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哈爾濱工業(yè)大學本科畢業(yè)論文（設計）—開題報告 本科畢業(yè)論文（設計） 開 題 報 告 論文題目 某商用車雙速主減速器驅動橋設計 班 級 1001202 姓 名 汪方良 院（系） 汽車工程學院 導 師 劉濤 開題時間 2013年12月23日 - 16 - 1、 課題研究的目的和意義 本課題是為了提高汽車驅動橋的設計效率、縮短設計周期而提出的。 驅動橋處于汽車結構傳動系的末端，用來增大由傳動軸或直接由變速器傳來的轉矩，并將轉矩分配給左、右驅動車輪，并使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[1]。在一般的汽車結構中，驅動橋包括主減速器（又稱主傳動器）、差速器、驅動車輪的傳動裝置及橋殼等部件[2]。 對于商用車來說，要傳遞的轉矩較乘用車和客車都要大得多，以便能夠以較低的成本獲得更高的工作能力，所以選擇功率較大的發(fā)動機，這就對傳動系統(tǒng)有較高的要求，而驅動橋在傳動系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用[3]。隨著目前國際上石油價格的上漲，貨車的經(jīng)濟性日益成為人們關心的話題，這不僅僅只對貨車，對于汽車和其他工程機械，提高其燃油經(jīng)濟性也是各貨車生產(chǎn)商來提高其產(chǎn)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。 隨著AutoCAD、CATIA、ANSYS等計算機軟件的廣泛運用，在驅動橋的生產(chǎn)制造和工作過程中，廣泛的用到了計算機輔助設計CAD技術和計算機輔助工程CAE技術。把有限元法、優(yōu)化設計、疲勞累積損傷理論等應用到驅動橋設計當中后，不但節(jié)省了大量人力和時間，而且可以獲得技術、經(jīng)濟最佳的設計，大大提高了設計效率、縮短了設計周期[4]。 2、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 汽車和汽車工業(yè)在國民經(jīng)濟、現(xiàn)代社會及人民生活中具有十分重要的作用。在當前中國的經(jīng)濟建設事業(yè)中，汽車處于十分突出和優(yōu)先的地位。近年來汽車工業(yè)在中國機械工業(yè)各行業(yè)中，其增長速度雖有所回落，但相對比其它行業(yè)仍處于較高水平。但是中國汽車業(yè)的發(fā)展仍然遠遠趕不上需求，即使汽車工業(yè)的發(fā)展及汽車技術均有所提高，但中國汽車工業(yè)距國際水平還有相當?shù)牟罹唷Ｒ则寗訕驗槔?，雖然驅動橋的設計和制造工藝都在日益完善，除了廣泛采用新技術外，在結構設計中也日益朝著“零件標準化、部件通用化、產(chǎn)品系列化”的方向發(fā)展及生產(chǎn)組織的專業(yè)化日標前進。但驅動橋產(chǎn)品設計和研究方面距離仍然很大，這方面應該為中國的許多部門和企業(yè)所認識。目前，我國的驅動橋設計，基本上尚處在類比設計和經(jīng)驗設計階段，這樣的設計往往偏于保守而限制了驅動橋性能的提高和產(chǎn)品成本的降低。因此，我國驅動橋產(chǎn)品設計與國外的主要差距之一是所設計的驅動橋過于笨重。在現(xiàn)代驅動橋設計中，要使其做到盡可能的輕量化不但可以節(jié)省材料消耗和降低成本，而且可以合理的規(guī)劃汽車簧上簧下質量、降低動載和提高汽車的平順性[4-5]。? 汽車驅動橋是汽車的重要總成，它的性能好壞直接影響整車性能，而對于重型卡車尤為重要，當采用大功率發(fā)動機輸出大的轉矩以滿足目前重型卡車的快速、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。 對于中重型載貨汽車來說，要傳遞的轉矩比較于乘用車和客車，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(tǒng)有較高的要求，而驅動橋在傳動系統(tǒng)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(jīng)濟性日益成為人們關心的話題，這不僅僅對乘用車，對于載貨汽車，提高其燃油經(jīng)濟性也是各商用車生產(chǎn)商來提高其產(chǎn)品市場競爭力的一個法寶，因為中重型載貨汽車所采用的發(fā)動機都是大功率，大轉矩的，百公里油耗都較高。以解放CA141型卡車為例，其百公里油耗高達26.5L[6]。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，而驅動橋卻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[7]。所以設計新型的驅動橋便成為新的課題。? 目前國內(nèi)重型車橋生產(chǎn)企業(yè)也主要集中在中信車橋廠、東風襄樊車橋公司、濟南橋箱廠、漢德車橋公司、重慶紅巖橋廠和安凱車橋廠幾家企業(yè)。這些企業(yè)幾乎占到國內(nèi)重卡車橋90%以上的市場。? 目前國內(nèi)外驅動橋傳動系統(tǒng)結構設計出現(xiàn)了一下一些變化：? （1）、主要部件和功能向驅動橋的中部集中? 有些廠家開始把主減速器,?制動器和行星減速機構等集合在橋的中部,?但其優(yōu)點尚待考證。? （2）、橋殼采用球墨鑄鐵,?以提高整橋外觀質量?? 橋殼采用球墨鑄鐵,?加工成本低,?其鑄造及加工后的外觀質量均比現(xiàn)在大多采用的鑄鋼橋有很大的提高。? （3）、適應特種要求的多功能驅動橋? 為適應主機產(chǎn)品的特殊要求,?驅動橋產(chǎn)品供應廠家設法在橋上增加引進了一些特殊功能:自動充氣功能、超載報警功能、增添轉向油缸功能等,?增加了驅動橋產(chǎn)品的適應性[8-11]。 3. 本課題的研究內(nèi)容及技術方案 本論文主要是以某商用車的驅動橋設計為主，具體參數(shù)以解放CA141的相關參數(shù)為參考。通過實習、調(diào)查、上網(wǎng)以及文獻檢索等多種有效方法搜集相關資料后，決定按照以下步驟進行此次設計： （1）主減速器設計? ①?主減速器的結構形式及其基本參數(shù)的選擇；? ②?主減速器內(nèi)外零部件的結構分析、型式選擇及二維圖紙的繪制。? （2）差速器設計? ①?差速器的形式及其參數(shù)的選擇；? ②?同步器主要參數(shù)的確定及設計計算，繪制出二維圖紙。? （3）驅動車輪的傳動裝置設計? ①?半軸形式的確定及驅動車輪傳動裝置萬向節(jié)的選擇；? ②?半軸及驅動車輪傳動裝置萬向節(jié)二維圖紙的繪制。? （4）驅動橋橋殼設計? ① 橋殼的結構形式選擇及其受力分析、強度計算；? ② 驅動橋橋殼的二維設計。 （5）制動器設計? ①?制動器的形式和參數(shù)的確定；? ③ 制動器的設計計算，并進行三維實體模型的建立[12-16]。 4.進度安排 第1~3周：搜集資料，撰寫開題報告； 第4~7周：確定總體方案，進行驅動橋設計計算； 第8~13周：三維實體建模，繪制二維工程圖； 第14~15周：對驅動橋殼進行有限元分析； 第16~17周：撰寫畢業(yè)設計論文； 第18周：準備答辯。 [1]張學忱, 張濤, 張慧波. CA1040P90L2 輕型貨車驅動橋設計[J]. 工程圖學學報, 2011, 32(6): 5-8. [2] 劉昌仁. JQ8QH 后驅動橋設計[J]. 客車技術與研究, 1994, 3: 006. [3] 廖紅利, 楊愛民. DD32/120 系列后橋結構設計[J]. 客車技術, 2012 (3): 29-30. [4]張君媛, 楊陽. 汽車總布置的參數(shù)化設計[J]. 汽車技術, 1997 (10): 19-22. [5] 重卡驅動橋AGV裝配線的開發(fā).[ 2013-08-19]. http://auto.vogel.com.cn/2013/0819/news_376449.html [6] 谷旭照. 解放牌 CA141 型五噸載貨汽車簡介[J]. 汽車技術, 1987, 1: 001. [7] 許拔民. 汽車油耗標準及技術法規(guī)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 中國機動車排放控制委員會 CVEC 通訊, 2005. [8] 之昊. 2009 年上半年國內(nèi)重型車市場分析及下半年市場走勢預測[J]. 汽車情報, 2009 (21): 12-15. [9] 蒲俊萍. 風景這邊獨好——重慶紅巖車橋廠, 車架涂裝線技改項目竣工投產(chǎn)[J]. 中國物流與采購, 2004 (3): 60-61. [10] 劉軍利. 漢德公司成為 MAN 公司重型車橋亞洲區(qū)域唯一合作伙伴[J]. 商用汽車, 2004 (5): 18-18. [11] 韓世永. 旗艦起錨——東風德納車橋有限公司改革發(fā)展紀實[J]. 時代汽車, 2010, 4: 042. [12] 李紅淵, 李萍鋒. 載重汽車驅動橋主減速器設計[J]. 農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程, 2009, 10: 017. [13] 王小椿, 吳序堂, 彭煒. 高性能變傳動比差速器的研究[J]. 西安交通大學學報, 1990, 24(2): 1-8. [14] 張驕, 楊建偉. 重載貨車驅動橋殼有限元分析[J]. 機械設計與研究, 2010, 26(002): 118-120. [15] 梁洪明, 王靖岳, 李學明. 基于 CATIA 和 ANSYS 的貨車驅動橋殼有限元分析[J]. 汽車工程師, 2012 (10): 34-35. [16] 孫麗. 鼓式制動器設計與效能分析[J]. 現(xiàn)代制造工程, 2010 (008): 66-68. 開題報告檢查組意見：（以下空4~6行文字） 組長（簽字）： 年 月 日 （此行置于頁面底部分） - 6 -