重型货车驱动桥设计-开题报告.doc

毕业设计（论文）开题报告学生姓名系部专业、班级指导教师姓名职称讲师从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称重型货车驱动桥设计一、课题研究现状、选题目的和意义1、选题目的：本设计课题是重型载货汽车驱动桥的设计。驱动桥作为汽车四大总成之一，它的性能的好坏直接影响整车性能，而对于载重汽车显得尤为重要。当采用大功率发动机输出大的转矩以满足目前载重汽车的快速、重载的高效率、高效益的需要时，必须要搭配一个高效、可靠的驱动桥。所以设计出结构简单、工作可靠、造价低廉的驱动桥，能大大降低整车生产的总成本，推动汽车经济的发展。2、选题意义：汽车驱动桥位于传动系的末端，其基本功用是增大由传动轴或直接从变速器传来的转矩，将转矩合理的分配给左、右驱动车轮具有汽车行驶运动学所要求的差速功能；同时，驱动桥还要承受作用于路面和车架或车厢之间的铅垂力、纵向力和横向力。驱动桥一般由主减速器，差速器，驱动车轮的传动装置和桥壳组成。汽车传动系总任务是传递发动机的动力，使之适应于汽车行驶的需要。在一般汽车的机械式传动中，有了变速器还不能完全解决发动机特性与汽车行驶要求间的矛盾和结构布置上的问题。首先是因为绝大多数的发动机在汽车上是纵向安置的，为使其转矩能传给左、右驱动桥的主减速器来改变转矩的传递方向，同时还得有驱动桥的差速器来解决左、右驱动车轮间的转矩分配问题和差速要求。其次是因为变速器的主要任务仅在于通过选择适当的档位数及各档传动比，以使内燃机的转矩转速特性能适应汽车在各种行驶阻力下对动力性与经济性的要求，而驱动桥主减速器的功用则在于当变速器处于最高档位时，使汽车有足够的牵引力、适当的最高车速和良好的燃料经济性。 对于重型载货汽车来说，要传递的转矩较乘用车和客车，以及轻型商用车都要大得多，以便能够以较低的成本运输较多的货物，所以选择功率较大的发动机，这就对传动系统有较高的要求，而驱动桥在传动系统中起着举足轻重的作用。随着目前国际上石油价格的上涨，汽车的经济性日益成为人们关心的话题，这不仅仅只对乘用车，对于载货汽车，提高其燃油经济性也是各商用车生产商来提高其产品市场竞争力的一个法宝。为了降低油耗，不仅要在发动机的环节上节油，而且也需要从传动系中减少能量的损失。这就必须在发动机的动力输出之后，在从发动机传动轴驱动桥这一动力输送环节中寻找减少能量在传递的过程中的损失。在这一环节中，发动机是动力的输出者，也是整个机器的心脏，而驱动桥则是将动力转化为能量的最终执行者。因此，在发动机相同的情况下，采用性能优良且与发动机匹配性比较高的驱动桥便成了有效节油的措施之一。所以设计新型的驱动桥成为新的课题。3、研究现状，国内外背景及发展趋势：由于设计的是重型载货汽车的后驱动桥，一般选用非断开式结构以与非独立悬架相适应，该种形式的驱动桥的桥壳是一根支撑在左右驱动车轮的刚性空心梁，一般是铸造或钢板冲压而成，主减速器，差速器和半轴等所有传动件都装在其中，此时驱动桥，驱动车轮都属于簧下质量。 驱动桥的结构形式有多种，基本形式有三种如下： 1)中央单级减速驱动桥。此是驱动桥结构中最为简单的一种，是驱动桥的基本形式， 在载重汽车中占主导地位。一般在主传动比小于6的情况下，应尽量采用中央单级减速驱动桥。目前的中央单级减速器趋于采用双曲线螺旋伞齿轮，主动小齿轮采用骑马式支承， 有差速锁装置供选用。 2)中央双级驱动桥。在国内目前的市场上，中央双级驱动桥主要有2种类型：一类如伊顿系列产品，事先就在单级减速器中预留好空间，当要求增大牵引力与速比时，可装入圆柱行星齿轮减速机构，将原中央单级改成中央双级驱动桥，这种改制“三化”（即系列化，通用化，标准化）程度高， 桥壳、主减速器等均可通用，锥齿轮直径不变；另一类如洛克威尔系列产品，当要增大牵引力与速比时，需要改制第一级伞齿轮后，再装入第二级圆柱直齿轮或斜齿轮，变成要求的中央双级驱动桥，这时桥壳可通用，主减速器不通用， 锥齿轮有2个规格。 由于上述中央双级减速桥均是在中央单级桥的速比超出一定数值或牵引总质量较大时，作为系列产品而派生出来的一种型号，它们很难变型为前驱动桥，使用受到一定限制；因此，综合来说，双级减速桥一般均不作为一种基本型驱动桥来发展，而是作为某一特殊考虑而派生出来的驱动桥存在。 3)中央单级、轮边减速驱动桥。轮边减速驱动桥较为广泛地用于油田、建筑工地、矿山等非公路车与军用车上。当前轮边减速桥可分为2类：一类为圆锥行星齿轮式轮边减速桥；另一类为圆柱行星齿轮式轮边减速驱动桥。 综上所述，二级减速桥主减速器减速速比小，主减速器总成相对较小，桥包相对减小，因此离地间隙加大，通过性好。该系列桥总成主要用于公路运输，以及石油、工矿、林业、野外作业和部队等领域。单级桥由主减速器一级减速，桥包尺寸大，离地间隙小，相对双级桥而言，其通过性较差，主要用于公路运输车辆。 单级减速驱动桥制造工艺简单，成本较低，是驱动桥的基本类型，在重型汽车上占有重要地位。与带轮边减速器的驱动桥相比，由于产品结构简化，单级减速驱动桥机械传动效率提高，易损件减少，可靠性提高。 二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题汽车工业一直是CADCAMCAE系统应用的先锋，应用AUTOCAD软件对重型驱动桥进行设计，使其结构更合理，同时可以锻炼使用工具软件的能力，提高综合设计的能力，还可以培养正确的研究方法、理论联系实际的工作作风、严肃求实的学习态度，拟解决的主要问题：（1）驱动桥和主减速器、差速器、半轴、驱动桥桥壳的结构形式选择（2）主减速器的参数选择与设计计算（3）差速器的设计与计算（4）半轴的设计与计算（5）驱动桥桥壳的设计（6）CAD绘制装配图、零件图。三、技术路线（研究方法） 搜索相关资料，了解重型货车驱动桥构造根据标准进行减速器、差速器、半轴、驱动桥壳的结构形式选择对主减速器、差速器、半轴、驱动桥桥壳的参数进行计算 使用AUTOCAD软件，绘制各零部件的草图 初步审核，查找不足之处，修改设计方案 再次复核，最终确定设计方案，完成设计四、进度安排（1） 第1、2周调研、资料收集，完成开题报告（2） 第3周研究重型货车驱动桥和主减速器、差速器、半轴、驱动桥桥壳的结构形式选择（3） 第4周对所收集的材料进行整理，完成主减速器、差速器、半轴、驱动桥桥壳的参数计算（4） 第5-6周开始用软件进行绘图撰写说明书（5） 第7-10周完善设计内容，并完成大部分图纸（6） 第11-13周完成主要设计，进行预答辩（7） 第14-16周设计说明书修改及完善（8） 第17周毕业设计答辩五、参考文献1 李万敏,李延彬. 重型载货车驱动桥壳有限元分析J. 吉首大学学报(自然科学版) , 2009, (03) 2 杨波,罗金桥.基于ANSYS的汽车驱动桥壳的有限元分析J. CAD/CAM与制造业信息化,2005, (09) 3 石光林,王镇江,王海波. ZL50型轮式装载机冲焊结构驱动桥壳有限元分析J. 工程机械,2008, (09)4 姜武华, 李强. 基于ANSYS重型商用车驱动桥壳有限元分析J. 机械 , 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), 73-746 苏丹,赵宏梅. 驱动桥集成建模方法的研究J . 机械设计与制造, 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 徐东云,殷琳,熊毅. 轮式装载机驱动桥壳体类零件的损伤与修复 J. 工程机械,2007,38(1)9 金建国,周明华,邬学军. 参数化设计总数J. 计算机工程与应用,2003,(7)10 陈效华,余剑飞等. 驱动桥智能化建陵系统中关键技术的详细设计J. 汽车工程,2003,(9)11 石蜂等. 参数化CAD系统的关键技术研究J. 工程图学学报J,200112 褚志刚等汽车驱动桥壳破坏机理分析研究叨设计与计算，2001(6)：29-3313 陈效华驱动桥集成建模系统概要设计J汽车工程，2003，25(1)：39-4214 陈效筝基于有限元方法的微型汽车驱动桥结构分析J.中国制造业，2003，32(4)：65-6715 李红渊,李萍锋. 载重汽车驱动桥主减速器设计J . 农业装备与车辆工程, 2009 , (10)16 刘惟信. 汽车车桥设计(汽车设计丛书)M. 北京：清华大学出版社200417 王铁等轮式工程机械驱动桥主减速器齿轮的可靠性优化设计J机械设计与制造，2003(4)六、备注指导教师意见：签字： 年 月 日