BM—4010PD萬達(dá)載貨汽車后驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)

BM—4010PD萬達(dá)載貨汽車后驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì),bm,pd,載貨,汽車,驅(qū)動(dòng),設(shè)計(jì) 車后橋殼的分析研究 江鈴汽車公司技術(shù)中心 蔡志武 史英明 2005-5-13 e-works ?? 本文針對(duì)某型車的引進(jìn)吸收開發(fā)過程中，其海南路試發(fā)現(xiàn)后橋存在的局部強(qiáng)度不足的情況，用ANSYS有限元分析系統(tǒng)對(duì)其后橋殼進(jìn)行了計(jì)算分析比較，并優(yōu)化該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。 ??? 為了適應(yīng)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，滿足用戶需求，企業(yè)需要開發(fā)出高品質(zhì)、低價(jià)位的新產(chǎn)品。為此，CAE技術(shù)在汽車產(chǎn)品開發(fā)過程中越來越多地得到開發(fā)人員的應(yīng)用。針對(duì)某型車的引進(jìn)吸收開發(fā)過程中，其海南路試發(fā)現(xiàn)后橋存在的局部強(qiáng)度不足的情況，用ANSYS有限元分析系統(tǒng)對(duì)其后橋殼進(jìn)行了計(jì)算分析比較，并優(yōu)化該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。 ??? 隨著汽車對(duì)安全、節(jié)能、環(huán)保的不斷重視，汽車車后橋作為整車的一個(gè)關(guān)鍵部件，其產(chǎn)品的質(zhì)量對(duì)整車的安全使用及整車性能的影響是非常大的，因而對(duì)汽車車后橋進(jìn)行有效的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算是非常必要的。本文介紹了有限元方法對(duì)某型車后橋殼的分析研究，建立了車后橋殼的有限元計(jì)算模型，并進(jìn)行了多方案的模型計(jì)算分析比較，指出了其結(jié)構(gòu)不足，提出了改進(jìn)建議，為進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了重要理論依據(jù)。 ??? 建立后橋殼的有限元模型 ? ??? 根據(jù)該車后橋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，傳統(tǒng)的車橋有限元簡(jiǎn)化分析一般將重點(diǎn)集中于橋殼分析，該橋殼是鋼板焊接式，由兩根主橋殼對(duì)焊，中段兩側(cè)焊有四塊三角形板，中間兩端與橋后蓋及主減速器殼連接固定。一般其強(qiáng)度問題點(diǎn)發(fā)生的部位如圖1。 圖1 焊接橋殼常見的高應(yīng)力響應(yīng)部位 ??? 本橋殼的G、H點(diǎn)即是平衡桿座板焊接位的應(yīng)力集中問題， E點(diǎn)處在中間相對(duì)水平緩的過度部位，該處往往開大傘齒輪安裝切槽或法籃螺孔，應(yīng)力響應(yīng)也較高，A、B點(diǎn)的高應(yīng)力響應(yīng)對(duì)應(yīng)最大側(cè)向載荷工作情況發(fā)生。 ??? 載荷與約束 　　 ??? 首先對(duì)后橋所受載荷進(jìn)行分析，本分析考慮了兩種工作載荷：一種橋負(fù)荷，分別作用在板簧支座與橋殼聯(lián)接位；另一種載荷為平衡桿在車身發(fā)生傾斜等情況時(shí)產(chǎn)生的抗力。 ????? 圖2 平衡桿模型與抗力?????? 圖3 車身不發(fā)生傾斜時(shí)橋殼應(yīng)力響應(yīng)分布 ??? 計(jì)算結(jié)果分析 ??? 通過FEM對(duì)平衡桿模型有無作用力計(jì)算比較，得出：平衡桿支反力對(duì)橋殼體的影響主要體現(xiàn)在橋殼彎矩的加大。 ???????? 圖4 平衡桿角度為零時(shí)橋殼最大應(yīng)力響應(yīng)? 圖5 橋殼敏感部位局部的計(jì)算結(jié)果 ??? 分析表明，橋殼的高應(yīng)力響應(yīng)點(diǎn)在平衡桿加強(qiáng)板和橋殼焊接結(jié)縫，該點(diǎn)非常接近橋殼對(duì)焊焊縫與琵琶段闊漲段的三角接板對(duì)焊位。從橋殼敏感部位局部的計(jì)算結(jié)果中，可見該段基本上是彎曲工作狀態(tài)。焊點(diǎn)位存在較大的連接力，在橋殼焊縫同一部位的高應(yīng)力響應(yīng)。 ??? 平衡桿支座對(duì)橋殼作用分析 ??? 根據(jù)橋殼有限元初步計(jì)算結(jié)果分析，驗(yàn)證了橋殼問題產(chǎn)生在D F G 位，應(yīng)力響應(yīng)相當(dāng)高。分析發(fā)現(xiàn)了平衡桿支座板焊接部位有高應(yīng)力響應(yīng)等情況，判斷分析疲勞源有可能先發(fā)生在G點(diǎn)。排除加大橋管根本性改進(jìn)，這樣分析工作重點(diǎn)放在平衡桿支座板和焊接部位結(jié)構(gòu)分析和改進(jìn)上。 ??圖6 支座板與橋殼間焊接點(diǎn)相互傳遞的作用力??????????? 圖7 平衡桿支座高應(yīng)力響應(yīng)分布 ??? 改進(jìn)方案 ?? ??? 綜合上述分析對(duì)支座板結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，去掉原設(shè)計(jì)中向外沿伸的“耳字形”托板，將支座板兩端中部剪為內(nèi)凹入形，以減少焊縫端點(diǎn)的應(yīng)力集中，如圖8所示。 ??? 結(jié)論 ??? 通過對(duì)車后橋殼的改進(jìn)，可以達(dá)到不增加橋殼應(yīng)力響應(yīng)的條件下，有效的壓低焊縫應(yīng)力響應(yīng)，如前期實(shí)驗(yàn)的疲勞源的確發(fā)生在焊縫上，屬于平衡桿支架焊接方面的問題，改進(jìn)方向是盡可能弱化平衡桿支座剛度，降低對(duì)橋殼的附加約束并減小焊縫應(yīng)力響應(yīng)。 湖南科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 機(jī)電工程學(xué) 院 機(jī)械 系（教研室） 系（教研室）主任: （簽名） 年 月 日 學(xué)生姓名: 譚 俊 學(xué)號(hào): 2003181148 專業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 1 設(shè)計(jì)（論文）題目及專題： BM—4010PD萬達(dá)載貨汽車后驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 2 學(xué)生設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間： 自 3 月 1 日開始至 5 月 31 日止 3 設(shè)計(jì)（論文）所用資源和參考資料：[1] GB18320-2001，農(nóng)用運(yùn)輸車 安全技術(shù)條件 [S]． [2] 王望予．汽車設(shè)計(jì)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005． [3] 劉惟信.汽車設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001. [4] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004，1. [5] 周開勤.機(jī)械零件手冊(cè).北京：高等教育出版社，2001. [6] 溫芳,黃華梁.基于模糊可靠度約束的差速器行星齒輪傳動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].2004.6. [7] 成大先．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（1~4冊(cè)）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1993． 4 設(shè)計(jì)（論文）完成的主要內(nèi)容： 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，并恰當(dāng)?shù)貙⑺峙浣o變速器和驅(qū)動(dòng)橋。 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。提高它們的加工精度、裝配精度，增強(qiáng)齒輪的支承剛度，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。編寫設(shè)計(jì)說明書一份不少于15000字 。 設(shè)計(jì)出小型載貨汽車的驅(qū)動(dòng)橋，包括主減速器、差速器、驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置及橋殼等部件，配合其他同組同學(xué)，協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)車輛的全局。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。 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。 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 5 發(fā)題時(shí)間： 2007 年 3 月 1 日 指導(dǎo)教師： 學(xué) 生 湖南科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度表 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 起止時(shí)間： 學(xué)生： （簽名） 指導(dǎo)教師： （簽名） 系（教研室）主任： （簽名） 時(shí) 間 工 作 內(nèi) 容 備 注 第 1 周至第 4 周 調(diào)研 第 4周至第 5 周 去現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí),收取第一手資料 第 6 周至第 7 周 借閱資料,對(duì)汽車后橋有初步了解 第 7 周至第 8 周 進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 第 9 周至第10 周 繪裝配總圖 第 10 周至第 11 周 繪制零部件裝配圖 第11 周至第 12 周 檢查設(shè)計(jì)步驟和預(yù)期效果 第 13 周至第 14 周 完成所需圖紙,編寫設(shè)計(jì)說明書準(zhǔn)備答辯 湖南科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)人評(píng)語 [主要對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的工作態(tài)度，研究?jī)?nèi)容與方法，工作量，文獻(xiàn)應(yīng)用，創(chuàng)新性，實(shí)用性，科學(xué)性，文本（圖紙）規(guī)范程度，存在的不足等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)] 指導(dǎo)人： （簽名） 年 月 日 指導(dǎo)人評(píng)定成績(jī)： 湖南科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱人評(píng)語 [主要對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的文本格式、圖紙規(guī)范程度，工作量，研究?jī)?nèi)容與方法，實(shí)用性與科學(xué)性，結(jié)論和存在的不足等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)] 評(píng)閱人： （簽名） 年 月 日 評(píng)閱人評(píng)定成績(jī)： 湖南科技大學(xué) 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）書 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題：BM—4010PD萬達(dá)載貨汽車后驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 院(系)、部： 機(jī)電工程學(xué)院 學(xué)生姓名： 譚俊 指導(dǎo)教師： 黃 開 有（副教授） 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 2007年 5月 材料清單 1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)書 2、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 3、中期檢查表 4、指導(dǎo)教師評(píng)閱表 5、評(píng)閱教師評(píng)閱表 6、答辯及最終成績(jī)?cè)u(píng)定表 7、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8、附錄材料 2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)書 院(系)： 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師 黃開有 學(xué)生姓名 譚 俊 課題名稱 BM—4010PD萬達(dá)載貨汽車后驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 內(nèi)容及任務(wù) 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，并恰當(dāng)?shù)貙⑺峙浣o變速器和驅(qū)動(dòng)橋。 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。提高它們的加工精度、裝配精度，增強(qiáng)齒輪的支承剛度，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。 擬達(dá)到的要求或技術(shù)指標(biāo) 設(shè)計(jì)出小型低速載貨汽車的驅(qū)動(dòng)橋，包括主減速器、差速器、驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置及橋殼等部件，配合其他同組同學(xué)，協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)車輛的全局。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。 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。 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 進(jìn)度安排 起止日期 工作內(nèi)容 備注 第1-4周 調(diào)研 第5周 去現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí),收取第一手資料 第6-7周 借閱資料,對(duì)汽車后橋有初步了解 第8周 進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 第9-10周 繪裝配總圖 第11周 繪制零部件裝配圖 第12周 檢查設(shè)計(jì)步驟和預(yù)期效果 第13-14周 完成所需圖紙,編寫設(shè)計(jì)說明書準(zhǔn)備答辯 主要參考資料 [1] GB18320-2001，農(nóng)用運(yùn)輸車 安全技術(shù)條件 [S]． [2] 王望予．汽車設(shè)計(jì)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005． [3] 劉惟信.汽車設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001. [4] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004，1. [5] 周開勤.機(jī)械零件手冊(cè).北京：高等教育出版社，2001. [6] 溫芳,黃華梁.基于模糊可靠度約束的差速器行星齒輪傳動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].2004.6. [7] 成大先．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（1~4冊(cè)）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1993． 教研室 意見 年 月 日 院(系)主管領(lǐng)導(dǎo)意見 年 月 日 湖南科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 （本科2007屆） 學(xué)院（系）: 機(jī)械工程系學(xué)院 專 業(yè) : 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 題 目 : BM—4010PD萬達(dá)載貨汽車 后驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 : 譚 俊 學(xué)號(hào) : 031B1148 指導(dǎo)教師 : 黃開有 職稱： 教 授 2007年 05 月 28 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 1 結(jié)合課題任務(wù)情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫1500～2000字左右的文獻(xiàn)綜述。 在黃教授的精心指導(dǎo)下，我們了解了汽車后橋的概況，作為這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，經(jīng)過前段時(shí)間的努力，了解了一些汽車概況，現(xiàn)作為開題報(bào)告向領(lǐng)導(dǎo)、老師匯報(bào)： 基本概要：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。 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，選出最佳的方案。 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)[1]，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。 設(shè)計(jì)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。提高它們的加工精度、裝配精度，增強(qiáng)齒輪的支承剛度，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。 執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)： 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。 2.要研究或解決的問題、擬采用的方法或技術(shù)路線： 設(shè)計(jì)出小型低速載貨汽車的驅(qū)動(dòng)橋，包括主減速器、差速器、驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置及橋殼等部件，配合其他同組同學(xué)，協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)車輛的全局。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。 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。 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 3.成果預(yù)測(cè)： 在黃教授和中山奧思特汽車機(jī)械廠技術(shù)員以及同學(xué)的精心指導(dǎo)下，通過查閱資料初步預(yù)測(cè)計(jì)算結(jié)果應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，所設(shè)計(jì)選擇的部件滿足設(shè)計(jì)需要，繪制的圖紙規(guī)范準(zhǔn)確，設(shè)計(jì)驗(yàn)算達(dá)到預(yù)期的目的。 4.時(shí)間進(jìn)度計(jì)劃： 第1-4周 調(diào)研 第5周 回校集中實(shí)習(xí)，去現(xiàn)場(chǎng)參觀。 第6-7周 借閱、熟悉資料。 第8周 進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。 第9-10周 繪制裝配總圖。 第11周 繪制零部件圖。 第12-13周 檢查設(shè)計(jì)步驟和預(yù)期效果 第14周 編寫設(shè)計(jì)說明書，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。 5.指導(dǎo)教師意見（對(duì)課題方案的可行性、深度、廣度及工作量的意見）： 指導(dǎo)教師___________ 年 月 日 6.教研室意見： 教研室主任___________ 年 月 日 說明：開題報(bào)告作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一，此報(bào)告應(yīng)在導(dǎo)師指導(dǎo)下，由學(xué)生填寫，將作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)考查的重要依據(jù)，經(jīng)導(dǎo)師簽署意見及教研室審查后生效。 湖南科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告 院（系） 機(jī)械工程學(xué)院 班級(jí) 0301 學(xué)生 姓名 譚 俊 指導(dǎo) 教師 黃開有 課題名稱：BM—4010PD萬達(dá)載貨汽車后驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 課題主要任務(wù)：進(jìn)行汽車后橋機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)，確定減速傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)的組成，繪制系統(tǒng)方案示意圖。 1、簡(jiǎn)述開題以來所做的具體工作和取得的進(jìn)展或成果： 本人自開題以來根據(jù)給定的課題要求去圖書管借閱手冊(cè)、相關(guān)設(shè)計(jì)資料和相關(guān)網(wǎng)站（如學(xué)校圖書館，中國(guó)期刊網(wǎng)等等）查閱了大量的相關(guān)書籍和資料，查到了很多對(duì)本課題有用的資料，同時(shí)我得到同學(xué)和老師的大力幫助，這些為本課題的初級(jí)設(shè)計(jì)提供了可靠的參考，也為下一步的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)； 現(xiàn)基本上完成了設(shè)計(jì)任務(wù)，計(jì)算部分已經(jīng)完成，圖紙基本繪制成功！ 2、下一步的主要研究任務(wù)，具體設(shè)想與安排 主要是完成圖紙的最后整理工作，和說明書的最后排板，打印，需要兩到三周的時(shí) 間。 3、存在的具體問題 1、 設(shè)計(jì)計(jì)算部分的準(zhǔn)確度驗(yàn)算校核是否符合設(shè)計(jì)要求； 2、 圖紙繪制的相關(guān)尺寸的確定是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求； 3、 驗(yàn)證設(shè)計(jì)的抽油機(jī)械設(shè)備是否符合使用要求； 4、指導(dǎo)教師對(duì)該生前期研究工作的評(píng)價(jià) 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 湖南科技大學(xué)2007屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評(píng)閱表 院、系：機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 學(xué)生姓名 譚 俊 學(xué) 號(hào) 031B1148 班 級(jí) 0301 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師姓名 黃開有 課題名稱 BM—4010PD萬達(dá)低速載貨汽車后驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 評(píng)語：（包括以下方面，①學(xué)習(xí)態(tài)度、工作量完成情況、材料的完整性和規(guī)范性；②檢索和利用文獻(xiàn)能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力；③學(xué)術(shù)水平或設(shè)計(jì)水平、綜合運(yùn)用知識(shí)能力和創(chuàng)新能力；） 是否同意參加答辯： 是□ 否□ 指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī) 分值： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 湖南科技大學(xué)2007屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱教師評(píng)閱表 院、系： 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 學(xué)生姓名 譚 俊 學(xué) 號(hào) 031B1148 班 級(jí) 0301 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 評(píng)閱教師姓名 課 題 BM—4010PD萬達(dá)低速載貨汽車后驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 評(píng)語：（對(duì)論文學(xué)術(shù)評(píng)語（包括選題意義；文獻(xiàn)利用能力；所用資料可靠性；創(chuàng)新成果及寫作規(guī)范化和邏輯性） 針對(duì)課題內(nèi)容給設(shè)計(jì)者（作者）提出不少于3個(gè)問題，作為答辯時(shí)的必答題 1. 2. 3. 選題與文獻(xiàn)綜述（20分） 分值： 創(chuàng)新性(15分) 分值： 基礎(chǔ)理論和專門知識(shí)(35分) 分值： 作者寫作、表達(dá)能力(30分) 分值： 合 計(jì) 分值： 是否同意參加答辯 是□ 否□ 評(píng)閱人（簽名）： 年 月 日 湖南科技大學(xué)2007屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯及最終成績(jī) 評(píng) 定 表院、系（公章）： 學(xué)生姓名 譚 俊 學(xué)號(hào) 031B1148 班級(jí) 0301 答辯 日期 課題名稱 低速載貨汽車后驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 指導(dǎo) 教師 黃開有 成 績(jī) 評(píng) 定 分值 評(píng) 定 小計(jì) 教師1 教師2 教師3 教師4 教師5 課題介紹 思路清晰，語言表達(dá)準(zhǔn)確，概念清楚，論點(diǎn)正確，實(shí)驗(yàn)方法科學(xué)，分析歸納合理，結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)，設(shè)計(jì)（論文）有應(yīng)用價(jià)值。 30 答辯 表現(xiàn) 思維敏捷,回答問題有理論根據(jù)，基本概念清楚，主要問題回答準(zhǔn)確大、深入,知識(shí)面寬。 必 答 題 40 自 由 提 問 30 合 計(jì) 100 答 辯 評(píng) 分 分值： 答辯小組長(zhǎng)簽名： 答辯成績(jī)a： ×25％＝ 指導(dǎo)教師評(píng)分 分值： 指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī)b： ×50％＝ 評(píng)閱教師評(píng)分 分值： 評(píng)閱教師評(píng)定成績(jī)c： ×25％＝ 最終評(píng)定成績(jī)： 分?jǐn)?shù)： 等級(jí)： 答辯委員會(huì)主任簽名： 年 月 日 湖南科技大學(xué) 2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 題 目: BM-4010PD萬達(dá)載貨汽車 驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 院(系)部：機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 學(xué)生姓名：譚 俊 指導(dǎo)教師：黃開有 職稱 ： 教 授 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)：0301 完成時(shí)間：2007 . 05 14 設(shè)計(jì)體會(huì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我在校期間的最后一個(gè)綜合性學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，是我四年以來學(xué)習(xí)的總結(jié)和匯報(bào)。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論，專業(yè)知識(shí)和基本技能分析解決問題的能力，而且引導(dǎo)我們理論聯(lián)系實(shí)際，走向社會(huì)工作崗位的重要臺(tái)階。 時(shí)至今日，幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于可以畫上一個(gè)句號(hào)了，但是現(xiàn)在回想起來做畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程，頗有心得，其中有苦也有甜，不過樂趣盡在其中呀！經(jīng)過四個(gè)多月的設(shè)計(jì)和開發(fā)，我通過自己動(dòng)手實(shí)現(xiàn)了如何設(shè)計(jì)一臺(tái)完整的抽油機(jī)械設(shè)備。這是我第一次獨(dú)立從事這種有相當(dāng)難度的項(xiàng)目，沒有接受任務(wù)以前覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)（這是我以前的一種想法），但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面、太偏激了。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。無論是整個(gè)設(shè)計(jì)過程還是設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的每一個(gè)不懂的細(xì)節(jié)，都要認(rèn)真去查閱資料，爭(zhēng)取把設(shè)計(jì)搞好，善于去發(fā)現(xiàn)新的東西，并且對(duì)一個(gè)問題窮追不舍，找到一個(gè)能夠解決的辦法，但是不可否認(rèn)這是一篇學(xué)生論文，由于視野的狹窄和經(jīng)驗(yàn)的缺乏，可能不是一篇理想之作，并且對(duì)問題的探討還沒有深入到一定的層次。但是在以后的工作中可繼續(xù)努力，把這種精神帶到今后的工作和學(xué)習(xí)中，大膽創(chuàng)新，不斷地努力學(xué)習(xí)，愛崗敬業(yè)，服務(wù)社會(huì)。在文中也難免會(huì)有疏漏和錯(cuò)誤之處，望各位批評(píng)指正，同時(shí)在論文的過程中，發(fā)現(xiàn)自己的知識(shí)也很貧乏，遇到的困難也是眾多的，所以在今后還要繼續(xù)努力，全身心地投入我們的機(jī)械行業(yè)！ 湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2007 目錄 1 前言 ............................................................................................1 1.1 本課題的來源、基本前提條件和技術(shù)要求： ......................................1 1.2 本課題要解決的主要問題和設(shè)計(jì)總體思路： ......................................1 1.3 預(yù)期的成果 ................................................................................1 2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及現(xiàn)狀的介紹： ........................................................2 3 總體方案論證 ................................................................................2 4 具體設(shè)計(jì)說明 ................................................................................5 4.1 主減速器的設(shè)計(jì)： .......................................................................5 4.1.1 主減速器的結(jié)構(gòu)型式 .................................................................5 4.1.2 主減速器主動(dòng)錐齒輪的支承型式及安裝方法 ...................................6 4.1.3 主減速器從動(dòng)錐齒輪的支承型式及安裝方法 ...................................7 4.1.4 主減速器的型式 .......................................................................8 4.1.5 主減速器的基本參數(shù)的選擇及計(jì)算 ...............................................9 4.2 差速器的設(shè)計(jì) ...........................................................................11 4.2.1 差速器的結(jié)構(gòu)型式 ...................................................................11 4.2.2 差速器的基本參數(shù)的選擇及計(jì)算 .................................................13 4.3 半軸的設(shè)計(jì) ..............................................................................14 4.3.1 半軸的結(jié)構(gòu)型式 ......................................................................14 4.3.2 半軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ...................................................................15 4.4 驅(qū)動(dòng)橋殼的設(shè)計(jì) .........................................................................18 4.4.1 橋殼的結(jié)構(gòu)型式 ......................................................................18 5 結(jié)論 ..........................................................................................19 參 考 文 獻(xiàn) ...................................................................................20 湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2007 1 1 前言 該汽車是依據(jù)中山奧賽特汽車有限公司生產(chǎn)的 BM-4010PD 型號(hào)汽車做的設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)是 建立在數(shù)據(jù)參數(shù)給定的情況下做出的汽車后橋傳動(dòng)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 奔馬低速載貨汽車系列 產(chǎn)品型號(hào) BM-4010PD (二)主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 全序模壓成型排半、單排駕駛室、液壓、氣 壓或機(jī)械前翻,造型優(yōu)美,電泳涂漆,耐腐蝕; 弧形曲面檔風(fēng)玻璃,視野開闊,內(nèi)置軟臥, 可按需 配裝豪華儀表臺(tái),高檔音響,暖風(fēng)機(jī),鍍鉻導(dǎo)流罩, 滴水裝置,斷氣剎,排氣剎和空調(diào)選裝部件, 駕 乘舒適. 大梁各孔數(shù)控激光加工一次完成,加強(qiáng)型等截面型鋼鉚接車架,剛性好,強(qiáng)度高,承載能力強(qiáng). 整體鍛壓式工字梁,加強(qiáng)型大扭矩琵琶式后橋, 高強(qiáng)度三開式工程貨廂,配裝自卸手柄機(jī)構(gòu)和 工程頂缸或雙頂缸結(jié)構(gòu),承載量大, 舉升力強(qiáng),操作便捷, 性能穩(wěn)定. 節(jié)能型名優(yōu)發(fā)動(dòng)機(jī),排放少,油 耗低,動(dòng)力強(qiáng)勁. 配裝氣壓式液壓雙管路帶真空助力制動(dòng)系統(tǒng)和軟軸式副變速,操縱省力,安 全可靠. 駕駛員座椅可根據(jù)人體工程學(xué)原理自由調(diào)節(jié)角度, (一) 技術(shù)參數(shù) 萬達(dá)系列 BM4010PD BM4015PD 駕駛室型式 排半 貨廂尺寸(mm) 3400×1900×500 發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) 490 標(biāo)定功率(Kw) 45.6 額載質(zhì)量(kg) 1000+3 人 1500+3 人 車橋規(guī)格 1061 或 1062 變速箱規(guī)格 530 型(5+1)帶副變速、同步器 自卸型式 125 工程項(xiàng) 制動(dòng)型式 液壓助力或氣壓制動(dòng) 輪胎( 前 /后) 7.50-16/7.50-16(雙) 本課題是進(jìn)行載貨汽車后驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)出小型載貨汽車后驅(qū)動(dòng)橋，包括主減速器、 差速器、驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置及橋殼等部件，協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)車輛的全局。 1.1 本課題的來源、基本前提條件和技術(shù)要求： 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。 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，選出最佳的方案。 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) [1]，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。 1.2 本課題要解決的主要問題和設(shè)計(jì)總體思路： 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 低速載貨汽車后驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 2 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，并恰當(dāng)?shù)貙⑺峙浣o變速器和驅(qū)動(dòng)橋。 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。提高它們的加工精度、裝配精度，增強(qiáng)齒輪 的支承剛度，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。 1.3 預(yù)期的成果 設(shè)計(jì)出小型低速載貨汽車的驅(qū)動(dòng)橋，包括主減速器、差速器、驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置及橋 殼等部件，配合其他同組同學(xué)，協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)車輛的全局。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。 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。 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 2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及現(xiàn)狀的介紹： 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)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(低速載貨車及三輪汽車，下同)、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。低速載貨汽車，在汽車發(fā)展趨 勢(shì)中，有著很好的發(fā)展前途。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。 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) 湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2007 3 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)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。 3 總體方案論證 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。 圖 3-1 驅(qū)動(dòng)橋的總體布置型式簡(jiǎn)圖 (a)普通非斷開式驅(qū)動(dòng)橋； (b)帶有擺動(dòng)半軸的非斷開式驅(qū)動(dòng)橋；(c)斷開式驅(qū)動(dòng)橋 方案（一）：非斷開式驅(qū)動(dòng)橋 低速載貨汽車后驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 4 圖 3-2 非斷開式驅(qū)動(dòng)橋 普通非斷開式驅(qū)動(dòng)橋 [2]，如圖 3-2，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、工作可靠，最廣泛 地用在各種載貨汽車、客車和公共汽車上，在多數(shù)的的越野汽車和部分轎車上也采用這種 結(jié)構(gòu)。它的具體結(jié)構(gòu)是橋殼是一根支承在左、右驅(qū)動(dòng)車輪上的剛性空心梁，而齒輪及半軸 等所有的傳動(dòng)機(jī)件都裝在其中。這時(shí)整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋、驅(qū)動(dòng)車輪及部分傳動(dòng)軸均屬簧下質(zhì)量， 使汽車的簧下質(zhì)量較大，這是它的一個(gè)缺點(diǎn)。采用單級(jí)主減速器代替雙級(jí)主減速器可大大 減小驅(qū)動(dòng)橋質(zhì)量。采用鋼板沖壓-焊接的整體式橋殼及鋼管擴(kuò)制的整體式橋殼，均可顯著地 減輕驅(qū)動(dòng)橋的質(zhì)量。 驅(qū)動(dòng)橋的輪廓尺寸主要決定于主減速器的型式。在汽車的輪胎尺寸和驅(qū)動(dòng)橋下的最小 離地間隙已經(jīng)確定的情況下，也就限定了主減速器從動(dòng)齒輪直徑的尺寸。在給定主減速器 速比的條件下，如果單級(jí)主減速器不能滿足離地間隙要求，則可改用雙級(jí)結(jié)構(gòu)。后者僅推 薦用于主減速比大于 7.6 且載貨在 6t 以上的大型汽車上。在雙級(jí)主減速器中，通常是把兩 級(jí)減速齒輪放在一個(gè)主減速器殼內(nèi)，也可以將第二級(jí)減速齒輪移向驅(qū)動(dòng)車輪并靠近輪轂， 作為輪邊減速器。在后一種情況下又有五種布置方案可供選擇。 方案（二）：斷開式驅(qū)動(dòng)橋 圖 3-3 斷開式驅(qū)動(dòng)橋 斷開式驅(qū)動(dòng)橋區(qū)別于非斷開式驅(qū)動(dòng)橋的明顯特點(diǎn)在于前者沒有一個(gè)連接左右驅(qū)動(dòng)車輪 的剛性整體外殼或梁 [2]。斷開式驅(qū)動(dòng)橋的橋殼是分段的，并且彼此之間可以做相對(duì)運(yùn)動(dòng)， 所以這種橋稱為斷開式的。另外，它又總是與獨(dú)立懸架相匹配，故又稱為獨(dú)立懸掛驅(qū)動(dòng)橋。 這種橋的中段，主減速器及差速器等是懸置在車架橫梁或車廂底板上，或與脊梁式車架相 聯(lián)。主減速器、差速器與傳動(dòng)軸及一部分驅(qū)動(dòng)車輪傳動(dòng)裝置的質(zhì)量均為簧上質(zhì)量。兩側(cè)的 湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2007 5 驅(qū)動(dòng)車輪由于采用獨(dú)立懸掛則可以彼此獨(dú)立地相對(duì)于車架或車廂作上下擺動(dòng)，相應(yīng)地就要 求驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置及其外殼或套管，作相應(yīng)擺動(dòng)。所以斷開式驅(qū)動(dòng)橋也稱為“帶有擺 動(dòng)半軸的驅(qū)動(dòng)橋” 。 汽車懸掛總成的類型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，因汽車簧下部分質(zhì)量的大小，對(duì)其平順性也有顯著的影響。斷開式驅(qū)動(dòng)的簧下質(zhì) 量較小，又與獨(dú)立懸架相配合，致使驅(qū)動(dòng)車輪與地面的接觸情況及對(duì)各種地形的適應(yīng)性比 較好，由此可大大地減小汽車在不平路面上行駛時(shí)的振動(dòng)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(dòng)載荷及零件的損壞，提高其可靠性及使用壽 命。但是，由于斷開式驅(qū)動(dòng)橋及與其相配的獨(dú)立懸掛的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故這種結(jié)構(gòu)主要見于對(duì) 行駛平順性要求較高的一部分及一些越野汽車上，且后者多屬于輕型以下的越野汽車或多 橋驅(qū)動(dòng)的重型越野汽車。 方案（三）：多橋驅(qū)動(dòng)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采用多橋驅(qū) 動(dòng)，常采用 4×4、6×6、8×8 等驅(qū)動(dòng)型式 [2]。在多橋驅(qū)動(dòng)的情況下，動(dòng)力經(jīng)分動(dòng)器傳給各 驅(qū)動(dòng)橋的方式有兩種。相應(yīng)這兩種動(dòng)力傳遞方式，多橋驅(qū)動(dòng)汽車各驅(qū)動(dòng)橋的布置型式分為 非貫通式與貫通式。前者為了把動(dòng)力經(jīng)分動(dòng)器傳給各驅(qū)動(dòng)橋，需分別由分動(dòng)器經(jīng)各驅(qū)動(dòng)橋 自己專用的傳動(dòng)軸傳遞動(dòng)力，這樣不僅使傳動(dòng)軸的數(shù)量增多，且造成各驅(qū)動(dòng)橋的零件特別 是橋殼、半軸等主要零件不能通用。而對(duì) 8×8 汽車來說，這種非貫通式驅(qū)動(dòng)橋就更不適宜， 也難與布置了。 為了解決上述問題，現(xiàn)代多橋驅(qū)動(dòng)汽車都是采用貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置型式。 在貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置中，各橋的傳動(dòng)軸布置在同一縱向鉛垂平面內(nèi)，并且各驅(qū)動(dòng)橋 分別用自己的傳動(dòng)軸與分動(dòng)器直接聯(lián)接，而是位于分動(dòng)器前面的或后面的各相鄰兩橋的傳 動(dòng)軸，是串聯(lián)布置的。汽車前后兩端的驅(qū)動(dòng)橋（第一、第四橋）的動(dòng)力，是經(jīng)分動(dòng)器并貫 通中間橋（分別穿過第二、第三橋）而傳遞的。其優(yōu)點(diǎn)是，不僅減少了傳動(dòng)軸的數(shù)量，而 且提高了各驅(qū)動(dòng)橋零件的相互通用性，并且簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)、減小了體積和質(zhì)量。這對(duì)于汽車 的設(shè)計(jì)（如汽車的變形） 、制造和維修，都帶來方便。四橋驅(qū)動(dòng)的越野汽車也可采用側(cè)邊式 及混合式的布置。 經(jīng)上述分析，考慮到所設(shè)計(jì)的輕型載貨汽車的載重和各種要求，其價(jià)格要求要盡量低， 故其生產(chǎn)成本應(yīng)盡可能降低。另由于輕型載重汽車對(duì)驅(qū)動(dòng)橋并無特殊要求，和路面要求并 不高，故本設(shè)計(jì)采用普通非斷開式驅(qū)動(dòng)橋。 4 具體設(shè)計(jì)說明 4.1 主減速器的設(shè)計(jì)： 4.1.1 主減速器的結(jié)構(gòu)型式 主減速器的結(jié)構(gòu)型式，主要是根據(jù)其齒輪類型、主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的安置方法以及 減速型式的不同而異。 低速載貨汽車后驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 6 在現(xiàn)代汽車驅(qū)動(dòng)橋上，主減速器采用得最廣泛的是“格里森” （ Gleason）制或“奧利 康” （Oerlikon）制的螺旋錐齒輪和雙面錐齒輪。 圖 4-1 螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪傳動(dòng) (a)螺旋錐齒輪傳動(dòng)；(b)雙曲面齒輪傳動(dòng) 采用雙曲面齒輪。他的主、從動(dòng)齒輪軸線不相交而呈空間交叉。其空間交叉角（即將 一軸線平移，使之與另一軸線相交的交角）也都是采用 90°。主動(dòng)齒輪軸相對(duì)于從動(dòng)齒輪 軸有向上或向下的偏移，稱為上偏置或下偏置。這個(gè)偏移量稱為雙曲面齒輪的偏移距。當(dāng) 偏移距大到一定程度，可使一個(gè)齒輪軸從另一個(gè)齒輪軸旁通過。這樣就能在每個(gè)齒輪的兩 邊布置尺寸緊湊的支承。這對(duì)于增強(qiáng)支承剛度、保證齒輪正確嚙合從而提高齒輪壽命大有 好處。和螺旋錐齒輪由于齒輪的軸線相交而使得主、從動(dòng)齒輪的螺旋角相等的情況不同， 雙曲面齒輪的偏移距使得主動(dòng)齒輪的螺旋角大于從動(dòng)齒輪的螺旋角。因此，雙曲面?zhèn)鲃?dòng)齒 輪副的法向模數(shù)或法向周節(jié)雖相等，但端面模數(shù)或端面周節(jié)是不等的。主動(dòng)齒輪的端面模 數(shù)或端面周節(jié)是大于從動(dòng)齒輪的。這一情況就使得雙曲面齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪比相應(yīng)的螺 旋錐齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪有更大的直徑和更好的強(qiáng)度和剛度。其增大的程度與偏移距的大 小有關(guān)。另外，由于雙曲面?zhèn)鲃?dòng)的主動(dòng)齒輪的直徑及螺旋角都較大，所以相嚙合齒輪的當(dāng) 量曲率半徑較相應(yīng)的螺旋錐齒輪當(dāng)量曲率半徑為大，從而使齒面間的接觸應(yīng)力降低。隨偏 移距的不同，雙曲面齒輪與接觸應(yīng)力相當(dāng)?shù)穆菪F齒輪比較，負(fù)荷可提高至 175%。雙曲面 主動(dòng)齒輪的螺旋角較大，則不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)可減少，所以可選用較少的齒數(shù)，這有 力于大傳動(dòng)比傳動(dòng)。當(dāng)要求傳動(dòng)比大而輪廓尺寸又有限時(shí)，采用雙曲面齒輪更為合理。因 為如果保持兩種傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪直徑一樣，則雙曲面從動(dòng)齒輪的直徑比螺旋錐齒輪的要小， 這對(duì)于主減速比 的傳動(dòng)有其優(yōu)越性。對(duì)中等傳動(dòng)比，兩種齒輪都能很好適應(yīng)。由5.40?i 于雙曲面主動(dòng)齒輪螺旋角的增大，還導(dǎo)致其進(jìn)入嚙合的平均齒數(shù)要比螺旋錐齒輪相應(yīng)的齒 數(shù)多，因而雙曲面齒輪傳動(dòng)比螺旋錐齒輪沖動(dòng)工作更加平穩(wěn)、無噪聲，強(qiáng)度也高。雙曲面 齒輪的偏移距還給汽車的總布置帶來方便。 湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2007 7 4.1.2 主減速器主動(dòng)錐齒輪的支承型式及安裝方法 圖 4-2 主動(dòng)錐齒輪齒面受力圖 在殼體結(jié)構(gòu)及軸承型式已定的情況下，主減速器主動(dòng)齒輪的支承型式及安置方法，對(duì) 其支承剛度影響很大，這是齒輪能否正確捏合并具有較高使用壽命的因素之一。 圖 4-3 騎馬式支承 1-調(diào)整墊圈；2-調(diào)整墊片 本設(shè)計(jì)采用騎馬式支承（圖 4-3） 。齒輪前、后兩端的軸頸均以軸承支承。騎馬式支承 使支承剛度大為增加，使齒輪在載荷作用下的變形大為減小，約減小到懸臂式 1/30 以下。 而主動(dòng)錐齒輪后軸承的徑向負(fù)荷比懸臂式的要減小至 1/5～1/7。齒輪承載能力較懸臂式可 提高 10%左右。此外，由于齒輪大端一側(cè)前軸承及后軸承之間的距離很小，可以縮短主動(dòng) 錐齒輪軸的長(zhǎng)度，使布置更緊湊，這有利于減小傳動(dòng)軸夾角及整車布置。騎馬式支承的導(dǎo) 向軸承（即齒輪小端一側(cè)的軸承）都采用圓柱滾子式的，并且其內(nèi)外圈可以分離，以利于 拆裝。為了進(jìn)一步增強(qiáng)剛度，應(yīng)盡可能地減小齒輪大端一側(cè)兩軸承間的距離，增大支承軸 徑，適當(dāng)提高軸承的配合的配合緊度。 低速載貨汽車后驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 8 4.1.3 主減速器從動(dòng)錐齒輪的支承型式及安裝方法 圖 4-4 主減速器從動(dòng)錐齒輪的支承型式及安置辦法 主減速器從動(dòng)錐齒輪的支承剛度依軸承的型式、支承間的距離和載荷在軸承之間的分 布而定。兩端支承多采用圓錐錐子軸承，安裝時(shí)使它們的圓錐滾子大端相向朝內(nèi)，而小端 相背朝外。 為了防止從動(dòng)齒輪在軸向載荷作用下的偏移，圓錐滾子軸承也應(yīng)預(yù)緊。由于從動(dòng)錐齒 輪軸承是裝在差速器殼上，尺寸較大，足以保證剛度。球面圓錐滾子軸承（圖 4-4（b） ） 具有自動(dòng)調(diào)位的性能，對(duì)軸的歪斜的敏感性較小，這在主減速器從動(dòng)齒輪軸承的尺寸大時(shí) 極其重要。 湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2007 9 4.1.4 主減速器的型式 圖 4-5 采用組合式橋殼的單級(jí)主減速器 1 調(diào)整墊片（用于調(diào)整軸承的預(yù)緊度） 2 調(diào)整墊片（用于調(diào)整齒面嚙合區(qū)位置） 減速型式的選擇與汽車的類型及使用條件有關(guān)，但它主要取決于由動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等 整車性能所要求的主減速比 的大小及驅(qū)動(dòng)橋下的離地間隙、驅(qū)動(dòng)橋的數(shù)目及布置型式0i 等。 本設(shè)計(jì)采用組合式橋殼的單級(jí)主減速器（圖） 。單級(jí)主減速器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、 尺寸緊湊及制造成本低等優(yōu)點(diǎn)。其主、從動(dòng)錐齒輪軸承都直接支承在與橋殼鑄成一體的主 減速器殼上，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、支承剛度大、質(zhì)量小、造價(jià)低。 4.1.5 主減速器的基本參數(shù)的選擇及計(jì)算 主減速比 ,驅(qū)動(dòng)橋的離地間隙和計(jì)算載荷，是主減速器設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)。0i A. 主減速比 的確定 主減速比對(duì)主減速器的結(jié)構(gòu)型式、輪廓尺寸、質(zhì)量大小以及當(dāng)變速器處于最高檔位時(shí) 汽車的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性都有直接影響。 的選擇應(yīng)在汽車總體設(shè)計(jì)時(shí)和傳動(dòng)系的總傳0i 動(dòng)比 一起由整車動(dòng)力計(jì)算來確定?？衫迷诓煌?下的功率平衡圖來研究 對(duì)汽車動(dòng)力Ti o 0i 性的影響。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系參數(shù)作最價(jià)匹配的方法來選擇 值，可使汽 車獲得最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。 為了得到足夠的功率儲(chǔ)備而使最高車速稍有下降， 按下式計(jì)算 [3]：0i ghaprini mx0)472.3.(?～???14? 低速載貨汽車后驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 10 式中： —車輪滾動(dòng)半徑，m；r —變速器最高檔傳動(dòng)比；ghi —汽車最高車速；ax? —發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)速pn??ghaprini mx0)472.3.(?～ 67.95.461230.4.0?? 根據(jù)所選定的主減速比 值，確定主減速器的減速型式為單級(jí)。查表得汽車驅(qū)動(dòng)橋的oi 離地間隙為 200mm. B．主減速齒輪計(jì)算載荷的計(jì)算 通常是將發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比時(shí)和驅(qū)動(dòng)車輪打滑時(shí)這兩種情況下 作用于主減速器從動(dòng)齒輪上的轉(zhuǎn)矩（ 、 ）的較下者，作為載貨汽車和越野汽車在強(qiáng)jeT?j 度計(jì)算中用以驗(yàn)算主減速器從動(dòng)齒輪最大應(yīng)力的計(jì)算載荷。既 [3]： nKiTTLej /0max???? ??24? LBrjiG??2 3 式中： —發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩， ；maxeTN? —由發(fā)動(dòng)機(jī)到所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪之間的傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比；Li —上述傳動(dòng)部分的效率，取 ；?9.0?T? —超載系數(shù)，對(duì)于一般載貨汽車、礦用汽車和越野汽車以及液力傳動(dòng)的各類汽0K 車取 ；10? —該車的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目；n —汽車滿載時(shí)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)載，N；對(duì)后橋來說還要考慮到汽2G 車加速時(shí)的負(fù)荷增大量； —輪胎對(duì)路面的附著系數(shù)，對(duì)于安裝一般輪胎的公路用汽車，取 ；? 85.0?? —車輪的滾動(dòng)半徑，m；r ， —分別為由所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪到驅(qū)動(dòng)輪之間的傳動(dòng)效率和減速LB?i 比（例如輪邊減速器等） 。 由式（4-2） 、式（4-3）求得的計(jì)算載荷，是最大轉(zhuǎn)矩而不是正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩不能用它 作為疲勞損壞的依據(jù)。對(duì)于公路車輛來說，使用條件較非公路車輛穩(wěn)定，其正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩 是根據(jù)所謂平均牽引力來確定的，即主減速器從動(dòng)齒輪的平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩 （Nm）為 [4]jmT )()(PHRLBrTajmffniG???????4? 式中： —汽車裝載總重，N；aG —所牽引的掛車滿載總重，N，但僅用于牽引車；T —道路滾動(dòng)阻力系數(shù)；Rf —汽車正常使用時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)；H 湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2007 11 —汽車或汽車列車的性能系數(shù)。Pf ?????????max)(195.06eTAPGf ??54? 當(dāng) 時(shí) 取??16195.0max??eTG0?Pf ????06.15.9.674)()( ?????PHRLBrTj ffni? =22??N C．主減速齒輪基本參數(shù)的選擇 a.齒數(shù)的選擇 對(duì)于單級(jí)主減速器，當(dāng) 較大時(shí)，則應(yīng)盡量使主動(dòng)齒輪的齒數(shù) 取得小些，以得到滿0i 1z 意的驅(qū)動(dòng)橋離地間隙。當(dāng) 6 時(shí)， 的最小值可取為 5，但為了嚙合平穩(wěn)及提高疲勞強(qiáng)?1z 度， 最好大于 5。取 ， [5]。1z1?z342 b.節(jié)圓半徑的選擇 可根據(jù)從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩（見式 4-4、式 4-5 并取兩者中較小的一個(gè)為計(jì)算依據(jù)） 按經(jīng)驗(yàn)公式選出： 322jdTK?? ??64? 式中 —從動(dòng)錐齒輪的節(jié)圓半徑，mm；d —直徑系數(shù)，取 ；2K162～d —計(jì)算轉(zhuǎn)矩， 。jTmN? mTjd4253322 ??? c.齒輪端面模數(shù)的選擇 選定后可按式 算出從動(dòng)齒輪大端端面模數(shù)，并用下式校核：2d2/z 3jmK? ??74? 式中 —模數(shù)系數(shù)。mK2.14//2??zd.033??jmT d.齒面寬的選擇 汽車主減速器雙曲面齒輪的從動(dòng)齒輪齒面寬 為：??F 215.0d???84? 低速載貨汽車后驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 12 ??mdF51.6421.05.2??? 4.2 差速器的設(shè)計(jì) 4.2.1 差速器的結(jié)構(gòu)型式 差速器選用對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器。其結(jié)構(gòu)原理如圖（4-6）所示 [6]。普通對(duì)稱式 圓錐行星齒輪差速器由差速器左、右殼，2 個(gè)半軸齒輪，4 個(gè)行星齒輪，行星齒輪軸，半軸 齒輪等組成。其工作原理如圖所示。 為主減速器從動(dòng)齒輪或差速器殼的角速度； 、0?1? 分別為左右驅(qū)動(dòng)車輪或差速器半軸齒輪的角速度； 為行星齒輪繞其軸的自轉(zhuǎn)角速度。2?3 圖 4-6 普通圓錐齒輪差速器的工作原理簡(jiǎn)圖 當(dāng)汽車在平坦路面上直線行駛時(shí)，差速器各零件之間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則有 021??3 這時(shí)，差速器殼經(jīng)十字軸以力 帶動(dòng)行星齒輪繞半軸齒輪中心作“公轉(zhuǎn)”而無自轉(zhuǎn)（P ） 。行星齒輪的輪齒以 的反作用力。對(duì)于對(duì)稱式差速器來說，兩半軸齒輪的節(jié)03??2/ 圓半徑 相同，故傳給左、右半軸的轉(zhuǎn)矩均等于 ，故汽車在平坦路面上直線行駛時(shí)驅(qū)r 2r/ 動(dòng)左、右車輪的轉(zhuǎn)矩相等。 當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，假如左右輪之間無差速器，則按運(yùn)動(dòng)學(xué)要求，行程長(zhǎng)的外側(cè)車輪將產(chǎn) 生滑移，而行程短的內(nèi)側(cè)車輪將產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)。由此導(dǎo)致在左、右輪胎切線方向上各產(chǎn)生一附 加阻力，且它們的方向相反，如圖所示。當(dāng)裝有差速器時(shí)，附加阻力所形成的力矩使差速 器起差速作用，以免內(nèi)外側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪在地面上的滑轉(zhuǎn)和滑移，保證它們以不同的轉(zhuǎn)速 和1? 湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2007 13 正常轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)然，若差速器工作時(shí)阻抗其中各零件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦大，則扭動(dòng)它的力矩2? 就大。在普通的齒輪差速器中這種摩擦力很小，故只要左、右車輪所走路程稍有差異，差 速器開始工作。 當(dāng)差速器工作時(shí)，行星齒輪不僅有繞半軸齒輪中心的“公轉(zhuǎn)” ，而且還有繞行星齒輪 以角速度為 的自轉(zhuǎn)。這時(shí)外側(cè)車輪及其半軸齒輪的轉(zhuǎn)速將增高，且增高量為 （3 13z? 為行星齒輪齒數(shù)， 為該側(cè)半軸齒輪齒數(shù)） ，這樣，外側(cè)半軸齒輪的角速度為：3z1z 1301z??? 在同一時(shí)間內(nèi)，內(nèi)側(cè)車輪及其半軸齒輪（齒數(shù)為 ）的轉(zhuǎn)速將減低，且減低量為2 ，由于對(duì)稱式圓錐齒輪差速器的兩半軸齒數(shù)相等，于是內(nèi)側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為：23z?1302z??? 由以上兩式得差速器工作時(shí)的轉(zhuǎn)速關(guān)系為 021???94? 即兩半軸齒輪的轉(zhuǎn)速和為差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍。 由式（4-9）知： 當(dāng) 時(shí)， ，或02??012? 當(dāng) 時(shí)，1 當(dāng) 時(shí)，02? 最后一種情況 ，有時(shí)發(fā)生在使用中央制動(dòng)時(shí)，這時(shí)很容易導(dǎo)致汽車失去控制，0 使汽車急轉(zhuǎn)和甩尾。 4.2.2 差速器的基本參數(shù)的選擇及計(jì)算 由于差速器亮是裝在主減速器從動(dòng)齒輪上，故在確定主減速器從動(dòng)齒輪尺寸時(shí)．應(yīng)考 慮差速器的安裝；差速器殼的輪廓尺寸也受到從動(dòng)齒輪及主動(dòng)齒輪導(dǎo)向軸承支座的限制。 1．差速器齒輪的基本參數(shù)選擇 A．行星齒輪的基本參數(shù)選擇 本載貨汽車選用 4 個(gè)行星齒輪 [7]。 B．行星齒輪球面半徑 的確定)(mRB 圓錐行星齒輪差速器的尺寸通常決定于行星齒輪背面的球面半徑 ，它就是行BR 星齒輪的安裝尺寸，實(shí)際上代表了差速器圓錐齒輪的節(jié)錐矩，在一定程度上表征了差速器 的強(qiáng)度。 球面半徑可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來確定： 低速載貨汽車后驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 14 3jBTKR???104? 式中： —行星齒輪球面半徑系數(shù)；BK —計(jì)算轉(zhuǎn)矩， 。jTmN? mjB725.33?? 確定后，即可根據(jù)下式預(yù)選其節(jié)錐矩：BR ??BRA9.080～???14?B86..90～ C．行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù)的選擇 選用行星齒輪齒數(shù)為 10，半軸齒輪齒數(shù)為 16。 D．差速器圓錐齒輪模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定 先初步求出行星齒輪和半軸齒輪的節(jié)錐角 ， ：1?2 ； 21arctnz?? 12arctnz???124? 式中： ， 為行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)1z2 ???10346arctnarct211z?8rtrt12 再求出圓錐齒輪的大端模數(shù)： 2010sinsi??zAzm???134?.i68.in2si2010 ????Az 節(jié)圓半徑 右下式求得：d zmd??14?4.2061???z132 4.3 半軸的設(shè)計(jì) 4.3.1 半軸的結(jié)構(gòu)型式 采用半浮式半軸。半浮式以靠近外端的軸頸直接支承在置于橋殼外端內(nèi)孔中的軸承上， 而端部則以具有錐面的軸頸及鍵與車輪輪轂相固定。半浮式半軸承受的載荷復(fù)雜，但它結(jié) 湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2007 15 構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、尺寸緊湊、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)。 圖 4-7 半浮式半軸的結(jié)構(gòu)型式與安裝 4.3.2 半軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 半軸的主要尺寸是它的直徑，設(shè)計(jì)與計(jì)算時(shí)首先應(yīng)合理的確定其計(jì)算載荷。 半軸的計(jì)算要考慮以下三種可能的載荷工況： A．縱向力 （驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力）最大時(shí)（ ） ，附著系數(shù) 取 0.8，沒有側(cè)2X?2ZX? 向力作用； B．側(cè)向力 最大時(shí)，其最大值發(fā)生于側(cè)滑時(shí)，為 ，側(cè)滑時(shí)輪胎與地面的側(cè)向附Y(jié)1 著系數(shù) 在計(jì)算中取 1.0，沒有縱向力作用；1? C．垂向力最大時(shí)，這發(fā)生在汽車以可能的高速通過不平路面時(shí)，其值為 ，dkgZ)(2?? 是動(dòng)載荷系數(shù)，這時(shí)沒有縱向力和側(cè)向力作用。dk 半浮式半軸的設(shè)計(jì)計(jì)算，應(yīng)根據(jù)上述三種載荷工況進(jìn)行 低速載貨汽車后驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 16 圖 4-8 半浮式半軸及受力簡(jiǎn)圖 a． 半浮式半軸在上述第一種工況下 半軸同時(shí)承受垂向力 、縱向力 所引起的彎矩以及由 引起的轉(zhuǎn)矩 。2Z2X2Xr2 對(duì)左、右半軸來說，垂向力 ， 為L(zhǎng)?R wwgGmgZ????222 ??154? 式中： —滿載靜止汽車的驅(qū)動(dòng)橋?qū)λ降孛娴妮d荷，N；2G —汽車加速和減速時(shí)的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)；m? —一側(cè)車輪（包括輪轂、制動(dòng)器等）本身對(duì)水平地面的載荷，N。wg NgGmgZwwRL 1372098230.1222 ???????? 縱向力按最大附著力計(jì)算，即 ?22XRL????164? 式中： —輪胎與地面的附著系數(shù)。? NGmXRL 186.0239.122 ????? 左、右半軸所承受的合成彎矩 為??NM?? ?2222 BLXZbXZb??????? ??174???????2222 1863701.????? BLXZbM mN?39 轉(zhuǎn)矩為 rRrLXT22???184? 4.0186? mN?04.879 b． 半浮式半軸在上述第二種載荷工況下 半軸只受彎矩。在側(cè)向力 的作用下，左、右車輪承受的垂向力 、 和側(cè)2YLZ2R 向力 、 各不相等，而半軸所受的力為L(zhǎng)Y2R wwL gBhGgZ???????????? 2122???194? 湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2007 17 wwRgBhGgZ??????????? 2122???204? 1221????????YL 1 122??????????BhgGR ??24? 式中： —驅(qū)動(dòng)車輪的輪矩，mm；2B —汽車質(zhì)心高度，mm；gh —輪胎與路面的側(cè)向附著系數(shù)；1? 980165.02392112 ?????????????????????? wwL gBhGZ? N408980165.02392112 ????????????????????? wwRghgZ4508??????????????????16.2391212?BhgGYL N08??????????????????1650.2391212hgYR 5 左、右半軸所受的彎矩分別為： bZYMLL2???? ??234? RR??mNbZYMLL ???????? 2.31497.0248392RR ????..5 低速載貨汽車后驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 18 c．半浮式半軸在上述第三種載荷工況下半軸只受垂向彎矩： bgGkMwdV??????????2??254? 式中： —?jiǎng)虞d系數(shù)。dk mNbgGkMwdV ????????????????????? 24501.980235.2 4.4 驅(qū)動(dòng)橋殼的設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)橋橋殼是汽車上的主要零件之一，非斷開式驅(qū)動(dòng)橋的橋殼起著支承汽車荷重的作 用，并將載荷傳給車輪。作用在驅(qū)動(dòng)車輪上的牽引力、制動(dòng)力、側(cè)向力和垂向力也是經(jīng)過 橋殼傳到懸掛及車架或車廂上。因此橋殼既是承載件又是傳動(dòng)件，同時(shí)它又是主減速器、 差速器及驅(qū)動(dòng)車輪傳動(dòng)裝置（半軸）的外殼。 在汽車行駛過程中，橋殼承受繁重的載荷，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮在動(dòng)載荷下橋殼有足夠的 強(qiáng)度和剛度。為了減小汽車的簧下質(zhì)量以利于降低動(dòng)載荷、提高汽車的行駛平順性，在保 證強(qiáng)度和剛度的前提下應(yīng)力求減小橋殼的質(zhì)量。橋殼還應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便以利于降低 成本。其結(jié)構(gòu)還應(yīng)保證主減速器的拆裝、調(diào)整、維修和保養(yǎng)方便。在選擇橋殼的結(jié)構(gòu)型式 時(shí)，還應(yīng)考慮汽車的類型、使用要求、制造條件、材料供應(yīng)等。 4.4.1 橋殼的結(jié)構(gòu)型式 選用可分式橋殼。它的結(jié)構(gòu)如圖所示，整個(gè)橋殼由一個(gè)垂直結(jié)合面分為左右兩部分， 每一部分均由一個(gè)鑄件殼提和一個(gè)壓入其外端的半軸套管組成。半軸套管與殼體用鉚釘聯(lián) 接。 圖 4-9 可分式橋殼 湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2007 19 5 結(jié)論 此次設(shè)計(jì)了驅(qū)動(dòng)橋及其各個(gè)部件，包括驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)、主減速器的設(shè)計(jì)、差速器的設(shè) 計(jì)、半軸的設(shè)計(jì)和橋殼的設(shè)計(jì)。 所選擇的主減速比在滿足汽車在給定使用的條件下，具有最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。 差速器在保證左、右驅(qū)動(dòng)車輪能以汽車動(dòng)力學(xué)所要求的差速滾動(dòng)外并能將轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)而連續(xù) 不斷地傳遞給左、右驅(qū)動(dòng)車輪。驅(qū)動(dòng)橋各零部件在保證其強(qiáng)度、剛度、可靠性及使用壽命 的前提下，減小簧下質(zhì)量。初步改善了汽車的平順性。選用的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修也比較方便， 制造容易。但同時(shí)，在驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)上還存在著不足，有待解決。 低速載貨汽車后驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 20 參 考 文 獻(xiàn) [1] GB18320-2001，農(nóng)用運(yùn)輸車 安全技術(shù)條件 [S]． [2] 王望予．汽車設(shè)計(jì)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005． [3] 劉惟信.汽車設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001. [4] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004，1. [5] 周開勤.機(jī)械零件手冊(cè).北京：高等教育出版社，2001. [6] 溫芳,黃華梁.基于模糊可靠度約束的差速器行星齒輪傳動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 2004.6. [7] 成大先．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（1~4 冊(cè)）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1993． 湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2007 21 致 謝 為期三個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，回顧整個(gè)過程，我深有感受。在設(shè)計(jì) 工作開始之前，李老師帶領(lǐng)我們參觀了很多汽車企業(yè)，老師和一些技術(shù)人員認(rèn) 真地給我們講解了其工作原理，分析了各部件的功能特性和構(gòu)造，避免了我在 畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中的盲目性。在設(shè)計(jì)過程中，我翻閱了大量的相關(guān)資料，同時(shí)將 大一至大四上學(xué)期所學(xué)的相關(guān)專業(yè)課本認(rèn)真的溫習(xí)了一邊，增加了很多理論知 識(shí)。以前我對(duì)汽車的工作原理、工廠的工作環(huán)境和汽車的構(gòu)造，沒什么認(rèn)識(shí)， 但通過這次設(shè)計(jì)，我了解了，也感受到了。總之，這次設(shè)計(jì)，使我將四年中所 學(xué)到的基礎(chǔ)知識(shí)得到了一次綜合應(yīng)用，使學(xué)過的知識(shí)結(jié)構(gòu)得到科學(xué)組合，同時(shí) 也從理論到實(shí)踐發(fā)生了一次質(zhì)的飛躍，可以說這次設(shè)計(jì)是理論知識(shí)與實(shí)踐運(yùn)用 之間互相過渡的橋梁。 知識(shí)的鞏固固然重要，但能力的培養(yǎng)同樣不可忽略。我覺得這次設(shè)計(jì)的完 成,不僅鍛煉了我搞設(shè)計(jì)的工作能力，培養(yǎng)了我獨(dú)立思考的能力，解決困難的方 法，并且也培養(yǎng)了我獨(dú)立﹑創(chuàng)新﹑力求先進(jìn)的思想。同時(shí)我認(rèn)識(shí)到：無論做什 么事，只要你深入的去做，難事不難，但如果你不去用心的做，易事不易。機(jī) 不可失，我在這次的設(shè)計(jì)中傾注了大量的心血，盡一切力量爭(zhēng)取將設(shè)計(jì)做到在 最好。我認(rèn)為我在這段時(shí)間內(nèi)所有的收獲，對(duì)我今后的學(xué)習(xí)和工作會(huì)是一筆難 得的財(cái)富。 由于本人以前對(duì)汽車結(jié)構(gòu)和制造過程了解不多，實(shí)踐知識(shí)更是不足，但李 老師總是耐心地給我講解有關(guān)方面的知識(shí)，及時(shí)了解我設(shè)計(jì)中遇到的難題，使 我得以在短時(shí)間內(nèi)完成設(shè)計(jì)工作，同時(shí)教導(dǎo)我們不管是在以后的工作還是學(xué)習(xí) 中，都要保持治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，李老師以及其他指導(dǎo)老師 付出了辛勤的勞動(dòng)，在此向他們表示衷心的感謝。此次設(shè)計(jì)的圓滿完成與同組 其他人員的通力合作也是分不開的，他們給了我許多幫助和指點(diǎn)，在此一并表 示感謝！ 由于自己能力所限，時(shí)間倉促,設(shè)計(jì)中還存在許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師 同學(xué)給予批評(píng)指正。 低速載貨汽車后驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 22 附 錄 序號(hào) 圖名 圖號(hào) 圖幅 1 總裝圖 YC1040-04-00 A0 2 后橋殼蓋 YC1040-04-01 A1 3 后橋殼 YC1040-04-02 A0 4 后橋左半軸總成 YC1040-04-03 A1 5 后橋半軸套管凸緣 YC1040-04-04 A3 6 后鋼板彈簧固定座 YC1040-04-05 A3 7 后橋半軸套管襯套 YC1040-04-06 A4 8 后橋半軸導(dǎo)向襯套 YC1040-04-07 A4