某皮卡车驱动桥的设计开题报告.docx

天津科技大学本科生毕业设计（论文）开题报告学 院 机械工程学院 专 业 2011汽车工程 题 目 某皮卡车驱动桥的设计 姓 名 卢剑 指导教师（签名） 年 月 日拟选题目某皮卡车驱动桥的设计选题依据及研究意义驱动桥位于传动系末端，其基本功用首先是增扭降速，改变转矩传递方向，即增大由传动轴或直接从变速器传来的转矩，并将转矩合理地分配给左右驱动车轮；其次，驱动桥还要承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力，纵向力和横向力，以及制动力矩和反作用力矩等。驱动桥一般由主减速器，差速器，车轮传动装置和桥壳组成。转向驱动桥和等速万向节。汽车驱动桥是汽车的重大总成，承载着汽车的满载簧荷重及地面经车轮、车架及承载式车身经悬架给予的铅垂力、纵向力、横向力及其力矩，以及冲击载荷；驱动桥还传递着传动系中的最大转矩，桥壳还承受着反作用力矩。汽车驱动桥结构型式和设计参数除对汽车的可靠性与耐久性有重要影响外，也对汽车的行驶性能如动力性、经济性、平顺性、通过性、机动性和操动稳定性等有直接影响。另外，汽车驱动桥在汽车的各种总成中也是涵盖机械零件、部件、分总成等的品种最多的大总成。例如，驱动桥包含主减速器、差速器、驱动车轮的传动装置（半轴及轮边减速器）、桥壳和各种齿轮。由上述可见，汽车驱动桥设计涉及的机械零部件及元件的品种极为广泛，对这些零部件、元件及总成的制造也几乎要设计到所有的现代机械制造工艺。因此，通过对汽车驱动桥的学习和设计实践，可以更好的学习并掌握现代汽车设计与机械设计的全面知识和技能。 驱动桥的结构型式与驱动车轮的悬挂型式密切相关。当驱动车轮采用非独立悬挂时，都是采用非断开式驱动桥；当驱动车轮采用独立悬挂时，则配以断开式驱动桥。与非断开式驱动桥相比较，断开式驱动桥能显著减少汽车簧下质量，从而改善汽车行驶平顺性，提高了平均行驶速度；减小了其策划行驶时作用于车轮和车桥上的动载荷，提高了零部件的使用寿命；增加了汽车的离地间隙；由于驱动车轮与路面的接触情况及对各种地形的适应性较好，增强了车轮的抗侧滑能力；若与之配合的独立悬架导向机构设计合理，可增加汽车的不足转向效应，提高汽车的操纵稳定性。但其结构复杂，成本较高。断开式驱动桥在乘用车和部分越野汽车上应用广泛。非断开式驱动桥结构简单，成本低，工作可靠，但由于其簧下质量较大，对汽车的行驶平顺性和降低动载荷有不利的影响。本题的研究目的在于皮卡车这一类的轻型载货汽车驱动桥的设计及计算，查阅相关资料其间我会结合绘图，分析软件对设计工作简化，这对自己来说也是一项尝试与挑战，对我的以后的工作也会有极大收益。文献综述（对已有相关代表性研究成果的综合介绍与评价） 国内现状 我国正在大力发展汽车产业，采用后轮驱动桥的汽车平衡性和操作性都将会有很大的提高。后轮驱动的汽车加速时，牵引力将不会由前轮发出，所以在加速转弯时，司机就会感到有更大的横向握持力，操作性能好。维修费用低也是后轮驱动的一个优点，尽管由于构造和车型的不同，这种费用将会很大的差别。如果变速器出了障碍，对于后轮驱动桥的汽车就不需要进行维修，但是对于前轮驱动的汽车来说也许就有这个必要了，因为这两个部件是坐在一起的。所以后轮驱动必然会使得乘车更加安舒适，从而带来可观的经济效益。 国产驱动桥在国内市场占据了绝大部分份额，但仍有一定数量的车桥依赖进口，国产车桥与国际先进水平仍有一定差距。国内车桥长的差距主要体现在设计和研发能力上，目前有研发能力的车桥厂家还不多，一些厂家仅仅停留在组装阶段。实验设备也有差距，比如工程车和牵引车在行驶过程中，齿轮啮合接触区的形状是不同的，国外先进的实验设备能够模拟这种状态，而我国现在还在摸索中。 在具体工艺细节方面，我国和世界水平的差距还比较大，归根结底后桥的功用是承载和驱动。在这两方面，今年来出现了一些新的变化。另外，在结构方面，单级驱动桥的使用比例越来越高；技术方面，轻量化、舒适性的要求将逐步提高。总体而言，现在汽车向节能、环保、舒适等方面发展的趋势，要求车桥向轻量化、大扭矩、低噪声、宽速比、寿命长和低生产成本。 目前，国内生产驱动桥的厂家较多，品种和规格也较齐全，其性能和质量基本上能够满足国产农业机械和工程机械的使用需求，呈现了明显的产业特点：由进口国外产品向国产化发展，由小作坊向正规化产业化发展，由低端产品向高端产品发展，由引进国外技术向自主研发发展。在技术方面，通过不断提高自身铸锻造技术及工艺水平来保证研发产品制造质量；通过利用先进科学的设计辅助手段来达到设计优化的目的；通过不断学习吸收国外先进的技术逐步实现技术与国际接轨的目标，从而提高产品的核心竞争力；通过运用先进的技术及方法来提高产品的性能，满足市场需求，推进机电一体化进程。 国外现状 在西欧，带轮边减速的双级主减速器后驱动桥只占整个产品的40%，且有呈下降趋势，在美国只占10%。其原因是这些地区的道路较好，采用单级减速双曲线螺旋锥齿轮副成本较低，故大部分均采用这种结构。国外汽车驱动桥已普遍采用限滑差速器N一Pin牙嵌式或多片摩擦盘式、湿式行车制动器等先进技术。限滑差速器大大减少了轮胎的磨损，而湿式行车制动器则提高了主机的安全性能，简化了维修工作。国内仅一部分车使用N。一Pin牙嵌式差速器。限滑差速器成本较高，因而在多数国产驱动桥上一直没有得到应用。目前向国内提供限滑差速器的制造商主要是美国TraCtech公司和德国采埃孚公司。美国Tractech公司在苏州的工厂即将建成投产，主要生产牙嵌式、多片摩擦盘式和比例扭矩(三周节)差速器(锁紧系数3.5)。国内如徐工、鼎盛天工等主机制造商等原来自制一部分牙嵌式差速器，后因质量不过关而放弃。 亚洲、非洲和南美国家则采用带轮边减速的双级主减速器的驱动桥，用于非道路和恶劣道路使用的车辆。因此可以得出结论:一个国家的道路愈差，则采用带轮边减速双级主减速器驱动桥愈多，反之，则愈少。国内有几个制造商生产比例扭矩差速器，但均为单周节，锁紧系数138，较三周节要小得多。徐州良羽传动机械有限公司在停车制动器(液压)上也做了一些工作，主要用于重型卡车产品，但国产此类产品的可靠还有待提高。 目前在开发设计上，绘图软件的应用CAD，CATIA CAE ANSYS等在汽车设计上逐渐趋于成熟 。这些软件同样可以应用于主减速器结构的设计和齿轮的加工中，有限元分析，虚拟实验等也被采用，齿轮设计也初步实现了计算机编程的电算化。现在的减速器设计开发的突出特点是：产品性能参数设计上完全遵从模块化设计原则，产品配套实现车型的平台化，造型和结构更加合理，更宜于组织批量生产，更适应现代工业不断发展，更能应对频繁的车型换代和产品系列化的特点，这些都对基础件产品提出越来越高的配套要求。需要在产品设计上不断地进行二次开发和持续改进。以满足快速多变的市场需求。 目前我国的驱动桥制造企业主要由测绘，引进，开发三种模式为主，主要存在技术含量低，开发模式落后，技术创新力不够，计算机辅助运用设计不足。只有很少一部分有技术实力的公司，具备完善的开发体系和流程，也具有完善的实验手段，但这也是建立在引进外国后桥进行逆向研究，结合实际情况开发得来的，本质还是仿制为主。所以我国的驱动桥研究设计与国外的驱动桥设计还有很大的差距。不过在近年来新技术的发展带动下，汽车领域得到了很多应用和推广，通过引进国外最新技术，提高研究设计水平，我国的驱动桥设计与制造将会得到巨大的发展。 国产品牌江铃生产的皮卡车 我国的皮卡车市场前景广大 运用三维造型软件CATIA造型研究内容（包括基本思路、框架、主要研究方式、方法等）1、基本思路 （1）、针对驱动桥在皮卡车上应用选择设计参数 （2）、驱动桥的结构方案选定 （3）、主减速器的设计 （4）、差速器的设计（5）、车轮传动装置的设计 （6）、 驱动桥壳的设计2、框架驱动桥的了解选择悬架 驱动桥结构方案的选择结构形式的选择主减速器减速形式锥齿轮支承方案主减速器结构形式选择参数选择及计算载荷选择结构形式差速器设计齿轮参数选择齿轮强度计算车轮传动装置的设计结构形式分析半轴可靠性设计及计算驱动桥壳的设计3、主要研究方式、方法通过查找书籍、参考文献以及网上的查询，认真的了解驱动桥的具体构造和原理，根据汽车行驶的路况条件和设计参数要求进行驱动桥的选型，然后通过相关的计算了解和熟悉驱动桥各组成的构造，最后完成设计。主要参阅文献1王望予汽车设计M北京：机械工业出版社，2004：781132余志生汽车理论M北京：机械工业出版社，2009：2032513吴际璋汽车构造M北京：人民交通出版社，2004：34664王三民诸问俊.机械原理与设计M北京：机械工业出版社，2001：76985张学孟汽车齿轮设计M北京：机械工业出版社，2001：22686孙恒机械原理M北京：高等教育出版社，2006：1742077Hadi Goli,Saeed Minaee,Ali Jafari.An instrument drive axle to measure tire tractive performance .Journal of Terramechanics.2012,(49):3093148D. C. Kim, I. H. Ryu, K. U. Kim .Analysis of Tractor transmission and drive axle loads .Vol. 44(4): 7517579濮良贵，纪名刚机械设计M第八版北京：高等教育出版社，2006：510张学忱 .张涛. 张慧波.CA1040P90L2 轻型货车驱动桥设计.工程图图学报.2011第6期.11Yimin Shao , Jing Liu a, Chris K. Mechefske .Drive axle housing failure analysis of a mining dump truck based on the load spectrum Engineering Failure Analysis ,2011,(49): 1049105712齐东东.CA1091型载重货车驱动桥壳结构分析及轻量化研究D.太原：太原理工大学，201313孙瑞峰.载重汽车系列驱动桥参数化设计与分析系统研究D.青岛：青岛理工大学，2011 14杜辅东.某型号主减速器设计方案研究D.哈尔滨：哈尔滨工程大学，200715胡磊.汽车主减速器螺旋锥齿轮参数化建模与有限元分析D.武汉：武汉理工大学，2008其它说明指导教师是否同意开题签名:年 月 日教研室教学负责人签署签名:年 月 日说明：1、开题报告工作从第七学期学生确定毕业设计（论文）题目后开始，在教师指导下，学生通过调研、收资后，于第八学期第四周前完成。2、纸张填写不够可另加附页。