机场牵引车驱动桥的设计(附件)
驱动桥是机场行李牵引车的核心部分，一辆可靠的牵引车可以提高机场的工作效率，利于应对机场日益繁忙的人流量、物流量。本设计首先通过对驱动桥总成及工作原理分析，确定了主减速器、差速器、半轴以及桥壳的结构方案。然后通过设计计算确定主减速比、轮齿计算载荷、齿轮几何尺寸以及差速器，半轴和桥壳及其强度的校核。最后通过pro/e对牵引车驱动桥的零部件进行3D建模和虚拟匹配，并导出零部件的2D工程图。本设计虽然只停留于纸面的设计计算和三维建模阶段，但对于现在机场牵引车驱动桥的设计依然具有一定的参考价值。关键词 牵引车，驱动桥，pro/e目 录
1 绪论 1
1.1 课题的研究背景及意义 1
1.2 国内外驱动桥技术的研究现状 1
1.3 本文的主要研究内容 4
2 驱动桥总成的选型设计 4
2.1 驱动桥总成概述 4
2.2 选择主减速器结构形式 5
2.3 差速器结构方案的确定 6
2.4 选择半轴结构 7
2.5 选择桥壳的形式 7
3 主减速器设计计算 8
3.1 主减速比的确定 8
3.2 齿轮计算载荷的确定 9
3.3 选定齿轮的参数 11
3.4 主减速器齿轮几何尺寸计算 14
3.5 齿轮强度校核 15
3.6 主减速器润滑 18
4 驱动桥其它零部件的设计计算 19
4.1 差速器设计计算 19
4.2 半轴设计计算 24
4.3 桥壳设计计算 29
5 驱动桥零部件的2D、3D模型与虚拟装配 31
5.1 驱动桥零部件3D建模 31
5.2 驱动桥的虚拟装配 33
5.3 驱动桥零部件的2D工程图创建 34
结论 37
致谢 38
参考文献 39
1 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
进入21世纪后，随着科学技术的突飞猛进，车辆制造企业的生产水平也水
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/> 5.1 驱动桥零部件3D建模 31
5.2 驱动桥的虚拟装配 33
5.3 驱动桥零部件的2D工程图创建 34
结论 37
致谢 38
参考文献 39
1 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
进入21世纪后，随着科学技术的突飞猛进，车辆制造企业的生产水平也水 涨船高，汽车企业也不断向着三化（零件标准化、产品系列化、部件通用化）的 方向和生产管理专业化的目标进步，不论是驱动桥的设计还是制造水平都飞速提 升，驱动桥在汽车企业的设计制造中占有重要地位。中国是发展中国家的领头羊， 经济发展蒸蒸日上，随着国民生活水平的提高，对快捷出行的需求也越来越大， 相应的机场客流也屡创新高。对机场日益增加的货物吞吐量，对高性能行李牵引 车的需求也日益增强。欧美的机场行李牵引车发展历史悠久，技术水平遥遥领先， 但高昂的价格并不符合国内机场行李牵引车巨大需求量的实际。国内机场行李牵 引车厂家发展起步较晚，但积极引进国外先进技术，推出了价格相对低廉的国产 行李牵引车，能够满足国内巨大的需求量。
在改革开放后的数十年中，中国的汽车工业基础还是较为薄弱，只能集中力 量研发客、货车及一些各行各业急需的重型工程车辆，特别是如今国内二三线城 市机场的逐渐普及，使得国内对机场行李牵引车的需求越来越大，与其大量进口 国外品牌，更应该大力发展国内该行业。机场行李牵引车的生产要考虑诸多因素， 要选择合适的传动比和档位数，来保证其动力性和经济性，这是我们首先要考虑 的。驱动桥是汽车设计中的重要组成部分，其主要位于车辆动力传动的末端部分， 主要功能有：变化动力的传动方向，这主要是利用主减速器的圆锥齿轮副实现； 确保两侧车轮能在转速存在差异时同时转向，这主要是利用差速器的功用；承受 并传递力的作用，主要利用驱动桥的桥壳和车辆来实现；降低动力转速同时增大 动力输出时的转矩，这主要利用主减速器、左右半轴、包括差速器等部分来实现。 由此可知，驱动桥的设计对于机场行李牵引车来说是至关重要的。
1.2 国内外驱动桥技术的研究现状
国内外驱动桥技术都在不断创新中，就机场牵引车的驱动桥技术方面，国内 的发展现状还是落后于西方发达国家的。
国外驱动桥设计领域也表现出了很多新的技术特征：（1）为了对转向控制 系统的操作更简单高效，而大力使用传感技术，提升机电液一体化的水平；（2） 为了整机在特殊工况下工作效率的提高，使用更先进的液压差速锁和防滑差速器 技术；（3）为使制动系统获得较长结构寿命、防爆、较小噪音以及不用维护等新特性，加大使用湿式制动的力度；（4）为提升生产效率，满足市场多变的需求，进一步加快产品的模块化、系列化进程；（5）为使转向机构构造更加紧凑、转向时可靠灵活。普遍使用中置式的转向油缸；（6）为缩小体积，提高安全性能，将行车、驻车制动集于一体；（7）进一步优化驱动桥的壳体设计，简化结构，提高承载能力，这主要通过三维制图以及有限元分析等技术手段来实现 [4]。
外国的机场行李牵引车的发展历史比国内悠久，技术水平也更高，其中，日 本的机场牵引车技术更具有目前世界最先进的技术水平。以日本日产株式会社的 KMII型内燃牵引车为例，该车以柴油发动机作为动力；传动系采用液力传动，自动变速；制动系统为前后四轮液压行车制动，作用于驱动轮的机械式驻车制动； 转向系统采用液压助力式转向，由转向油泵驱动液压油作用于循环球式机械转向 器辅助转向；转向桥为独立悬臂式悬架，采用螺旋弹簧加筒式液压减震器减震； 驱动桥采用多片式钢板弹簧加筒式液压减震器减震。此系列牵引车动力强劲、性 能卓越、结构紧凑、造型美观，具有操作简便、转向轻便、驾乘舒适、工作安全 以及维修率低、劳动强度低、作业效率高等优点，能广泛运用于车站、机场、港 口、仓库等场所的牵引作业。KMII型内燃牵引车的传动系统也值得后来设计者 的借鉴：
（3）车辆行驶平顺性：由于采用了电控液方式调节车速，KM型牵引车变速时平顺性良好，运行状态平稳，无机械离合器常发生的接合不平稳、分离不彻底、 抖动和打滑现象，更无换档时的异响；变速箱齿轮啮合灵便，不会产生乱档和自 动跳挡现象。
转向系统：
（3）液压油既可作动力辅助转向，同时可以作为蜗轮蜗杆的润滑油，使得车 辆转向轻便灵活，无任何阻滞现象，大大降低驾驶员的操作强度。
具体车辆如下图1.1所示。
图1.1 QCD30 KMII型 内燃牵引车
就目前国内驱动桥设计生产企业发展情况来看，也呈现出了很多鲜明的产业 特点：（1）从单纯进口国外先进的产品，转向对外国技术国产化的摸索；（2） 从小作坊的小打小闹，转向正规化企业生产；（3）从单一的低端产品，转向高端产品的同步发展
1 绪论 1
1.1 课题的研究背景及意义 1
1.2 国内外驱动桥技术的研究现状 1
1.3 本文的主要研究内容 4
2 驱动桥总成的选型设计 4
2.1 驱动桥总成概述 4
2.2 选择主减速器结构形式 5
2.3 差速器结构方案的确定 6
2.4 选择半轴结构 7
2.5 选择桥壳的形式 7
3 主减速器设计计算 8
3.1 主减速比的确定 8
3.2 齿轮计算载荷的确定 9
3.3 选定齿轮的参数 11
3.4 主减速器齿轮几何尺寸计算 14
3.5 齿轮强度校核 15
3.6 主减速器润滑 18
4 驱动桥其它零部件的设计计算 19
4.1 差速器设计计算 19
4.2 半轴设计计算 24
4.3 桥壳设计计算 29
5 驱动桥零部件的2D、3D模型与虚拟装配 31
5.1 驱动桥零部件3D建模 31
5.2 驱动桥的虚拟装配 33
5.3 驱动桥零部件的2D工程图创建 34
结论 37
致谢 38
参考文献 39
1 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
进入21世纪后，随着科学技术的突飞猛进，车辆制造企业的生产水平也水
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
/> 5.1 驱动桥零部件3D建模 31
5.2 驱动桥的虚拟装配 33
5.3 驱动桥零部件的2D工程图创建 34
结论 37
致谢 38
参考文献 39
1 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
进入21世纪后，随着科学技术的突飞猛进，车辆制造企业的生产水平也水 涨船高，汽车企业也不断向着三化（零件标准化、产品系列化、部件通用化）的 方向和生产管理专业化的目标进步，不论是驱动桥的设计还是制造水平都飞速提 升，驱动桥在汽车企业的设计制造中占有重要地位。中国是发展中国家的领头羊， 经济发展蒸蒸日上，随着国民生活水平的提高，对快捷出行的需求也越来越大， 相应的机场客流也屡创新高。对机场日益增加的货物吞吐量，对高性能行李牵引 车的需求也日益增强。欧美的机场行李牵引车发展历史悠久，技术水平遥遥领先， 但高昂的价格并不符合国内机场行李牵引车巨大需求量的实际。国内机场行李牵 引车厂家发展起步较晚，但积极引进国外先进技术，推出了价格相对低廉的国产 行李牵引车，能够满足国内巨大的需求量。
在改革开放后的数十年中，中国的汽车工业基础还是较为薄弱，只能集中力 量研发客、货车及一些各行各业急需的重型工程车辆，特别是如今国内二三线城 市机场的逐渐普及，使得国内对机场行李牵引车的需求越来越大，与其大量进口 国外品牌，更应该大力发展国内该行业。机场行李牵引车的生产要考虑诸多因素， 要选择合适的传动比和档位数，来保证其动力性和经济性，这是我们首先要考虑 的。驱动桥是汽车设计中的重要组成部分，其主要位于车辆动力传动的末端部分， 主要功能有：变化动力的传动方向，这主要是利用主减速器的圆锥齿轮副实现； 确保两侧车轮能在转速存在差异时同时转向，这主要是利用差速器的功用；承受 并传递力的作用，主要利用驱动桥的桥壳和车辆来实现；降低动力转速同时增大 动力输出时的转矩，这主要利用主减速器、左右半轴、包括差速器等部分来实现。 由此可知，驱动桥的设计对于机场行李牵引车来说是至关重要的。
1.2 国内外驱动桥技术的研究现状
国内外驱动桥技术都在不断创新中，就机场牵引车的驱动桥技术方面，国内 的发展现状还是落后于西方发达国家的。
国外驱动桥设计领域也表现出了很多新的技术特征：（1）为了对转向控制 系统的操作更简单高效，而大力使用传感技术，提升机电液一体化的水平；（2） 为了整机在特殊工况下工作效率的提高，使用更先进的液压差速锁和防滑差速器 技术；（3）为使制动系统获得较长结构寿命、防爆、较小噪音以及不用维护等新特性，加大使用湿式制动的力度；（4）为提升生产效率，满足市场多变的需求，进一步加快产品的模块化、系列化进程；（5）为使转向机构构造更加紧凑、转向时可靠灵活。普遍使用中置式的转向油缸；（6）为缩小体积，提高安全性能，将行车、驻车制动集于一体；（7）进一步优化驱动桥的壳体设计，简化结构，提高承载能力，这主要通过三维制图以及有限元分析等技术手段来实现 [4]。
外国的机场行李牵引车的发展历史比国内悠久，技术水平也更高，其中，日 本的机场牵引车技术更具有目前世界最先进的技术水平。以日本日产株式会社的 KMII型内燃牵引车为例，该车以柴油发动机作为动力；传动系采用液力传动，自动变速；制动系统为前后四轮液压行车制动，作用于驱动轮的机械式驻车制动； 转向系统采用液压助力式转向，由转向油泵驱动液压油作用于循环球式机械转向 器辅助转向；转向桥为独立悬臂式悬架，采用螺旋弹簧加筒式液压减震器减震； 驱动桥采用多片式钢板弹簧加筒式液压减震器减震。此系列牵引车动力强劲、性 能卓越、结构紧凑、造型美观，具有操作简便、转向轻便、驾乘舒适、工作安全 以及维修率低、劳动强度低、作业效率高等优点，能广泛运用于车站、机场、港 口、仓库等场所的牵引作业。KMII型内燃牵引车的传动系统也值得后来设计者 的借鉴：
（3）车辆行驶平顺性：由于采用了电控液方式调节车速，KM型牵引车变速时平顺性良好，运行状态平稳，无机械离合器常发生的接合不平稳、分离不彻底、 抖动和打滑现象，更无换档时的异响；变速箱齿轮啮合灵便，不会产生乱档和自 动跳挡现象。
转向系统：
（3）液压油既可作动力辅助转向，同时可以作为蜗轮蜗杆的润滑油，使得车 辆转向轻便灵活，无任何阻滞现象，大大降低驾驶员的操作强度。
具体车辆如下图1.1所示。
图1.1 QCD30 KMII型 内燃牵引车
就目前国内驱动桥设计生产企业发展情况来看，也呈现出了很多鲜明的产业 特点：（1）从单纯进口国外先进的产品，转向对外国技术国产化的摸索；（2） 从小作坊的小打小闹，转向正规化企业生产；（3）从单一的低端产品，转向高端产品的同步发展
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