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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: 車輛工程B07-5 學 生 姓 名: 許文鈺 導 師 姓 名: 呂德剛 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 許文鈺 系部 汽車與交通工 程學院 專業(yè)、班級 車輛工程B07-5班 指導教師姓名 呂德剛 職稱 講師 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是否 題目名稱 重型貨車驅動橋設計 一、課題研究現(xiàn)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(jīng)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(shù)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?shù)臋n位數(shù)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(jīng)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?shù)淖罡哕囁俸土己玫娜剂辖?jīng)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(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，這不僅僅只對乘用車，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(xiàn)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(shù)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(tǒng)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(lián)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(shù)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(jù)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(shù)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(shù)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(shù)化設計總數(shù)[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(tǒng)中關鍵技術的詳細設計[J]. 汽車工程,2003,(9) [11] 石蜂等. 參數(shù)化CAD系統(tǒng)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(tǒng)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