部件生產(chǎn)企業(yè)及其產(chǎn)品實(shí)施管理，規(guī)范各類經(jīng)濟(jì)主體在汽車產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的市場(chǎng)行為。生產(chǎn)出質(zhì)量好，操作簡(jiǎn)便，價(jià)格便宜的低速載貨汽車將適合大多數(shù)消費(fèi)者的要求。在國(guó)家積極投入和支持發(fā)展汽車產(chǎn)業(yè)的同時(shí)，能研制出適合中國(guó)國(guó)情，包括道路條件和經(jīng)濟(jì)條件的車輛，將大大推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的提高。</p><p>　　在新政策《汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》中，在2010年前，我國(guó)就要成為世

74、界主要汽車制造國(guó)，汽車產(chǎn)品滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)大部分需求并批量進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)；2010年，汽車生產(chǎn)企業(yè)要形成若干馳名的汽車、摩托車和零部件產(chǎn)品品牌；通過市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)形成幾家具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的大型汽車企業(yè)集團(tuán)，力爭(zhēng)到2010年跨入世界500強(qiáng)企業(yè)之列，等等。同時(shí)，在這個(gè)新的汽車產(chǎn)業(yè)政策描繪的藍(lán)圖中，還包含許多涉及產(chǎn)業(yè)素質(zhì)提高和市場(chǎng)環(huán)境改善的綜合目標(biāo)，著實(shí)令人鼓舞。然而，不可否認(rèn)的是，國(guó)內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀離產(chǎn)業(yè)政策的目標(biāo)還有相當(dāng)?shù)木嚯x。自1994年《汽車工業(yè)

75、產(chǎn)業(yè)政策》頒布并執(zhí)行以來，國(guó)內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有了顯著變化，企業(yè)規(guī)模效益有了明顯改善，產(chǎn)業(yè)集中度有了一定程度提高。但是，長(zhǎng)期以來困擾中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的散、亂和低水平重復(fù)建設(shè)問題，還沒有從根本上得到解決。多數(shù)企業(yè)家預(yù)計(jì)，在新的汽車產(chǎn)業(yè)政策的鼓勵(lì)下，將會(huì)有越來越多的汽車生產(chǎn)企業(yè)按照市場(chǎng)規(guī)律組成企業(yè)聯(lián)盟，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)和資源共享。</p><p>　　獨(dú)立懸架早期只單純用于轎車上，目前大部分輕型貨車和越野汽車為了提高舒適性也

76、開始采用獨(dú)立懸架，同時(shí)一些中型卡車及客車為了提高駕乘的舒適性和行駛性也開始采用獨(dú)立懸架，在國(guó)外甚至一些輪式工程機(jī)械如吊車和重型卡車也開始采用獨(dú)立懸架。因此對(duì)于獨(dú)立懸架的設(shè)計(jì)技術(shù)，國(guó)內(nèi)外都進(jìn)行了研究，這些研究主要集中在以下幾個(gè)方面：獨(dú)立懸架設(shè)計(jì)方法，獨(dú)立懸架參數(shù)對(duì)汽車行駛平順性的影響；獨(dú)立懸架對(duì)汽車操縱穩(wěn)定性的影響。國(guó)內(nèi)的研究主要表現(xiàn)為：獨(dú)立懸架和轉(zhuǎn)向系的匹配；獨(dú)立懸架與轉(zhuǎn)向橫拉桿長(zhǎng)度和斷開點(diǎn)的確定；懸架彈性元件的設(shè)計(jì)分析；獨(dú)立懸架的優(yōu)化

77、設(shè)計(jì)等。國(guó)外除上述研究外還進(jìn)入了微觀領(lǐng)域的研究，如用原子力學(xué)顯微鏡觀察懸架材料內(nèi)部聚合體的電子轉(zhuǎn)化情況，研究懸架作為彈性介質(zhì)的流變特性等，從而使得獨(dú)立懸架向著智能化，輕量化，小型化，通用化方向發(fā)展。同時(shí)由于電子，微機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使得獨(dú)立懸架技術(shù)向著半主動(dòng)、主動(dòng)懸架方向發(fā)展。 </p><p>　　非獨(dú)立懸架早期廣泛應(yīng)用于除了轎車以外的其它車型中，由于其可靠性和簡(jiǎn)單的特性，現(xiàn)在還被廣泛的用于轎車的后橋，輕型貨車和越

78、野汽車的后橋，重型貨車的前后橋都采用非獨(dú)立懸架。 </p><p>　　由于汽車行駛的平順性和操縱穩(wěn)定性的要求，具有安全、智能和清潔的綠色智能懸架將是今后汽車后橋的發(fā)展趨勢(shì)。</p><p>　　1.5 課題研究?jī)?nèi)容</p><p>　　本課題是進(jìn)行低速輕型載貨汽車后驅(qū)動(dòng)橋總成的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)出輕型低速載貨汽車后驅(qū)動(dòng)橋總成，包括主減速器、差速器、驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置、橋

79、殼、懸架及減震器等汽車零部件。</p><p>　　第2章 汽車主參數(shù)的總體設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)與設(shè)計(jì)目標(biāo)</p><p>　　為裝載質(zhì)量為2t的輕型貨車匹配差速器，減震器及后懸架等零部件，設(shè)計(jì)任務(wù)中給定的參數(shù)如下表所示：</p><p>　　表2-1 給定設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p>　　2.2

80、 汽車軸數(shù)及驅(qū)動(dòng)形式的選擇</p><p><b>　　2.2.1 軸數(shù)</b></p><p>　　汽車可以有兩軸、三軸、四軸甚至更多的軸數(shù)。影響選取軸數(shù)的因素主要有汽車的總質(zhì)量、道路法規(guī)對(duì)軸載質(zhì)量的限制和輪胎的負(fù)荷能力以及汽車的結(jié)構(gòu)等。</p><p>　　為了保護(hù)公路，有關(guān)部門制定了道路法規(guī)，對(duì)汽車的軸載質(zhì)量加以限制，包括乘用車以及汽車

81、總質(zhì)量小于19t的公路運(yùn)輸車輛和軸荷不受道路、橋梁限制的不在公路上行駛的車輛，如礦用自卸車等，均采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低廉的兩軸方案。根據(jù)設(shè)計(jì)要求中指出汽車的裝載質(zhì)量為2t，估算出汽車的總質(zhì)量大約在3.8t左右。所以設(shè)計(jì)時(shí)采用兩軸方案。</p><p>　　2.2.2 驅(qū)動(dòng)形式</p><p>　　增加驅(qū)動(dòng)輪數(shù)能夠提高汽車的通過能力，驅(qū)動(dòng)輪數(shù)越多，汽車的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，整備質(zhì)量和制造成本也隨

82、之增加，同時(shí)也使汽車的總體布置工作變得困難、乘用車和總質(zhì)量小些的商用車，多采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低的4×2驅(qū)動(dòng)形式。</p><p>　　由于所要設(shè)計(jì)的汽車總質(zhì)量較小，故采用4×2驅(qū)動(dòng)形式。</p><p>　　2.3 輕型載貨汽車質(zhì)量參數(shù)選擇</p><p>　　汽車的質(zhì)量參數(shù)包括整車整備質(zhì)量m0 ,載客量、裝載質(zhì)量、質(zhì)量系數(shù) ，汽車總質(zhì)量、

83、軸荷分配等。其中裝載質(zhì)量的參數(shù)已給定，即=2t。</p><p>　　2.3.1 整車裝備質(zhì)量</p><p>　　整車裝備質(zhì)量是指車上帶有全部設(shè)備（包括隨車工具，備胎等），加滿燃料，水但是沒有載貨和載人時(shí)的整車質(zhì)量。它是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)指標(biāo)。由于在設(shè)計(jì)方法、產(chǎn)品材料、制造工藝以及道路狀況等方面的不斷完善，汽車的整備質(zhì)量這一設(shè)計(jì)指標(biāo)有不斷減小的趨勢(shì)。因?yàn)檫@樣不僅可以降低造價(jià)，而且是降低汽車

84、使用油耗的重要途徑。</p><p>　　在此，采用后一種設(shè)計(jì)方法，由于質(zhì)量系數(shù)在（0.8-1.1）之間，取，所以t。</p><p>　　2.3.2 汽車的總質(zhì)量</p><p>　　汽車總質(zhì)量是指已裝備完好，裝備齊全并按規(guī)定裝滿客，貨時(shí)的整車質(zhì)量，可按表2-2中所示的公式確定：</p><p>　　表2-2 汽車總質(zhì)量計(jì)算公式<

85、/p><p>　　使用單廂貨車，即駕駛室可乘坐兩人，kg，所以貨車的總質(zhì)量計(jì)算為：t</p><p>　　2.3.3 汽車軸荷分配</p><p>　　汽車的軸荷分配是指汽車在空載或滿載靜止?fàn)顟B(tài)下，各車軸對(duì)支承平面的垂直負(fù)荷，也可以用占空載或滿載總質(zhì)量的百分比來表示。在確定軸荷分配時(shí)還要充分考慮到汽車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及性能要求。設(shè)計(jì)過程中首先考慮貨車后輪采用單胎還是雙胎的問

86、題，由于貨車的總質(zhì)量為ma=3.95t,所以假設(shè)后輪采用單胎時(shí)，則四個(gè)輪胎每個(gè)輪胎承受的靜載荷約為ma=9875kg,而對(duì)于貨車所常用的輪胎中，輪胎所能承受的載荷大都小于9000kg,所以這里采用后輪雙胎的形式。</p><p>　　對(duì)于4×2后輪雙胎平頭式的貨車，它的軸荷分配范圍如下表所示：</p><p>　　表2-3 4×2后輪雙胎平頭形式的貨車軸荷分配范圍&l

87、t;/p><p>　　表2-4 設(shè)計(jì)貨車軸荷分配</p><p>　　由此可以得出單側(cè)后輪的負(fù)荷為: t</p><p>　　2.4 汽車軸距、后輪距及懸架長(zhǎng)度設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.4.1 軸距</b></p><p>　　由轉(zhuǎn)向中心O到外轉(zhuǎn)向輪與地

88、面接觸點(diǎn)的距離稱為汽車轉(zhuǎn)彎半徑R。轉(zhuǎn)彎半徑越小，則汽車轉(zhuǎn)向所需場(chǎng)地就越小。由圖可知，當(dāng)外轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角達(dá)到最大值時(shí)，轉(zhuǎn)彎半徑R為最小。在圖示的理想情況下，最小轉(zhuǎn)彎半徑與外轉(zhuǎn)向輪最大偏轉(zhuǎn)角關(guān)系：</p><p>　　初選汽車的軸距為：L=3400mm，而外轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角的最大值一般取</p><p>　　根據(jù)汽車標(biāo)準(zhǔn)，最小轉(zhuǎn)彎半徑要大于6.25m，才能滿足汽車行駛的穩(wěn)定性。</p>

89、<p>　　所以，計(jì)算出最小轉(zhuǎn)彎半徑為：= 6.61m > 6.25m</p><p>　　圖2-1 理想的內(nèi)、外轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向角間的關(guān)系</p><p>　　滿足最小轉(zhuǎn)彎半徑的要求，所以取汽車的軸距為L(zhǎng)=3400mm。</p><p>　　2.4.2 后輪距</p><p>　　汽車輪距B對(duì)汽車的總寬、總質(zhì)量、橫向穩(wěn)定性和

90、機(jī)動(dòng)性都有較大的影響。輪距愈大，則懸架的角剛度愈大，汽車的橫向穩(wěn)定性愈好，車廂內(nèi)橫向空間也愈大。但輪距也不宜過大，輪距須與汽車的總寬相適應(yīng)。否則，會(huì)使汽車的總寬和總質(zhì)量過大。必設(shè)計(jì)時(shí)依然可以通過內(nèi)、外轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向角間的關(guān)系來初選出輪距。如圖2-1，兩軸汽車在轉(zhuǎn)向時(shí)，若不考慮輪胎的側(cè)向偏離，則為了滿足內(nèi)外轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向角間的匹配應(yīng)保證當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，全部車輪繞同一瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)，各車輪只有滾動(dòng)而無 側(cè)滑的要求其內(nèi)、外轉(zhuǎn)向輪理想的轉(zhuǎn)角關(guān)系如圖

91、2-1所示，由下式?jīng)Q定：</p><p>　　其中選取內(nèi)輪最大轉(zhuǎn)角 ，選取外輪最大轉(zhuǎn)角，已知軸距L=3400mm ，計(jì)算出 K ,K =1027mm 。由于前輪為轉(zhuǎn)向輪，即前輪兩轉(zhuǎn)向主銷中心線與地面交點(diǎn)間的距離為K=1027mm ，而輪距一般都比K大，所以后輪距取為:B=1470mm </p><p>　　2.4.3 汽車后懸架長(zhǎng)度</p><p>　　汽車的外廓

92、尺寸包括其總長(zhǎng)、總寬、總高。它應(yīng)根據(jù)汽車的類型、用途、承載量、 道路條件、結(jié)構(gòu)選型與布置以及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)限制等因素來確定。GB1589-79對(duì)汽車外廓尺寸界限做了規(guī)定，總高不大于4m，總寬（不包括后視鏡）不大于2.5m；外開窗，后視鏡等突出部分寬250mm?？傞L(zhǎng)：貨車及越野車不大于12m；一般大客車不大于12m，鉸接式大客車不大于18m；牽引車帶半掛車不大于16m，汽車拖帶掛車不大于20m，掛車長(zhǎng)度不大于8m。</p>

93、<p>　　參考同類車型，輕型貨車解放 CA1041，取后懸架長(zhǎng)度為：</p><p><b>　　mm</b></p><p>　　第3章 后橋主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　3.1懸架的的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　3.1.1懸架的的結(jié)構(gòu)形式分類</p><p>　　懸

94、架可分為非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架兩類。非獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是左、右車輪用一根整體軸連接，再經(jīng)過懸架與車架（或車身）連接；獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是左、右車輪通過各自的懸架與車架（或車身）連接。</p><p><b>　　a)</b></p><p><b>　　b)</b></p><p>　　a)非獨(dú)立懸架 b)獨(dú)立懸架<

95、;/p><p>　　圖3-1 懸架的結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)圖</p><p>　　以縱置鋼板彈簧為彈性元件兼作導(dǎo)向裝置的非獨(dú)立懸架，其主要優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，維修方便，工作可靠。缺點(diǎn)是：由于整車布置上的限制，鋼板彈簧不可能有足夠的長(zhǎng)度（特別是前懸架），使之剛度較大，所以汽車平順性較差；簧下質(zhì)量大；在不平路面上行駛時(shí)，左、右車輪相互影響，并使車軸（橋）和車身傾斜；當(dāng)兩側(cè)車輪不同步跳動(dòng)時(shí)，車輪會(huì)左、

96、右搖擺使前輪容易產(chǎn)生敗陣；前輪跳動(dòng)時(shí)，懸架易于轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉；當(dāng)汽車直線行駛在凹凸不平的路段上時(shí)，由于左右兩側(cè)車輪反向跳動(dòng)或只有一側(cè)車輪跳動(dòng)時(shí)，不僅車輪外傾角有變化，還會(huì)產(chǎn)生不利的軸轉(zhuǎn)向特性；汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，離心力也會(huì)產(chǎn)生不利的軸轉(zhuǎn)向特性；車軸（橋）上方 要求有與彈簧行程相適應(yīng)的空間。這種懸架主要用在總質(zhì)量大些的商用車前、后懸架以及某些乘用車的后懸架上。縱置板簧式非獨(dú)立懸架的優(yōu)點(diǎn)：由于鋼板彈簧本身可兼起導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用，并有一定

97、的減振作用，使得懸架的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。因而在非獨(dú)立懸架中大多數(shù)采用鋼板彈簧作為彈性元件。結(jié)合本設(shè)計(jì)是研究輕型貨車，在后懸架的選擇時(shí)，對(duì)舒適性的要求不高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于布置，故后懸架采用縱置板簧式非獨(dú)立懸架。</p><p>　　3.2 懸架主要參數(shù)的確定</p><p>　　3.2.1 影響平順性的參數(shù)</p><p>　　為了求出前后懸架的垂直剛度，必須先求出前

98、懸架的簧載質(zhì)量。而可以通過滿載時(shí)前后輪的軸荷減去后懸架非簧載質(zhì)量得到。即：</p><p><b>　　(3-1)</b></p><p><b>　　式中 —后輪軸荷</b></p><p><b>　　—后輪非簧載質(zhì)量</b></p><p>　　為了獲得良好的平順性和操

99、縱性，非簧載質(zhì)量應(yīng)盡量小些。根據(jù)同類車型類比，取前懸架的非簧載質(zhì)量為50kg，后懸架的非簧載質(zhì)量為100kg。</p><p>　　根據(jù)數(shù)據(jù)代入式3-1得出：</p><p>　　t=1.23375t</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式可以得出后懸架的剛度為：</p><p>　　N/mm </p><p>　

100、　式中 n—滿載時(shí)汽車后懸架偏頻，取n=2.1Hz。</p><p>　　3.2.2 影響操縱穩(wěn)定性的參數(shù)</p><p>　　后懸架鋼板彈簧的側(cè)傾角剛度,首先繪出鋼板彈簧懸架在側(cè)傾時(shí)的側(cè)傾中心示意圖，如圖3-3所示。</p><p>　　(3-2)

101、 </p><p>　　式中 M—懸架抵抗側(cè)傾的彈性恢復(fù)力矩，它與車身所受側(cè)傾力矩等值異號(hào)；</p><p>　　—鋼板彈簧垂直剛度；</p><p>　　—兩側(cè)鋼板彈簧的中心距。</p><p>　　圖3-3 非獨(dú)立懸架側(cè)傾中心示意圖</p><p>　　前面已經(jīng)求

102、出鋼板彈簧的垂直剛度為N/mm；兩側(cè)鋼板彈簧的中心距為：mm；代入上式求出鋼板彈簧的側(cè)傾角剛度為：</p><p><b>　　N/mm</b></p><p>　　3.3 鋼板彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　3.3.1 鋼板彈簧的布置方案</p><p>　　縱置鋼板彈簧能傳遞各種力和力矩，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故在汽

103、車上得到廣泛的應(yīng)用。采用縱置對(duì)稱式鋼板彈簧。</p><p>　　3.3.2 鋼板彈簧主要參數(shù)確定</p><p>　　在進(jìn)行鋼板彈簧計(jì)算之前，已知下列初始條件。</p><p>　　a,單個(gè)鋼板彈簧所受的負(fù)荷：</p><p><b>　　t</b></p><p><b>　　N&

104、lt;/b></p><p>　　b,后懸架的靜撓度和動(dòng)撓度為：</p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　c,汽車的軸距為：</b></p><p><b>　　L=3400mm </b></p><p><b&

105、gt;　?。?）滿載弧高</b></p><p>　　滿載弧高fa是指鋼板彈簧裝到車軸（橋）上汽車滿載時(shí)鋼板彈簧主片上表面與兩端（不包括卷耳孔半徑）連線間的最大高度差，如圖3-4所示，用來保證汽車具有給定的高度。當(dāng)時(shí)，鋼板彈簧在對(duì)稱的位置上工作。考慮到使用期間鋼板彈簧塑性變形的影響和為了在車架高度已限定時(shí)能得到足夠的動(dòng)撓度值，常取，這里取mm。</p><p>　　圖3-4

106、鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高</p><p>　　鋼板彈簧長(zhǎng)度L的確定</p><p>　　鋼板彈簧長(zhǎng)度 L 是指彈簧伸直后兩卷耳中心之間的距離。增加鋼板彈簧長(zhǎng)度 L 能顯著降低彈簧應(yīng)力，提高使用壽命；降低彈簧剛度，改善汽車行駛平順性；在垂直剛度給定的條件下，又能明顯增加鋼板彈簧的縱向角剛度。鋼板彈簧的縱向角剛度系指鋼板彈簧產(chǎn)生單位縱向轉(zhuǎn)角時(shí)，作用到鋼板彈簧上的縱向力矩值。增大鋼板彈簧

107、縱向角剛度的同時(shí)，能減少車輪扭轉(zhuǎn)力矩所引起的彈簧變形；選用長(zhǎng)些的鋼板彈簧，會(huì)在汽車上布置時(shí)產(chǎn)生困難。原則上，在總布置可能的條件下，應(yīng)盡可能將鋼板彈簧取長(zhǎng)些。一般在下列范圍內(nèi)選用鋼板彈簧的長(zhǎng)度：乘用車軸距；貨車前懸架，軸距，后懸架：軸距。</p><p>　　這里選取后懸架的鋼板彈簧長(zhǎng)度為 L=0.4×3400=1360mm 。</p><p>　　鋼板斷面尺寸及片數(shù)的確定<

108、/p><p>　　a，鋼板斷面寬度確定</p><p>　　有關(guān)鋼板彈簧的剛度,強(qiáng)度等,可按等截面簡(jiǎn)支梁的計(jì)算公式計(jì)算，但需引入撓度增大系數(shù)加以修正。因此，可根據(jù)修正后的簡(jiǎn)支梁公式計(jì)算鋼板彈簧所需要的總慣性矩 。對(duì)于對(duì)稱鋼板彈簧有：</p><p><b>　　(3-3)</b></p><p>　　式中 s—U形螺栓中心

109、距（mm）；</p><p>　　k—考慮U形螺栓夾緊彈簧后的無效長(zhǎng)度系數(shù)（剛性夾緊：取k=0.5。撓性夾緊：取k=0)；</p><p>　　c—鋼板彈簧的垂直剛度（N/mm）,；</p><p>　　—撓度增大系數(shù)（先確定與主片等長(zhǎng)的重疊片數(shù)，再估計(jì)一個(gè)總片數(shù),求的 ,然后用初定）；</p><p>　　E—材料的彈性模量