15噸級重型貨車驅動橋設計開題報告

畢業(yè)設計（論文）開題報告 設計（論文）題目: 重型貨車驅動橋設計 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學院 專 業(yè) 班 級: 學 生 姓 名: 導 師 姓 名: 開 題 時 間: 指導委員會審查意見： 簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）開題報告 學生姓名 系部 汽車與交通工 程學院 專業(yè)、班級 指導教師姓名 職稱 講師 從事 專業(yè) 車輛工程 題目名稱 重型貨車驅動橋設計 一、課題研究現狀、選題目的和意義 1、選題目的：本設計課題是重型載貨汽車驅動橋的設計。驅動橋作為汽車四大總成之一，它的性能的好壞直接影響整車性能，而對于載重汽車顯得尤為重要。當采用大功率發(fā)動機輸出大的轉矩以滿足目前載重汽車的快速、重載的高效率、高效益的需要時，必須要搭配一個高效、可靠的驅動橋。所以設計出結構簡單、工作可靠、造價低廉的驅動橋，能大大降低整車生產的總成本，推動汽車經濟的發(fā)展。 2、選題意義：汽車驅動橋位于傳動系的末端，其基本功用是增大由傳動軸或直接從變速器傳來的轉矩，將轉矩合理的分配給左、右驅動車輪具有汽車行駛運動學所要求的差速功能；同時，驅動橋還要承受作用于路面和車架或車廂之間的鉛垂力、縱向力和橫向力。 驅動橋一般由主減速器，差速器，驅動車輪的傳動裝置和橋殼組成。 汽車傳動系總任務是傳遞發(fā)動機的動力，使之適應于汽車行駛的需要。在一般汽車的機械式傳動中，有了變速器還不能完全解決發(fā)動機特性與汽車行駛要求間的矛盾和結構布置上的問題。首先是因為絕大多數的發(fā)動機在汽車上是縱向安置的，為使其轉矩能傳給左、右驅動橋的主減速器來改變轉矩的傳遞方向，同時還得有驅動橋的差速器來解決左、右驅動車輪間的轉矩分配問題和差速要求。其次是因為變速器的主要任務僅在于通過選擇適當的檔位數及各檔傳動比，以使內燃機的轉矩—轉速特性能適應汽車在各種行駛阻力下對動力性與經濟性的要求，而驅動橋主減速器的功用則在于當變速器處于最高檔位時，使汽車有足夠的牽引力、適當的最高車速和良好的燃料經濟性。 對于重型載貨汽車來說，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(fā)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。隨著目前國際上石油價格的上漲，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，對于載貨汽車，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一個法寶。為了降低油耗，不僅要在發(fā)動機的環(huán)節(jié)上節(jié)油，而且也需要從傳動系中減少能量的損失。這就必須在發(fā)動機的動力輸出之后，在從發(fā)動機—傳動軸—驅動橋這一動力輸送環(huán)節(jié)中尋找減少能量在傳遞的過程中的損失。在這一環(huán)節(jié)中，發(fā)動機是動力的輸出者，也是整個機器的心臟，而驅動橋則是將動力轉化為能量的最終執(zhí)行者。因此，在發(fā)動機相同的情況下，采用性能優(yōu)良且與發(fā)動機匹配性比較高的驅動橋便成了有效節(jié)油的措施之一。所以設計新型的驅動橋成為新的課題。 3、研究現狀，國內外背景及發(fā)展趨勢：由于設計的是重型載貨汽車的后驅動橋，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，驅動車輪都屬于簧下質量。 ? 驅動橋的結構形式有多種，基本形式有三種如下： ?? 1)中央單級減速驅動橋。此是驅動橋結構中最為簡單的一種，是驅動橋的基本形式， 在載重汽車中占主導地位。一般在主傳動比小于6的情況下，應盡量采用中央單級減速驅動橋。目前的中央單級減速器趨于采用雙曲線螺旋傘齒輪，主動小齒輪采用騎馬式支承， 有差速鎖裝置供選用。 ? 2)中央雙級驅動橋。在國內目前的市場上，中央雙級驅動橋主要有2種類型：一類如伊頓系列產品，事先就在單級減速器中預留好空間，當要求增大牽引力與速比時，可裝入圓柱行星齒輪減速機構，將原中央單級改成中央雙級驅動橋，這種改制“三化”（即系列化，通用化，標準化）程度高， 橋殼、主減速器等均可通用，錐齒輪直徑不變；另一類如洛克威爾系列產品，當要增大牽引力與速比時，需要改制第一級傘齒輪后，再裝入第二級圓柱直齒輪或斜齒輪，變成要求的中央雙級驅動橋，這時橋殼可通用，主減速器不通用， 錐齒輪有2個規(guī)格。 ?? 由于上述中央雙級減速橋均是在中央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(fā)展，而是作為某一特殊考慮而派生出來的驅動橋存在。 ? 3)中央單級、輪邊減速驅動橋。輪邊減速驅動橋較為廣泛地用于油田、建筑工地、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，二級減速橋主減速器減速速比小，主減速器總成相對較小，橋包相對減小，因此離地間隙加大，通過性好。該系列橋總成主要用于公路運輸，以及石油、工礦、林業(yè)、野外作業(yè)和部隊等領域。單級橋由主減速器一級減速，橋包尺寸大，離地間隙小，相對雙級橋而言，其通過性較差，主要用于公路運輸車輛。 ? 單級減速驅動橋制造工藝簡單，成本較低，是驅動橋的基本類型，在重型汽車上占有重要地位。與帶輪邊減速器的驅動橋相比，由于產品結構簡化，單級減速驅動橋機械傳動效率提高，易損件減少，可靠性提高。 二、設計（論文）的基本內容、擬解決的主要問題 汽車工業(yè)一直是CAD／CAM／CAE系統應用的先鋒，應用AUTOCAD軟件對重型驅動橋進行設計，使其結構更合理，同時可以鍛煉使用工具軟件的能力，提高綜合設計的能力，還可以培養(yǎng)正確的研究方法、理論聯系實際的工作作風、嚴肅求實的學習態(tài)度，擬解決的主要問題： （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）主減速器的參數選擇與設計計算 （3）差速器的設計與計算 （4）半軸的設計與計算 （5）驅動橋橋殼的設計 （6）CAD繪制裝配圖、零件圖。 三、技術路線（研究方法） 搜索相關資料，了解重型貨車驅動橋構造 根據標準進行減速器、差速器、半軸、驅動橋殼 的結構形式選擇 對主減速器、差速器、半軸、驅動橋橋殼的參數進行計算 使用AUTOCAD軟件，繪制各零部件的草圖 初步審核，查找不足之處，修改設計方案 再次復核，最終確定設計方案，完成設計 四、進度安排 （1） 第1、2周調研、資料收集，完成開題報告 （2） 第3周研究重型貨車驅動橋和主減速器、差速器、半軸、驅動橋橋殼的結構形式選擇 （3） 第4周對所收集的材料進行整理，完成主減速器、差速器、半軸、驅動橋橋殼的參數計算 （4） 第5-6周開始用軟件進行繪圖撰寫說明書 （5） 第7-10周完善設計內容，并完成大部分圖紙 （6） 第11-13周完成主要設計，進行預答辯 （7） 第14-16周設計說明書修改及完善 （8） 第17周畢業(yè)設計答辯 五、參考文獻 [1] 李萬敏,李延彬. 重型載貨車驅動橋殼有限元分析[J]. 吉首大學學報(自然科學版) , 2009, (03) [2] 楊波,羅金橋.基于ANSYS的汽車驅動橋殼的有限元分析[J]. CAD/CAM與制造業(yè)信息化,2005, (09) [3] 石光林,王鎮(zhèn)江,王海波. ZL50型輪式裝載機沖焊結構驅動橋殼有限元分析[J]. 工程機械,2008, (09) [4] 姜武華, 李強. 基于ANSYS重型商用車驅動橋殼有限元分析[J]. 機械 , 2007, (11) [5] Ji Won Yoon, Tae Won Park et al. Dynamic simulation of the Power Shift Drive (PSD)-Axle in the Forklift. International Conference on Computational&Experimental Engineering and Sciences, 2009,11(33), 73-74 [6] 蘇丹,趙宏梅. 驅動橋集成建模方法的研究[J] . 機械設計與制造, 2010 , (1) [7] Yan-qun Huang ,Ming Han , Run-hao Zheng ,Xiao-ming Wu. Mechanical Model and Finite Element Analysis of the Loader Drive Axle Housing in Typical Operating Conditions. International Conference on Electrical and Control Engineering , 2010,(6) [8] 徐東云,殷琳,熊毅. 輪式裝載機驅動橋殼體類零件的損傷與修復 [J]. 工程機械,2007,38(1) [9] 金建國,周明華,鄔學軍. 參數化設計總數[J]. 計算機工程與應用,2003,(7) [10] 陳效華,余劍飛等. 驅動橋智能化建陵系統中關鍵技術的詳細設計[J]. 汽車工程,2003,(9) [11] 石蜂等. 參數化CAD系統的關鍵技術研究[J]. 工程圖學學報[J],2001 [12] 褚志剛等．汽車驅動橋殼破壞機理分析研究叨．設計與計算，2001(6)：29-33． [13] 陳效華．驅動橋集成建模系統概要設計[J]．汽車工程，2003，25(1)：39-42． [14] 陳效箏．基于有限元方法的微型汽車驅動橋結構分析[J].中國制造業(yè)，2003，32(4)：65-67． [15] 李紅淵,李萍鋒. 載重汽車驅動橋主減速器設計[J] . 農業(yè)裝備與車輛工程, 2009 , (10) [16] 劉惟信. 汽車車橋設計(汽車設計叢書)[M]. 北京：清華大學出版社．2004 [17] 王鐵等．輪式工程機械驅動橋主減速器齒輪的可靠性優(yōu)化設計[J]．機械設計與制造，2003(4) 六、備注 指導教師意見： 簽字： 年 月 日