某輕型載貨汽車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)開題報(bào)告

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1、 設(shè)計(jì)（論文） 題目 輕型載貨汽車的驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)（論文） 類型（劃“√”） 工程設(shè)計(jì) 應(yīng)用研究 開發(fā)研究 基礎(chǔ)研究 其它 √ 一、 本課題的研究目的和意義 隨著時(shí)代的發(fā)展，汽車的作用日益明顯，已成了我們生活比不缺少的工具。汽車也發(fā)展程度也成為衡量一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展程度的重要標(biāo)志。汽車不僅作為一種代步工具，同時(shí)它在運(yùn)輸業(yè)中也有著非常重要的地位，特別是在一些短途運(yùn)輸中。因此載貨汽車的發(fā)展也非常迅速，載貨汽車總的分為重型和輕型兩種。 汽車驅(qū)動(dòng)橋在汽車的各種總成中是涵蓋機(jī)械零件、部件、分總成等的品種最多的總成。例如，驅(qū)動(dòng)橋一般由主減速器、差速器、車輪

2、傳動(dòng)裝置和橋殼組成。由此可見，汽車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)涉及的機(jī)械零部件及元件的品種極為廣泛，對(duì)這些零部件、元件及總成的制造也幾乎要設(shè)計(jì)到所有的現(xiàn)代機(jī)械制造工藝。 并且隨著近年來油價(jià)的上漲，汽車的運(yùn)輸成本也越來越高，因此在保證汽車的動(dòng)力性的前提下，提高其燃油經(jīng)濟(jì)性也變得非常重要。為了降低油耗，不僅要在發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)節(jié)上節(jié)油，而且也需要從傳動(dòng)系中減少能量的損失。這就必須在發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出之后，在從發(fā)動(dòng)機(jī)—傳動(dòng)軸—驅(qū)動(dòng)橋這一動(dòng)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(dòng)機(jī)是動(dòng)力的輸出者，也是整個(gè)機(jī)器的心臟，而驅(qū)動(dòng)橋則是將動(dòng)力轉(zhuǎn)化為能量的最終執(zhí)行者。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)相同的情況下，采用性能優(yōu)良且與

3、發(fā)動(dòng)機(jī)匹配性比較高的驅(qū)動(dòng)橋便成了有效節(jié)油的措施之一。 同時(shí)，人們對(duì)于汽車的行駛平順性、操作穩(wěn)定性和平均行駛速度有了更高的要求，這都和汽車驅(qū)動(dòng)橋的選擇有著非常重要的關(guān)系。 綜上所述，通過對(duì)汽車驅(qū)動(dòng)橋的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)實(shí)踐，可以更好的學(xué)習(xí)并掌握現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)的全面知識(shí)和技能。 二、 本課題的主要研究內(nèi)容（提綱） 本課題是要設(shè)計(jì)一個(gè)在保證動(dòng)力性好的前提下，提高燃油經(jīng)濟(jì)性、汽車平順性和汽車操縱穩(wěn)定性的輕型載貨汽車。我負(fù)責(zé)的是汽車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)，其主要的研究內(nèi)容有： （1）研究國內(nèi)外汽車驅(qū)動(dòng)橋的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢以及目前主要存在問題等基本情況，研究各種驅(qū)動(dòng)橋的優(yōu)缺點(diǎn)、使用情況、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其基本

4、的原理等內(nèi)容； （2）驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)方案的分析、選擇與匹配； （3）主減速器的設(shè)計(jì)，包括結(jié)構(gòu)形式的對(duì)比與選擇、主要參數(shù)的選擇； （4）差速器的設(shè)計(jì)，包括結(jié)構(gòu)形式的對(duì)比與選擇、主要參數(shù)的選擇； （5）驅(qū)動(dòng)橋橋殼以及強(qiáng)度的分析； （6）驅(qū)動(dòng)橋整橋、主減速器、差速器和橋殼的工程圖的繪制。 三、 文獻(xiàn)綜述（國內(nèi)外研究情況及其發(fā)展） 1、 驅(qū)動(dòng)橋的作用和設(shè)計(jì)要求 車驅(qū)動(dòng)橋位于傳動(dòng)系的末端，其基本功用首先是增扭、降速，改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，即增大由傳動(dòng)軸或直接從變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，將并轉(zhuǎn)矩合理的分配給左、右驅(qū)動(dòng)車輪具有汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)所要求的差速功能；其次，驅(qū)動(dòng)橋還要承受作用于路面和車架或車廂之間的

5、鉛垂力、縱向力和橫向力，以及制動(dòng)力矩和反作用力矩等 計(jì)驅(qū)動(dòng)橋時(shí)應(yīng)當(dāng)滿足如下基本要求： 1） 選擇適當(dāng)?shù)闹鳒p速比，以保證汽車在給定的條件下具有最佳的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。 2） 外廓尺寸小，保證汽車具有足夠的離地間隙，以滿足通過性的要求。 3） 齒輪及其它傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪聲小。 4） 在各種載荷和轉(zhuǎn)速工況下有較高的傳動(dòng)效率。 5） 具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受和傳遞作用于路面和車架或車身間的各種力和力矩；在此條件下，盡可能降低質(zhì)量，尤其是簧下質(zhì)量，減少不平路面的沖擊載荷，提高汽車的平順性。 6） 與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)。 結(jié)構(gòu)簡單，加工工藝性好，制造容易，維修，調(diào)整方便。 2、

6、 驅(qū)動(dòng)橋的基本結(jié)構(gòu) 驅(qū)動(dòng)橋分為斷開式和非斷開時(shí)兩種。驅(qū)動(dòng)車輪采用獨(dú)立懸架時(shí)，應(yīng)采用斷開式驅(qū)動(dòng)橋；驅(qū)動(dòng)車輪采用非獨(dú)立懸架時(shí)，則應(yīng)用非斷開式驅(qū)動(dòng)橋。 普通非斷開式驅(qū)動(dòng)橋，由于結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉、工作可靠，廣泛用在各種載貨汽車、客車和公共汽車上，在多數(shù)的越野汽車和部分轎車上也采用這種結(jié)構(gòu)。他們的具體結(jié)構(gòu)、特別是橋殼結(jié)構(gòu)雖然各不相同，但是有一個(gè)共同特點(diǎn)，即橋殼是一根支承在左右驅(qū)動(dòng)車輪上的剛性空心梁，齒輪及半軸等傳動(dòng)部件安裝在其中。這時(shí)整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋、驅(qū)動(dòng)車輪及部分傳動(dòng)軸均屬于簧下質(zhì)量，汽車簧下質(zhì)量較大，這是它的一個(gè)缺點(diǎn)。 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

7、性整體外殼或梁。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)立懸掛相匹配，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粱或車廂底板上，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)的驅(qū)動(dòng)車輪由于采用獨(dú)立懸掛則可以彼此致立地相對(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)。 3、驅(qū)動(dòng)橋的發(fā)展現(xiàn)狀 目前我國正在大力發(fā)展汽車產(chǎn)業(yè)，采用后輪驅(qū)動(dòng)橋的汽車平衡性和操作性都將會(huì)有很大的提高。后輪驅(qū)動(dòng)的汽車加速時(shí)，牽引力將不會(huì)由前輪發(fā)出，所以在加速

8、轉(zhuǎn)彎時(shí)，司機(jī)就會(huì)感到有更大的橫向握持力，操作性能好。維修費(fèi)用低也是后輪驅(qū)動(dòng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，盡管由于構(gòu)造和車型的不同，這種費(fèi)用將會(huì)很大的差別。如果變速器出了障礙，對(duì)于后輪驅(qū)動(dòng)橋的汽車就不需要進(jìn)行維修，但是對(duì)于前輪驅(qū)動(dòng)的汽車來說也許就有這個(gè)必要了，因?yàn)檫@兩個(gè)部件是坐在一起的。所以后輪驅(qū)動(dòng)必然會(huì)使得乘車更加安舒適，從而帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。 目前國產(chǎn)驅(qū)動(dòng)橋在國內(nèi)市場占據(jù)了絕大部分份額，但仍有一定數(shù)量的車橋依賴進(jìn)口，國產(chǎn)車橋與國際先進(jìn)水平仍有一定差距。國內(nèi)車橋長的差距主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)和研發(fā)能力上，目前有研發(fā)能力的車橋廠家還不多，一些廠家僅僅停留在組裝階段。實(shí)驗(yàn)設(shè)備也有差距，比如工程車和牽引車在行駛過程中，齒

9、輪嚙合接觸區(qū)的形狀是不同的，國外先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備能夠模擬這種狀態(tài)，而我國現(xiàn)在還在摸索中。 在具體工藝細(xì)節(jié)方面，我國和世界水平的差距還比較大，歸根結(jié)底后橋的功用是承載和驅(qū)動(dòng)。在這兩方面，今年來出現(xiàn)了一些新的變化。另外，在結(jié)構(gòu)方面，單級(jí)驅(qū)動(dòng)橋的使用比例越來越高；技術(shù)方面，輕量化、舒適性的要求將逐步提高。總體而言，現(xiàn)在汽車向節(jié)能、環(huán)保、舒適等方面發(fā)展的趨勢，要求車橋向輕量化、大扭矩、低噪聲、寬速比、壽命長和低生產(chǎn)成本。 目前，國內(nèi)生產(chǎn)驅(qū)動(dòng)橋的廠家較多，品種和規(guī)格也較齊全，其性能和質(zhì)量基本上能夠滿足國產(chǎn)農(nóng)業(yè)機(jī)械和工程機(jī)械的使用需求，呈現(xiàn)了明顯的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)：由進(jìn)口國外產(chǎn)品向國產(chǎn)化發(fā)展，由小作坊向正規(guī)化產(chǎn)

10、業(yè)化發(fā)展，由低端產(chǎn)品向高端產(chǎn)品發(fā)展，由引進(jìn)國外技術(shù)向自主研發(fā)發(fā)展。在技術(shù)方面，通過不斷提高自身鑄鍛造技術(shù)及工藝水平來保證研發(fā)產(chǎn)品制造質(zhì)量；通過利用先進(jìn)科學(xué)的設(shè)計(jì)輔助手段來達(dá)到設(shè)計(jì)優(yōu)化的目的；通過不斷學(xué)習(xí)吸收國外先進(jìn)的技術(shù)逐步實(shí)現(xiàn)技術(shù)與國際接軌的目標(biāo)，從而提高產(chǎn)品的核心競爭力；通過運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)及方法來提高產(chǎn)品的性能，滿足市場需求，推進(jìn)機(jī)電一體化進(jìn)程。 　　目前國內(nèi)驅(qū)動(dòng)橋生產(chǎn)廠家分為四種類型。 　　一是與國際知名品牌廠家合作，利用國內(nèi)本土資源優(yōu)勢及國外先進(jìn)的技術(shù)支持生產(chǎn)。如1995年柳工與德國采埃孚公司在柳州建立的合資公司，除生產(chǎn)采埃孚高技術(shù)水平雙變外，還生產(chǎn)采埃孚高技術(shù)水平驅(qū)動(dòng)橋，供中國高

11、技術(shù)及出口裝載機(jī)、平地機(jī)等配套，為中國高技術(shù)水平驅(qū)動(dòng)橋技術(shù)的發(fā)展起到了促進(jìn)作用。成工引進(jìn)了卡特三節(jié)式濕式橋的樣機(jī)，成功開發(fā)了成工的三節(jié)式系列濕式橋，已批量推向了市場。2005年，東風(fēng)車橋通過與美國德納公司合資合作，雙方斥巨資已經(jīng)建成國內(nèi)規(guī)模最大、效益最佳、管理最好的商用車橋公司，逐步融入全球汽車零部件大循環(huán)之中。徐州美馳車橋有限公司是由美國的阿文美馳公司和徐州工程機(jī)械集團(tuán)有限公司共同投資的合資公司，公司投資總額2408.7萬美元，注冊資本1680.3萬美元，其中美方股比為60%、中方為40%，擁有員工1000多人，其中工程技術(shù)人員100多人，主要產(chǎn)品包括各種輪式車輛用剛性橋、從動(dòng)橋、轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋

12、、轉(zhuǎn)向貫通驅(qū)動(dòng)橋、貫通橋。 　　二是通過引進(jìn)國外先進(jìn)的技術(shù)，依托本土的環(huán)境優(yōu)勢建立的民族企業(yè)，占據(jù)著國內(nèi)市場的大部份額。如引進(jìn)意大利菲亞特技術(shù)、依托于中國一拖旗下的一拖（洛陽）開創(chuàng)裝備科技有限公司就是典型的代表。其農(nóng)機(jī)驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品已從16馬力覆蓋至200馬力，所生產(chǎn)的80~160馬力驅(qū)動(dòng)橋在市場上占據(jù)著主導(dǎo)地位，有“中國第一橋”的美譽(yù)。此外，山東的前進(jìn)橋廠、煙臺(tái)捷林達(dá)橋廠以及新昌齒輪箱廠也在不斷借鑒國內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)，推動(dòng)國產(chǎn)驅(qū)動(dòng)橋的發(fā)展。 　　三是一些主機(jī)廠家根據(jù)自身需要，利用自身資源自產(chǎn)自用，也是國產(chǎn)驅(qū)動(dòng)橋的一種發(fā)展模式。比如常發(fā)集團(tuán)生產(chǎn)的中小馬力拖拉機(jī)上用的驅(qū)動(dòng)橋就是典型的生產(chǎn)自用型。此

13、外，龍工、徐工等工程機(jī)械廠家也生產(chǎn)自己整機(jī)上所用的驅(qū)動(dòng)橋，但這種模式僅為自給自足，很難滿足外部市場需求 4、驅(qū)動(dòng)橋的發(fā)展趨勢 目前國內(nèi)研究的重點(diǎn)在于：從橋殼的制造技術(shù)上尋求制造工藝先進(jìn)、制造效率高、成本低的方法；從齒輪減速形式上將傳統(tǒng)的中央單級(jí)減速器發(fā)展到現(xiàn)在的中央及輪邊雙極減速或雙級(jí)減速器結(jié)構(gòu)；從齒輪的加工形式上車橋內(nèi)部的主從動(dòng)齒輪、行星齒輪及圓柱齒輪逐漸采用靜默加工，以滿足汽車高速行駛要求及法規(guī)對(duì)于噪聲的控制要求。 隨著我國公路條件的改善和物流業(yè)對(duì)車輛性能要求的變化．汽車驅(qū)動(dòng)橋技術(shù)已呈現(xiàn)出向單級(jí)化發(fā)展的趨勢。 單級(jí)橋有主減速器，一級(jí)減速。橋殼尺寸大，離地間隙小，相對(duì)雙級(jí)橋而言，其通

14、過性較差，主要用于公路運(yùn)輸車輛。雙級(jí)橋有主減速器減速、輪邊減速器減速，形成二級(jí)減速。由于是二級(jí)減速，主減速器減速速比小，主減速器總成相對(duì)較小，橋殼尺寸相對(duì)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(yùn)輸，以及石油、工礦、林業(yè)、野外作業(yè)和部隊(duì)等領(lǐng)域。 單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品的優(yōu)勢在于單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋是驅(qū)動(dòng)橋中結(jié)構(gòu)最簡單的一種．制造工藝簡單，成本較低，是驅(qū)動(dòng)橋的基本類型，在重型汽車上占有重要地位。 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)向低速大轉(zhuǎn)矩發(fā)展的趨勢，使得驅(qū)動(dòng)橋的傳動(dòng)比同小速比發(fā)展。隨著公路狀況的改善，特別是高速公路的迅猛發(fā)展．汽車使用條件對(duì)汽車通過性的要求降低，因此，汽車不必像過去一樣．采用復(fù)雜的結(jié)構(gòu)提

15、高通過性。與帶輪邊減速器的驅(qū)動(dòng)橋相比，由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡化，單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋機(jī)械傳動(dòng)效率提高，易損件減少，可靠性提高。單級(jí)橋產(chǎn)品的優(yōu)勢為單級(jí)橋的發(fā)展拓展了廣闊的前景。從產(chǎn)品設(shè)計(jì)的角度看。重型車產(chǎn)品在主減速比小于6的情況下，應(yīng)盡量選用單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋 四、 擬解決的關(guān)鍵問題 我負(fù)責(zé)的驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)，擬解決的關(guān)鍵問題是： （1） 驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)方案的選擇與分析； （2） 主減速器結(jié)構(gòu)參數(shù)的選??； （3） 差速器結(jié)構(gòu)參數(shù)的選取； （4） 橋殼參數(shù)的選取與強(qiáng)度的分析。 五、 研究思路和方法 為了使設(shè)計(jì)研究結(jié)果建立在科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)幕A(chǔ)上，使設(shè)計(jì)更符合實(shí)際情況，研究思路和方法的選擇與運(yùn)用至關(guān)重要。對(duì)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)

16、計(jì)提出了以下研究思路和方法： (1)通過實(shí)習(xí)、調(diào)查、上網(wǎng)以及文獻(xiàn)檢索等多種有效方法，系統(tǒng)收集驅(qū)動(dòng)橋的研究成果和相關(guān)信息； (2)在對(duì)國內(nèi)外驅(qū)動(dòng)橋的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、市場等情況進(jìn)行系統(tǒng)分析研究的基礎(chǔ)上，確定設(shè)計(jì)策略，作為構(gòu)思總體設(shè)計(jì)方案的指導(dǎo)思想； （3）選型設(shè)計(jì)：根據(jù)汽車行駛的路況條件和設(shè)計(jì)參數(shù)要求進(jìn)行驅(qū)動(dòng)橋的選型； （4）參數(shù)化設(shè)計(jì)：根據(jù)整體設(shè)計(jì)要求，質(zhì)量、軸荷、載員數(shù)、動(dòng)力性、制動(dòng)性、平順性要求，確定發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力參數(shù)，確定主減速器、差速器、車輪傳動(dòng)裝置和橋殼的件結(jié)構(gòu)形式和基本參數(shù)； （5）計(jì)算機(jī)三維造型：根據(jù)理論計(jì)算的主要參數(shù)，對(duì)各零件和總成進(jìn)行三維造型和裝配，要遵循三維造型的原

17、則。 六、 本課題的進(jìn)度安排 1~2周 畢業(yè)實(shí)習(xí)，查閱總結(jié)文獻(xiàn)資料，搜集數(shù)據(jù)、圖片、資料等，確定畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容、思路和初步技術(shù)方案。學(xué)習(xí)熟悉軟件應(yīng)用、復(fù)習(xí)專業(yè)知識(shí)！ 3~4周 完成開題報(bào)告，并開始翻譯外文文獻(xiàn)，論證技術(shù)方案，確定詳細(xì)的設(shè)計(jì)內(nèi)容、完成任務(wù)、方法、技術(shù)路線。 5周 確定詳細(xì)的技術(shù)方案，完成論文翻譯。 6~8周 完成主減速器、差速器、橋殼、車輪傳動(dòng)裝置等的設(shè)計(jì)計(jì)算、選型等任務(wù)。 9~10周 完成計(jì)算機(jī)建模、仿真、分析等內(nèi)容。 11~13周 完成工程圖繪制。 14~15周 完成論文撰寫，檢查打印圖紙，準(zhǔn)備PPT，準(zhǔn)備答辯！ 16周

18、 裝訂論文，填寫學(xué)生設(shè)計(jì)手冊，論文答辯！ 七、 參考文獻(xiàn) [1] 吉林大學(xué) 陳家瑞主編 汽車構(gòu)造（上/下） 人民交通出版社 [2] 清華大學(xué) 余志生主編 汽車?yán)碚? 機(jī)械工業(yè)出版社 [3] 吉林大學(xué) 王望予主編 汽車設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 [4] 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室主編，濮良貴，紀(jì)名剛主編 機(jī)械設(shè)計(jì) 高等教育出版社 [5] 劉惟信主編 汽車車橋設(shè)計(jì) 清華大學(xué)出版社 [6]最新汽車設(shè)計(jì)使用手冊 黑龍江人民出版社 [7] Vehicle axle loads identi?cation us

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