1附 錄附錄 A 外文文獻(xiàn)原文A1 Establish and research on CA/CAE sysytem of automobile drive axle housing based on virtual prototype technologyVirtual prototype refer to a model which is in the step of product progress, occurring in the computer realm,, aiming at the optimization based on the CAD model used to stimulating analysis product. Virtual prototype in mainly used for test which was failed by physical test. Based on the result which is drawn from the stimulation result, it is easy to modify and guide design, until reach the optimistic design Automobile drive axle housing is a main part of a mobile. disconnect drive axle housing is used for bearing the mobile’s weight ,transferring the load to the wheels Drawing force, braking force lateral force and vertical force are transferred to frame and compartment by drive axle housing. So drive axle housing is either a bearing or a transmission item. If not correctly designed or some problem occurred while manufacturing, drive axle housing may deformed or fracture. As a traditional design method is so costly that is necessary to introduce the virtual prototype technology.A1.1 design scheme Traditional design method for drive axle housing is firstly giving a scheme ,manufacturing , a sample item then a series test (such as stiffness test bending fatigue test and static strenth test )is carried out Apparently this method is very money consuming ,and the final parameter may be not optimal .if adopt the Virtual prototype technology stimulazing kinds of working condition of drive axle housing ,and draw a series of optimal parameters .Based on these parameter the physical machine are carried out to do physical test .this method can save time ,cutting the cost ,thus bring in huge benefit to the enterprise.Modern trial production progress vary largely to the traditional one .As depicted ,in the picture ,A loop is absent in the traditional drive axle housing making virtual prototype can assess the cost quality and manufacturability on the computer. If the assessment is not satisfying, it is necessary to adjust .repeat a loop until reach a ideal parameter.This scheme design a software terrace, providing a interface for Solidworks patron and Nastron ,using superiority of this professional software ,and develop these software ,but a drive axle housing product design terrace.Considering the question of improving the analysis efficiency and simplifying finite element ,this system adopt a method which uses parametric modeling that is totally different from do make up for CAD model .And the CAD model is only used for oversight 2A1.2 Parameterized Modeling by SolidWorksThey are all available for second-time development of SolidWorks for the softwares that support OLE and COM. Because of design requirements, the development software of the system is Delphi and second development software of SolidWorks is OLE. The copyright of SolidWorks is 2006. To use this method, it must be registered for auto-severed including files sldworks.tlb and element files that filenames are SldWorks_TLB.pas severed by SolidWorks under Delphi program environment, and they are available after programs are complied.The topology structure of SolidWorks is typically five layers topology structure. A part is consist of bodies, and bodies include surfaces, and surfaces include edges, and edges include curves and points. It may use record in delphi to define bodies, surfaces and points these data structure and apply respectively to store topology information. The steps of the parameterized modeling of CAD by SolidWorks are as follows: firstly, it must be defined correctly for the relationship between automobile dimension and other dimensions. Secondly, initialize the various record and auto-product the drawing of axle housing using API function. Lastly, it is available for users to check the CAD model and modify various dimensions on the plate. The program can auto-modify the other relative dimensions and redraw the picture in SolidWorks by using the relationships that have been defined previously. A1.3 Patran & Nastran FEA analysisA1.3.1 PCL programMSC/PATRAN provides a fully functions program language for users, as PCL. PCL provide abundant of tables and menus and allow users to read and write all information in Patran database, which structure is similar with C language. The paper develops the analysis module of the automobile drive axle housing, which includes parameterize modeling, ALE, material definition, load cases definition, Nastran analysis submitted and results post-possessing and other functions.There are no special develop environment in PCL, generally the codes are written in test editor and saved as *.pcl format, and then the files are pre-compiled as *.cpp format in DOS, and debug them in Patran at last. The detail operates are as follows:Pre-compile *.pcl file:cpp *.pcl *.cppdebug *.cpp file in patran:!!input *.cppWhen starting, Patran will execute init.pcl file under its root catalogue. The file includes two commands:!!INPUT p3prolog.pcl and !!IPUT p3epilog.pcl. As pre-compile these two files when Patran starts. Users can write commands to initialize Patran starting 3viewport. For example, write commands：!!iput C:\MSC.Software\MSC.Patran\2005_r2\ rearhouse.cpp and rearhouse.init() in p3epilog.pcl, in which, rearhouse.cpp is the second-time development program for automobile drive axle housing. It will influence the starting speed, for this, users can write self-definition functions and compile them into a database, which Patran can call directly. The method is that:Input commands in Patran:!!COMPLIE rearhouse.cpp into rearhouse.plb!!library rearhouse.plb!!llibrar keepopen rearhouse.plbAs this, Patran can load including files when it starts and the speed is rather fast. For initialize the viewport, users need to input that: rearhouse,init().A1.3.2 Program Design FlowcharThe FEA parameterize modeling part is implemented as follows:Input various key parameters into delphi, and they will be compiled and format a file whose suffix is .cpp. The contents of init.pcl can be modified by dephi. As that, users can enter Patran by click “FEA parameterize modeling” in this system, and they will see a new file, whose drawing zone has complete FEA module. The program parts don’t need to communicate with users and just like a back program. In this progress it will need API function of Windows system. Due to they require high communicate for ALE, material definition, load cases definition, Nastran analysis submitted and results post-possessing and other functions, which are not convenient for delphi to control directly, these parts will be written by PCL. Patran may copy the .CPP files to the catalog such as “C:\MSC.Software\MSC.Patra\2005_r2”, and modify the relative contents in init.pcl file. Allowing for the special features of housing modeling and computing speed of computers, the program all use shell elements to simulate housing. Therefore it use sgm_const_surface_extrude() to product shell function when modeling, and use fem_create_mesh_surf_4() to mesh when FEA meshing. A1.4 Software application exampleThis software is established by the delphi computer language. After enter the system, preliminary design of automobile drive axle housing by basis mechanics must be completed to define the key dimension, then CAE/CAD modeling and analyzing of various operating conditions should be starting. The software interface is shown in the Figure A1, Figure A2 shows the solid model of axle housing by SolidWorks parameterized modeling.4Figure A1 The software interfaceFigure A2 The solid model of axle housingTable A1 illustrates material parameters whichComponent Material Modulus of elasticity Poisson ratio DensityDrive axle housing QT400-15 1.962E8 KPa 0.3 7.8E-6 kg/mm^3Half axle casing 45Mn2 2.1E8 KPa 0.28 7.9E-6 kg/mm^3Five operating conditions are analyzed by Patran&Nastran in this system, which are shown in Figure A5, static of 2.5 times full load, driving by the maximum drawing force, brake of full load, turning around of full load, brake of full load in turning around. Longitudinal direction, side direction, vertical direction and revolve of longitudinal direction constraints are laid on at the center of steel plate spring. Load is laid on at the half axle casing, which resulting stress is inconsistent with actual condition, bringing no impact on stress of other parts of axle housing. The result shows that Tresca stress on wheel side is larger in Table A3.Table A2 The stress of axle housing of 5 operating conditions5Static of 2.5 times full loadDriving by the maximum drawing forceBrake of full loadTurning around of full loadBrake of full load in turning aroundStress in critical section 175 87 93.5 158 205The allowable stress of axle housing is 400MPa, the design is very safe, which shown in the Table A2. Figure 8 illustrates the distribution of stress nearby the steel plate spring. Figure A3 The distribution of stress nearby the steel plate springTable A3 illustrates the former 9th order natural frequency of automobile drive axle housing by this system.Table A3 The former 9th order natural frequencyOrder 1 2 3 4 5 6 7 8 9Frequency 181.47 265.91 433.24 614.33 658.76 1119.9 1166 1347.4 1399.6Since the road is not absolutely smooth, automobile natural frequency often occur between 1~20Hz. Resonance of axle housing won’t be caused. This result is reasonable. Figure A4 The 1st order mode of vibration6附錄 B 外文文獻(xiàn)中文翻譯A1 基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的汽車驅(qū)動(dòng)橋橋殼 CAD/CAE 系統(tǒng)的建立于研究虛擬樣機(jī)是指在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，在計(jì)算機(jī)世界中，以優(yōu)化設(shè)計(jì)思想為指導(dǎo)，以產(chǎn)品 CAD 模型為基礎(chǔ)，利用各種相關(guān) CAE 分析軟件，進(jìn)行產(chǎn)品主要性能仿真分析的數(shù)字模型㈣。虛擬樣機(jī)主要進(jìn)行對(duì)物理樣機(jī)而言難以進(jìn)行的試驗(yàn)，根據(jù)虛擬樣機(jī)反饋的仿真結(jié)果，修正、指導(dǎo)設(shè)計(jì)，直至獲得系統(tǒng)級(jí)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。 驅(qū)動(dòng)橋橋殼是汽車上主要零件之一，非斷開式驅(qū)動(dòng)橋殼起著支承汽車荷重的作用，并將載荷傳給車輪。作用在驅(qū)動(dòng)車輪上的牽引力、制動(dòng)力、側(cè)向力和垂向力也經(jīng)過橋殼傳到懸架及車架或車廂上。因此，橋殼既是承載件又是傳力件。如設(shè)計(jì)不當(dāng)或制造工藝有問題時(shí)，會(huì)使橋殼變形或折斷。傳統(tǒng)橋殼設(shè)計(jì)方法代價(jià)過于昂貴，因此有必要引進(jìn)虛擬樣機(jī)技術(shù)。A1.1 設(shè)計(jì)方案以往的橋殼設(shè)計(jì)方法都是先提出一種方案，制造出物理樣機(jī)，然后通過剛度試驗(yàn)、靜強(qiáng)度試驗(yàn)、彎曲疲勞壽命試驗(yàn)等多次破壞性的物理試驗(yàn)來確定其性能參數(shù)、材料特性。顯然這種方法的代價(jià)是相當(dāng)昂貴的，而且最后得出的參數(shù)也不一定是最優(yōu)的。如果采用虛擬樣機(jī)技術(shù)先對(duì)驅(qū)動(dòng)橋橋殼工作的各種工況進(jìn)行仿真，在計(jì)算機(jī)里面通過參數(shù)優(yōu)化得出一組合理的設(shè)計(jì)參數(shù)值，然后再根據(jù)這組合理的參數(shù)值制造出物理樣機(jī)做物理試驗(yàn)。這種方法節(jié)省時(shí)間，降低成本，將為企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)代模式的新產(chǎn)品試制過程，和傳統(tǒng)的新產(chǎn)品試制過程有很大不同。A 循環(huán)部分為汽車驅(qū)動(dòng)橋橋殼新產(chǎn)品試制傳統(tǒng)方法中所無，即虛擬樣機(jī)部分。虛擬樣機(jī)可對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量、成本、可制造性（制造工藝性）等指標(biāo)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行評(píng)價(jià)，當(dāng)評(píng)價(jià)不滿意時(shí)，進(jìn)行修改設(shè)計(jì)，重復(fù) A 循環(huán)，直到獲得理想的參數(shù)為止。本方案設(shè)計(jì)開發(fā)一個(gè)軟件平臺(tái)，提供 SolidWorks、 Patran&Nastran 的接口，利用兩種專業(yè)應(yīng)用軟件在 CAD 建模和有限元分析方面的優(yōu)勢，分別對(duì)二者進(jìn)行二次開發(fā)，建立一個(gè)針對(duì)汽車驅(qū)動(dòng)橋橋殼產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)平臺(tái)?？紤]到提高有限元軟件的分析效率和有限元模型的簡化問題，本系統(tǒng)采用在Patran 中單獨(dú)參數(shù)化建模的方法，而不是直接修改簡化 CAD 模型，而 CAD 模型只用于觀察裝配干涉和生成二維生產(chǎn)圖。A1.2 SolidWorks 參數(shù)化建模凡支持 OLE 和 COM 編程的開發(fā)工具均可用于 SolidWorks 的二次開發(fā)。由于設(shè)計(jì)需要本系統(tǒng)采用 Delphi 作為開發(fā)工具，運(yùn)用 OLE 自動(dòng)化技術(shù)對(duì) SolidWorks 進(jìn)行二次開發(fā)。SolidWorks 版本為 2006 版。采用這種方法必須在 Delphi 編程環(huán)境中注冊(cè)由7SolidWorks 提供的自動(dòng)化服務(wù)類型庫文件 sldworks.tlb，生成名為 SldWorks_TLB.pas的單元文件，并在編譯程序時(shí)引用之方可。SolidWorks 的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為典型的五層式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。一個(gè)零件對(duì)象由體構(gòu)成，體中含面，面中含邊，邊中含曲線和頂點(diǎn)?？捎?delphi 中的 record 記錄定義體、面、點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，分剔用于存儲(chǔ)各自拓?fù)湫畔?。?SolidWorks 中 CAD 參數(shù)化建模過程如下：首先，定義好驅(qū)動(dòng)尺寸和其余尺寸間的關(guān)系。其次，初始化各 record，利用 API 函數(shù)自動(dòng)生成橋殼實(shí)體圖形。最后，用戶可以在本軟件平臺(tái)上檢查 CAD 模型并修改各尺寸參數(shù)，程序利用預(yù)先定義好的各尺寸間的關(guān)系，自動(dòng)修改橋殼其余相關(guān)尺寸，在SolidWorks 中重畫橋殼圖形。A1.3 Patran&Nastran 有限元分析。A1.3.1 PCL 編程MSC/PATRAN 為用戶提供了一種全功能的編程語言，即 PCL(PATRAN command language)lsi。 PCL 提供了豐富的表格和萊單庫，使用戶可以方便快捷的編制 Motif 界面，允許用戶讀寫 Patran 數(shù)據(jù)庫中的全部信息，其結(jié)構(gòu)和 C 語言類似。本文利用 PCL 語言開發(fā)包括參數(shù)化建模、自動(dòng)網(wǎng)格劃分、定義材料、定義工況、提交Nastran 分析和結(jié)果后處理等功能的汽車驅(qū)動(dòng)橋橋殼分析模塊。PCL 沒有專門的集成開發(fā)環(huán)境，一般都是在文本編輯器中編寫代碼，并將文本保存為*.pcl 格式，然后在 DOS 環(huán)境中將文件預(yù)編譯為 *.cpp 格式，最后在 Patran 中調(diào)試*.cpp 文件。具體操作如下：Patran 每次啟動(dòng)都會(huì)執(zhí)行其根目錄下的 init.pcl 文件，該文件中包含兩個(gè)命令：！!INPUT p3prolog.pcl 和！!INPUT p3epilog.pcl。即在 Patran 啟動(dòng)時(shí)預(yù)編譯p3prolog.pcl 和 p3epilog.pcl 文件。用戶可以在此二文件中寫入命令初始化 Patran 啟動(dòng)界面。如在 p3epilog.pcl 中寫入命令：??！ input C:＼ MSC.Software\MSC.Patran\2005_r2\rearhouse.cpp 和 rearhouse.init0，其中rearhouse.cpp 為汽車驅(qū)動(dòng)橋橋殼分析二次開發(fā)程序。會(huì)影響 Patran 的啟動(dòng)速度，用戶可以先將自己編寫的函數(shù)編譯到一個(gè)數(shù)據(jù)庫中，Patran 可直接調(diào)用。方法如下：在 Patran 命令行中輸入如下命令：！!COMPILE rearhouse.cpp into rearhouse.plb$編譯形成用戶化庫在 init.pcl 文件中輸入如下內(nèi)容：！!library rearhouse.plb! !library keepopen rearhouse.plb如此，Patran 肩動(dòng)時(shí)自動(dòng)加載庫文件，速度很快，用戶要初始化界面只需在命令8行中輸入：rearhouse.init0。按有限元分析一般流程，本文有限元參數(shù)化建模部分的實(shí)現(xiàn)如下：在 delphi 中輸入各關(guān)鍵參數(shù)，經(jīng)過 delphi 編譯后生成一個(gè)后綴名為.cpp 的文件，并由 delphi 程序控制修改 init.pcl 文件內(nèi)容，初始化 Patran。即用戶從此軟件系統(tǒng)中點(diǎn)擊“有限元參數(shù)化建?！卑粹o就會(huì)自動(dòng)進(jìn)入 patran 中，并看到一個(gè)新建的文件，其繪圖區(qū)中已有自動(dòng)建模完畢的有限元分析模型。在 Patran 看來這部分程序不需要同用戶交互操作，就像一個(gè)后臺(tái)程序。在此過程中需用到 Windows 系統(tǒng)的 API 函數(shù)。其余網(wǎng)格劃分、定義工況、定義材料、提交 nastran 分析、后處理等工作需要很高昀交互性，不便由 delphi 程序直接控制，因此實(shí)現(xiàn)這一部分功能的 PCL 程序單獨(dú)編寫。delphi 只將編譯好的實(shí)現(xiàn)這部分功能的.cpp 文件拷貝到如“C:＼ MSC.Software\MSC.Patran\2005_r2”這樣的目錄中，并修改 init.pcl 文件相應(yīng)的內(nèi)容，以便初始化 Patran 界面?？紤]到橋殼模型的特殊性以及計(jì)算機(jī)計(jì)算速度，本程序全部使用殼單元模擬橋殼。因此建模時(shí)用到如 sgm_con st_s urface_extrude()‘6】之類的生成殼體的函數(shù)，劃分有限元網(wǎng)格時(shí)使用 fem 一一 create_mesh_surf_4()之類的函數(shù)進(jìn)行殼體網(wǎng)格劃分。A1.4 軟件應(yīng)用實(shí)例本軟件系統(tǒng)使用 delphi 為開發(fā)語言。進(jìn)入本系統(tǒng)后，必須先根據(jù)基本力學(xué)公式對(duì)橋殼進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，得出橋殼的各關(guān)鍵尺寸，然后方可進(jìn)行 CAD/CAE 參數(shù)化建模和各種工況的分析。圖 A1 為本軟件系統(tǒng)界面，圖 A2 為由 SolidWorks 參數(shù)化建模的橋殼實(shí)體圖。圖 A1 汽車驅(qū)動(dòng)橋橋殼 CAD/CAE 集成系統(tǒng)界面圖9圖 A2 由 solidworks 參數(shù)化建模的某驅(qū)動(dòng)橋橋殼實(shí)體圖系統(tǒng)對(duì)該橋殼進(jìn)行有限元分析時(shí)所用材料參數(shù)如表 A1 所示。表 Al 汽車驅(qū)動(dòng)橋橋殼模型材料參數(shù)表零部件 材料 彈性模量 泊松比 密度驅(qū)動(dòng)橋殼 QT400-15 1.962E8 KPa 0.3 7.8E-6 kg/mm^3半軸套管 45Mn2 2.1E8 KPa 0.28 7.9E-6 kg/mm^3系統(tǒng)調(diào)用 Patran&Nastran 進(jìn)行靜力分析時(shí)分別模擬如表 2 所示的 5 種工況，即汽車 2.5 倍滿載靜止時(shí)、汽車滿載以最大牽引力行駛時(shí)、汽車滿載緊急制動(dòng)時(shí)、汽車滿載轉(zhuǎn)彎時(shí)、汽車滿載轉(zhuǎn)彎制動(dòng)時(shí)橋殼所受力的狀況。分析時(shí)分別在鋼板彈簧座中心處推力桿支座中心處沿汽車縱向、側(cè)向、垂向以及繞縱向轉(zhuǎn)動(dòng)施加約束，為消除剛體位移還需要在推力桿支座中心處施加其余約束。載荷加在半軸套管兩軸承中間，這樣使得軸承附近的應(yīng)力和實(shí)際不符，但不會(huì)影響橋殼其余部分的應(yīng)力分布。分析結(jié)果顯示板簧座和半軸套管焊接處靠車輪一側(cè) Tresca 應(yīng)力最大，其最大應(yīng)力值如表 A3 所示。表 A2 該驅(qū)動(dòng)橋橋殼在五種工況下的最大應(yīng)力汽車 2.5 倍滿載靜止時(shí)汽車滿載以最大牽引力行駛時(shí)汽車滿載緊急制動(dòng)時(shí)汽車滿載轉(zhuǎn)彎時(shí)汽車滿載轉(zhuǎn)彎制動(dòng)時(shí)危險(xiǎn)斷面應(yīng)力(MPa) 175 87 93.5 158 205鋼板沖壓焊接橋殼許用應(yīng)力 400 MPa，由表 2 可以看出該橋殼在 5 中工況下的應(yīng)力都遠(yuǎn)小于橋殼的許用應(yīng)力，證明該設(shè)計(jì)很安全。圖 A3 為該驅(qū)動(dòng)橋橋殼在汽車以最大牽引力行使工況下板簧座附近的應(yīng)力分布圖。經(jīng)本系統(tǒng)分析該汽車驅(qū)動(dòng)橋橋殼前 9 階自振頻率如表 A3 所示。表 A3 該汽車驅(qū)動(dòng)橋橋殼前 9 階自振頻率Order 1 2 3 4 5 6 7 8 9Frequency 181.47 265.91 433.24 614.33 658.76 1119.9 1166 1347.4 1399.610由于路面不平度引起的汽車振動(dòng)頻率多在 1-20Hz，所以不會(huì)由路面激振引起橋殼的共振，該橋殼結(jié)果比較合理。圖 A4 為該橋殼在一階自振頻率下的振形。圖 A3 汽車 2.5 倍滿載靜止工況下板簧座附近應(yīng)力分布圖圖 A4 橋殼在一階自振頻率下的振形I摘 要載重汽車后橋（驅(qū)動(dòng)橋）作為汽車四大總成之一，它承載著載重汽車的滿載荷負(fù)重及地面經(jīng)車輪、車架及承載式車身經(jīng)懸架給予的鉛垂力、縱向力、橫向力及其力矩，以及沖擊載荷；后橋（驅(qū)動(dòng)橋）還傳遞著傳動(dòng)系中的最大轉(zhuǎn)矩，橋殼還承受著反作用力矩。汽車驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)型式和設(shè)計(jì)參數(shù)除對(duì)汽車的可靠性與耐久性有重要影響外，也對(duì)汽車的行駛性能如動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、平順性、通過性、機(jī)動(dòng)性和操動(dòng)穩(wěn)定性等有直接影響。為滿足目前當(dāng)前載貨汽車的快速、高效率、高效益的需要時(shí)，必須要搭配一個(gè)高效、可靠的驅(qū)動(dòng)橋。本文參照傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了載重汽車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)。希望做到結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、造價(jià)低廉的效果。本文首先通過設(shè)計(jì)參數(shù)確定主要部件的結(jié)構(gòu)型式；然后參考類似驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)，確定出總體設(shè)計(jì)方案；如驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)型式按工作特性分為兩大類，最后選取非斷開式驅(qū)動(dòng)橋。主減速器結(jié)構(gòu)形式選取機(jī)械傳動(dòng)效率高，易損件減少，可靠性增加的單級(jí)主減速器。差速器結(jié)構(gòu)形式選擇廣泛應(yīng)用的對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器。最后對(duì)主、從動(dòng)錐齒輪、半軸齒輪和全浮式半軸強(qiáng)度進(jìn)行校核以及對(duì)支承軸承進(jìn)行了壽命校核。關(guān)鍵詞：載重汽車；后橋；主減速器；差速器；半軸；齒輪IIABSTRACTLoad truck driving axle (driving axle) as one of the four big car assembly, it carries with heavy trucks full of load weight and ground the wheel, frame, and monocoque body the suspension of the lead to vertical force, longitudinal force, transverse force and torque, and impact load; Driving axle (driving axle) also passed the transmission of the maximum torque, bridge is under adverse effect moment shell. Car driving axle structure and design parameters in addition to the reliability of the automobile and durability has a significant effect on the outside, also for the automobile driving performance such as power, economy, smooth, through the sex, mobility and exercise has a direct impact on the dynamic stability, etc. At present the current commercial vehicles to meet the rapid, high efficiency, high benefit when need, must want to match a more efficient and reliable driving axle. In this paper the design method of the traditional reference to drive the car driving axle load of the design. Hope to do simple structure, reliable operation, low in cost effect. This paper first through the design parameter determination of the main parts of structural type; Then the structure of the reference similar thing, to determine the overall design project; Such as the structural type thing according to work characteristics into two categories, the last thing the broken off selection. The Lord reducer structure form selection machine of high transmission efficiency, reduce the increase reliability, vulnerable single stage Lord reducer. Differential structure choose widely used symmetric cone of planetary gear differential. Finally, driven to the bevel gear and half axle gear and all the serving the half shaft test of strength and the supporting bearing life respectively.Key words: Truck；Rear axle ；The Lord reducer ； Differential；Half shaft；gear 目 錄摘要 .IAbstractII第 1 章 緒論 11.1 課題研究的目的與意義 11.2 課題的國內(nèi)外驅(qū)動(dòng)橋研究狀況和發(fā)展趨勢 21.3 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容與技術(shù)路線 5第 2 章 驅(qū)動(dòng)橋的總體方案確定 .72.1 非斷開式驅(qū)動(dòng)橋 .72.2 斷開式驅(qū)動(dòng)橋 .82.3 多橋驅(qū)動(dòng)的布置 .82.4 本章小結(jié) 9第 3 章 主減速器設(shè)計(jì) 103.1 主減速器結(jié)構(gòu)方案分析 .103.1.1 主減速器的齒輪類型 103.1.2 結(jié)構(gòu)形式 .113.2 主減速器主從動(dòng)錐齒輪的支承方案 123.2.1 主動(dòng)錐齒輪的支承 .133.2.2 從動(dòng)錐齒輪的支承 .133.3 主減速器的基本參數(shù)的選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 .133.3.1 主減速器計(jì)算載荷的確定 .133.3.2 主減速器齒輪參數(shù)的選擇 .153.4 主減速器圓弧錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 193.4.1 損壞形式及壽命 .193.4.2 主減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 .213.5 主減速器齒輪的材料及熱處理 .243.6 主減速器軸承計(jì)算 253.6.1 作用在主減速器主動(dòng)齒輪上的力 253.6.2 主減速器軸承載荷的計(jì)算 283.7 主減速器的潤滑 313.8 本章小結(jié) 31第 4 章 差速器設(shè)計(jì) .324.1 差速器結(jié)構(gòu)形式選擇 324.2 對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器原理 .334.3 差速器齒輪的基本參數(shù)選擇 .344.3.1 差速器齒輪的基本參數(shù)選擇 .344.3.2 差速器齒輪的幾何尺寸計(jì)算 .364.4 差速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 .384.5 差速器齒輪材料 394.6 本章小結(jié) .39第 5 章 半軸 設(shè)計(jì) 405.1 半軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 .405.1.1 全浮式半軸的計(jì)算載荷的確定 405.1.2 全浮式半軸桿部直徑的初選 .425.1.3 全浮式半軸強(qiáng)度計(jì)算 425.1.4 全浮式半軸花鍵強(qiáng)度計(jì)算 .435.2 半軸材料與熱處理 .445.3 本章小結(jié) .44第 6 章 驅(qū)動(dòng)橋橋殼設(shè)計(jì) 466.1 概述 466.2 橋殼的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算 466.2.1 橋殼的靜彎曲應(yīng)力計(jì)算 .466.2.2 在不平路面沖擊載荷作用下橋殼的強(qiáng)度 .486.2.3 汽車 以最大牽引力行駛時(shí)的橋殼的 強(qiáng)度計(jì)算 .486.2.4 汽車緊急制動(dòng)時(shí)的橋殼強(qiáng)度計(jì)算 .506.2.5 汽車受最大側(cè)向力時(shí)橋殼強(qiáng)度計(jì)算 .516.3 本章小結(jié) .54結(jié)論 55參考文獻(xiàn) .56致謝 57附錄 58附錄 A 外文文獻(xiàn)原文 .58附錄 B 外文文獻(xiàn)中文翻譯 631第 1 章 緒 論1.1 研究的目的與意義汽車并非空穴來風(fēng)，它是人類成百上千年來幻想與企盼的結(jié)晶，是人類科學(xué)技術(shù)才能的積累。汽車作為商品在世界各處都有廣闊的市場，有引起生產(chǎn)批量大而給企業(yè)帶來豐厚的利潤。汽車品中的多樣性可滿足各種生產(chǎn)、生活的需求，而且有良好的社會(huì)效益。汽車工業(yè)的發(fā)展，帶動(dòng)了許多相關(guān)企業(yè)、事業(yè)，包括鋼鐵、石油、橡膠、塑料、機(jī)床、道路、汽車銷售、售后服務(wù)、運(yùn)輸、交通管理等的發(fā)展。近百年來，汽車工業(yè)之所以長生不衰主要得益于市場和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，是汽車能逐漸完善并滿足使用者的需求。本課題是對(duì) HQ1080 貨車驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。故本說明書將以“驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)”內(nèi)容對(duì)驅(qū)動(dòng)橋及其主要零部件的結(jié)構(gòu)型式與設(shè)計(jì)計(jì)算作一一介紹。驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)，由驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)組成、功用、工作特點(diǎn)及設(shè)計(jì)要求講起，詳細(xì)地分析了驅(qū)動(dòng)橋總成的結(jié)構(gòu)型式及布置方法；全面介紹了驅(qū)動(dòng)橋車輪的傳動(dòng)裝置和橋殼的各種結(jié)構(gòu)型式與設(shè)計(jì)計(jì)算方法。汽車驅(qū)動(dòng)橋是汽車的重大總成，承載著汽車的滿載簧荷重及地面經(jīng)車輪、車架及承載式車身經(jīng)懸架給予的鉛垂力、縱向力、橫向力及其力矩，以及沖擊載荷；驅(qū)動(dòng)橋還傳遞著傳動(dòng)系中的最大轉(zhuǎn)矩，橋殼還承受著反作用力矩。汽車驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)型式和設(shè)計(jì)參數(shù)除對(duì)汽車的可靠性與耐久性有重要影響外，也對(duì)汽車的行駛性能如動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、平順性、通過性、機(jī)動(dòng)性和操動(dòng)穩(wěn)定性等有直接影響。另外，汽車驅(qū)動(dòng)橋在汽車的各種總成中也是涵蓋機(jī)械零件、部件、分總成等的品種最多的大總成。例如，驅(qū)動(dòng)橋包含主減速器、差速器、驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置（半軸及輪邊減速器） 、橋殼和各種齒輪。由上述可見，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。因此，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 [1]。所設(shè)計(jì)的 HQ1080 貨車驅(qū)動(dòng)橋制造工藝性好、外形美觀，工作更穩(wěn)定、可靠。該驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)大大降低了制造成本，同時(shí)驅(qū)動(dòng)橋使用維護(hù)成本也降低了。驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)符合 HQ1080 貨車的整體結(jié)構(gòu)要求。設(shè)計(jì)的產(chǎn)品達(dá)到了結(jié)構(gòu)簡單，修理、保養(yǎng)方便；機(jī)件工藝性好，制造容易的要求。21.2 國內(nèi)外驅(qū)動(dòng)橋研究狀況和發(fā)展趨勢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)汽車的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，操作性能變好。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)有很大的差別。如果你的變速器出了故障，對(duì)于后輪驅(qū)動(dòng)的汽車就不需要對(duì)差速器進(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)部件是做在一起的。所以后輪驅(qū)動(dòng)必然會(huì)使得乘車更加安全、舒適，從而帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。目前國內(nèi)外研究的重點(diǎn)在于：從翹課的制造技術(shù)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)主減速器發(fā)展到現(xiàn)在的中央及輪邊雙級(jí)減速或雙級(jí)主減速器結(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采用精磨加工，以滿足汽車高速行駛要求及法規(guī)對(duì)于噪聲控制的要求 [2]。以下是具體的技術(shù)發(fā)展動(dòng)向:1、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面為滿足市場多樣化及用戶個(gè)性化的需求，驅(qū)動(dòng)橋再也不能停留在載貨車單一的、低檔次的技術(shù)水平上，隨著新材料、新能源、電子測控及信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，應(yīng)用這些高新科技武裝和改造傳統(tǒng)的汽車工業(yè)，以新型的驅(qū)動(dòng)橋大幅度地提高車輛的安全性、舒適性和經(jīng)濟(jì)性，為廣大消費(fèi)者提供節(jié)能型和環(huán)保型的汽車產(chǎn)品。驅(qū)動(dòng)橋的技術(shù)發(fā)展大致有以下幾個(gè)方面：（1）整車總體布置上要滿足發(fā)動(dòng)機(jī)前置或后置的要求；車橋的輪距和簧距在一定范圍內(nèi)可調(diào)的要求：汽車（主要是客車）進(jìn)一步降低地板的要求，主傳動(dòng)速比擴(kuò)大變化范圍的要求（2）在制動(dòng)方面要滿足制動(dòng)間隙的自動(dòng)調(diào)正，制動(dòng)防抱死、防跑偏、防側(cè)滑；制動(dòng)不疲軟、不僵硬、不嘯叫；制動(dòng)力矩大、制動(dòng)距離??；摩擦片耐磨、壽命長；制動(dòng)真空助力及制動(dòng)緩速裝置等。（3）在懸架方面，要求減震性能好，不側(cè)傾，可升降、行駛更平穩(wěn)、更舒適。（4）對(duì)驅(qū)動(dòng)橋本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求減輕自重，增加剛性，提高傳動(dòng)效率，改善密封性能，降低系統(tǒng)噪聲，便于維修等。當(dāng)前，在驅(qū)動(dòng)橋上出現(xiàn)的新型結(jié)構(gòu)和高新技術(shù)有：a、制動(dòng)間隙的調(diào)正由自動(dòng)調(diào)整臂替代手動(dòng)調(diào)整臂。按國家 GBl2676～1999（汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性能和試驗(yàn)方法）的規(guī)定，到 2003 年 1 月凡使用凸輪式氣制動(dòng)的汽車必須強(qiáng)制安裝制動(dòng)間隙自動(dòng)調(diào)整臂，保證各個(gè)車輪的制動(dòng)間隙維持恒定，從而保證3汽車行駛安全。該技術(shù)在國外已普遍采用，最有名的生產(chǎn)廠家是瑞典的漢德公司和美國的美馳公司，國內(nèi)有吉林天成、商丘德信和東風(fēng)公司在開發(fā)研制。b、盤式制動(dòng)器相對(duì)于鼓式制動(dòng)器，具有制動(dòng)力矩大，可縮短制動(dòng)距離，制動(dòng)平穩(wěn)，散熱條件好（熱衰退小，不疲軟，摩擦片耐磨、壽命長） ，更換摩擦片便捷等優(yōu)越性，正廣泛應(yīng)用于轎車和輕、微型汽車上，并有前盤后鼓配置轉(zhuǎn)交為前盤后盤的趨勢，國外在中、重型汽車，尤其是大型客車上己大量采用，取得十分理想的效果，不失為汽車制動(dòng)技術(shù)的新寵。國內(nèi)已有十余家開始輕型盤式制動(dòng)器的國產(chǎn)化生產(chǎn)，而中、重型盤式制動(dòng)器卻處于空白狀態(tài)。c、制動(dòng)緩速裝置是安全制動(dòng)的輔助系統(tǒng)，它解決了由于車輪摩擦過熱產(chǎn)生的熱衰退，導(dǎo)致制動(dòng)性能急劇下降，以及輪胎易分層造成早期爆裂等問題，減少車輛因制動(dòng)失靈帶來的危險(xiǎn)，還可以承擔(dān) 90％制動(dòng)力矩，提高摩擦片壽命 4-8 倍，在歐、美、日等發(fā)達(dá)國家的客車幾乎都使用，載重車的安裝率已達(dá) 80％，是一項(xiàng)十分成熟的技術(shù)，而在我國則剛剛起步。由深圳特爾佳科技運(yùn)輸有限公司引進(jìn)法國泰馬爾技術(shù)而研制開發(fā)的無繼電器電渦流緩速器，在客車上試驗(yàn)取得滿意效果。由上海福伊特驅(qū)動(dòng)技術(shù)系統(tǒng)有限公司采用德國 VOITH 公司技術(shù)開發(fā)生產(chǎn)的液力渦流緩速器，具有扭矩大（4000N·m） 、重量輕（85kg） 、散熱快等優(yōu)點(diǎn)，在汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中可實(shí)現(xiàn)串聯(lián)安裝和并聯(lián)安裝。d、ABS 制動(dòng)防拖死系統(tǒng)以有及相繼開發(fā)的 ASR 驅(qū)動(dòng)防滑調(diào)節(jié)系統(tǒng)，ABR 防側(cè)滑控制系統(tǒng)，EBS 電子控制制動(dòng)系統(tǒng)和 VDC 車輛動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)，構(gòu)成汽車數(shù)字化制動(dòng)體系，能使車輪始終處于最佳制動(dòng)狀態(tài)，最有效的利用地面附著力，避免了前輪抱死喪失轉(zhuǎn)向能力，防止了后輪抱死產(chǎn)生側(cè)滑甩尾的弊端，極大的提高了車輛行駛的本質(zhì)安全性。在國外大都普遍采用。國內(nèi)有重慶聚能、山東威明、西安博華、浙江亞太、廣州科米及東風(fēng)制動(dòng)系統(tǒng)公司等幾家在研發(fā)生產(chǎn)。e、空氣懸架以其自振頻率低，吸振能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，可大大改善汽車行駛的舒適性和平順性，提高懸架系統(tǒng)壽命 10 倍，在歐美裝車率：客車達(dá) 95％、載貨車達(dá)80％，拖掛車也達(dá) 40％以上，國內(nèi)在高檔豪華客車上安裝，大部分靠進(jìn)口，主要是美國扭威（N 踟 AY）和固特異（GoodYear）的居多。f、低地板門式驅(qū)動(dòng)橋及偏置動(dòng)力輸入口設(shè)計(jì)，滿足城市及高速公路客車的需要，車內(nèi)地板由 800～850mm 降低到 350～400mm，以降低汽車重心，提高車輛行駛穩(wěn)定性和平順性，便于乘客上、下車，目前，國產(chǎn)高檔豪華客車開始采用，但完全靠進(jìn)口，主要從德國采夫公司及曼公司、美國美馳公司和瑞典沃爾沃公司等廠家引進(jìn)。g、為提高汽車的通過性，對(duì)道路的適應(yīng)性及減少輪胎磨損等要求，分別采用了4差速鎖裝置、懸架可升降裝置、四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、輪胎放氣及氣壓監(jiān)控系統(tǒng)，后者由軍事交通學(xué)院研制并在一汽紅旗世紀(jì)星轎車及 5t、7t 級(jí)載貨車上試驗(yàn)獲得成功 [2]。2、制造工藝技術(shù)方面：產(chǎn)品的技術(shù)含量及質(zhì)量優(yōu)劣，很大程度上取決于制造技術(shù)水平的高低，為使加工質(zhì)量更高，制造成本更低，驅(qū)動(dòng)橋及錐齒輪待業(yè)，注意跟蹤國內(nèi)外科技發(fā)展趨勢，廣泛采用行之有效的四新成果。主要有：（1）輕量化設(shè)計(jì)、減輕自重、節(jié)省材料，用沖焊整體橋殼替代鑄造插管橋殼；以鑄代鍛，提高鑄鐵牌號(hào)，減小鑄件壁厚及幾何尺寸誤差：采用精鍛工藝，使加工余量在徑向減小到 0.75～1.25mm，在軸向減小到 0.6～1.00mm。制動(dòng)凸輪用精鍛取代切削成形。（2）廣泛應(yīng)用數(shù)控設(shè)備及加工中心，提高工藝柔性及加工精度，采用不重磨刀片、陶瓷刀片、槍鉆、U 鉆、涂層及納米處理技術(shù)提高刀具壽命及加工精度，采用立方氮化硼（CBN ）砂輪及金剛滾輪，提高磨具壽命及加工一致性。（3）大量采用少屑無屑加工：如螺紋用滾壓替代車削、銑削和套絲：花鍵用冷軋或冷推替代銑削。（4）對(duì)中碳鋼件。普遍采用高、中頻感應(yīng)加熱、自動(dòng)噴水淬火，采用靜變頻電源，大功率一次淬火工藝已在半軸、轉(zhuǎn)向節(jié)等主要零件上推廣，取得較好技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。（5）C0 2 自動(dòng)保護(hù)焊、摩擦焊、激光焊、埋弧焊及數(shù)控等離子切割技術(shù)在驅(qū)動(dòng)橋的加工制造中得到充分的應(yīng)用。（6）產(chǎn)品的裝配、調(diào)正、試驗(yàn)技術(shù)越來越被人們關(guān)注，螺紋連接普遍采用定扭矩扳手及擰緊機(jī)，裝配間隙或予緊負(fù)荷的調(diào)正，應(yīng)用計(jì)算機(jī)及數(shù)控測量技術(shù)，動(dòng)態(tài)模擬精選精調(diào)，如東風(fēng)車橋股份有限公司同成都電子科技大學(xué)合作研制的主動(dòng)錐齒輪總成選墊片機(jī)，一次選配成功，保證其軸承的予緊負(fù)荷?？偝稍囼?yàn)采用計(jì)算機(jī)及變頻控制技術(shù)，模擬工況施加載荷，分別測試出所需定量的技術(shù)參數(shù)，保證了產(chǎn)品的可靠性。如東風(fēng)車橋股份有限公司分別同浙江大學(xué)和重慶大學(xué)合作開發(fā)的驅(qū)動(dòng)橋總成綜合試蘊(yùn)機(jī)，可定量測定出傳動(dòng)噪聲，兩輪制動(dòng)力矩及力矩差，制動(dòng)距離及制動(dòng)時(shí)間等，試驗(yàn)結(jié)果由電子屏幕清晰顯示。（7）此外在驅(qū)動(dòng)橋上采用新的密封技術(shù)（新型油封結(jié)構(gòu)、耐磨耐熱、高跟隨性的密封材料等） 、降噪技術(shù)（加裝吸振環(huán)，箱體內(nèi)腔涂吸振涂料等）和新的摩擦材料（第二代 FBs—l 軟性無石棉摩擦片由南京理工大學(xué)開發(fā)，南京宏光空降設(shè)備廠研制，具有優(yōu)良的耐熱性，高的摩擦系數(shù)穩(wěn)定性，低的磨損率，大大改善制動(dòng)僵硬和高低頻5噪聲，延長使用壽命，有取代半金屬，鋼纖緯摩擦片的趨勢） 。提高旋轉(zhuǎn)件的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，輪轂制動(dòng)鼓采用動(dòng)平衡措施 [2]。3、錐齒輪技術(shù)方面：（1）弧齒錐齒輪（或準(zhǔn)雙曲面齒輪）的加工，開始由一汽用俄羅斯援建技術(shù)，于 1956 年實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化生產(chǎn)。1967 年，由東風(fēng)車橋股份有限公司與綦江齒輪廠首次引進(jìn)美國 Gleason 公司的成套設(shè)備，并相繼由天津第一機(jī)床廠、南京機(jī)床廠及內(nèi)江機(jī)床廠進(jìn)行國產(chǎn)化切齒設(shè)備的研制，從而奠定了我國弧齒錐齒輪加工的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。隨著 Gleason 公司的產(chǎn)品開發(fā)，陸續(xù)引進(jìn)了 G645、G666、G610 等 80 年代先進(jìn)設(shè)備，90 年代又引進(jìn)了最新 PHOENIX 系列數(shù)控銑齒機(jī)。進(jìn)入新千年，東風(fēng)車橋股份有限公司為滿足客車對(duì)降噪的要求，不惜重金又引進(jìn) PHOENIX 450HG 磨齒機(jī)及M整車 4×2，后橋驅(qū)動(dòng)，滿載軸荷62995/5500；發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩：Temax=430Nm;變速器一擋傳動(dòng)比：i 1=6.515；主減速器傳動(dòng)比：i 0=4.875本課題的設(shè)計(jì)思路可分為以下幾點(diǎn)：首先選擇初始方案，HQ1080 屬于輕型貨車，采用后橋驅(qū)動(dòng)，所以設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)需要符合輕型貨車的結(jié)構(gòu)要求；接著選擇各部件的結(jié)構(gòu)形式；最后選擇驅(qū)動(dòng)橋各部件的具體參數(shù)，設(shè)計(jì)出各部件主要尺寸。同時(shí)對(duì)各個(gè)部件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。2、技術(shù)路線本設(shè)計(jì)技術(shù)路線如下圖所示。7非斷開式驅(qū)動(dòng)橋 斷開式驅(qū)動(dòng)橋驅(qū)動(dòng)橋總成的結(jié)構(gòu)型式及布置主減速器差速器驅(qū)動(dòng)車輪的半軸驅(qū)動(dòng)橋橋殼參數(shù)選擇設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)選擇設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)選擇設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)選擇設(shè)計(jì)計(jì)算各個(gè)部件強(qiáng)度校核用 AutoCAD 完成裝配圖，零件圖表達(dá)設(shè)計(jì)撰寫說明書第 2 章 驅(qū)動(dòng)橋的總體方案確定驅(qū)動(dòng)橋處于動(dòng)力傳動(dòng)系的末端，其基本功能是增大由傳動(dòng)軸或變速器傳來的轉(zhuǎn)矩,并將動(dòng)力合理地分配給左、右驅(qū)動(dòng)輪，另外還承受作用于路面和車架或車身之間的垂直力力和橫向力。驅(qū)動(dòng)橋一般由主減速器、差速器、車輪傳動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)橋殼等組成。8驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)滿足如下基本要求：（1）所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車具有最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。（2）外形尺寸要小，保證有必要的離地間隙。（3）齒輪及其它傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪聲小。（4）在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動(dòng)效率。（5）在保證足夠的強(qiáng)度、剛度條件下，應(yīng)力求質(zhì)量小，尤其是簧下質(zhì)量應(yīng)盡量小，以改善汽車平順性。 （6）與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，對(duì)于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，還應(yīng)與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)。（7）結(jié)構(gòu)簡單，加工工藝性好，制造容易，拆裝，調(diào)整方便 [3]。驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)型式按工作特性分，可以歸并為兩大類，即非斷開式驅(qū)動(dòng)橋和斷開式驅(qū)動(dòng)橋。當(dāng)驅(qū)動(dòng)車輪采用非獨(dú)立懸架時(shí)，應(yīng)該選用非斷開式驅(qū)動(dòng)橋；當(dāng)驅(qū)動(dòng)車輪采用獨(dú)立懸架時(shí)，則應(yīng)該選用斷開式驅(qū)動(dòng)橋。因此，前者又稱為非獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋；后者稱為獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋。獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但可以大大提高汽車在不平路面上的行駛平順性 [1]。2.1 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)。驅(qū)動(dòng)橋的輪廓尺寸主要取決于主減速器的型式。在汽車輪胎尺寸和驅(qū)動(dòng)橋下的最小離地間隙已經(jīng)確定的情況下，也就限定了主減速器從動(dòng)齒輪直徑的尺寸。在給定速比的條件下，如果單級(jí)主減速器不能滿足離地間隙要求，可該用雙級(jí)結(jié)構(gòu)。在雙級(jí)主減速器中，通常把兩級(jí)減速器齒輪放在一個(gè)主減速器殼體內(nèi)，也可以將第二級(jí)減速齒輪作為輪邊減速器。對(duì)于輪邊減速器：越野汽車為了提高離地間隙，可以將一對(duì)圓柱齒輪構(gòu)成的輪邊減速器的主動(dòng)齒輪置于其從動(dòng)齒輪的垂直上方；公共汽車為了降低汽車的質(zhì)心高度和車廂地板高度，以提高穩(wěn)定性和乘客上下車的方便，可將輪邊減速器的主動(dòng)齒輪置于其從動(dòng)齒輪的垂直下方；有些雙層公共汽車為了進(jìn)一步降低車廂地板高度，在采用圓柱齒輪輪邊減速器的同時(shí)，將主減速器及差速器總成也移到一個(gè)驅(qū)動(dòng)車輪的旁邊。在少數(shù)具有高速發(fā)動(dòng)機(jī)的大型公共汽車、多橋驅(qū)動(dòng)汽車和超重型載貨汽車上，有9時(shí)采用蝸輪式主減速器，它不僅具有在質(zhì)量小、尺寸緊湊的情況下可以得到大的傳動(dòng)比以及工作平滑無聲的優(yōu)點(diǎn)，而且對(duì)汽車的總體布置很方便 [1]。2.2 斷開式驅(qū)動(dòng)橋斷開式驅(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)。汽車懸掛總成的類型及其彈性元件與減振裝置的工作特性是決定汽車行駛平順性的主要因素，而汽車簧下部分質(zhì)量的大小，對(duì)其平順性也有顯著的影響。斷開式驅(qū)動(dòng)橋的簧下質(zhì)量較小，又與獨(dú)立懸掛相配合，致使驅(qū)動(dòng)車輪與地面的接觸情況及對(duì)各種地形的適應(yīng)性比較好，由此可大大地減小汽車在不平路面上行駛時(shí)的振動(dòng)和車廂傾斜，提高汽車的行駛平順性和平均行駛速度，減小車輪和車橋上的動(dòng)載荷及零件的損壞，提高其可靠性及使用壽命。但是，由于斷開式驅(qū)動(dòng)橋及與其相配的獨(dú)立懸掛的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故這種結(jié)構(gòu)主要見于對(duì)行駛平順性要求較高的一部分轎車及一些越野汽車上，且后者多屬于輕型以下的越野汽車或多橋驅(qū)動(dòng)的重型越野汽車 [1]。2.3 多橋驅(qū)動(dòng)的布置為了提高裝載量和通過性，有些重型汽車及全部中型以上的越野汽車都是采用多橋驅(qū)動(dòng)，常采用的有 4×4、6×6、8×8 等驅(qū)動(dòng)型式。在多橋驅(qū)動(dòng)的情況下，動(dòng)力經(jīng)分動(dòng)器傳給各驅(qū)動(dòng)橋的方式有兩種。相應(yīng)這兩種動(dòng)力傳遞方式，多橋驅(qū)動(dòng)汽車各驅(qū)動(dòng)橋的布置型式分為非貫通式與貫通式。前者為了把動(dòng)力經(jīng)分動(dòng)器傳給各驅(qū)動(dòng)橋，需分別由分動(dòng)器經(jīng)各驅(qū)動(dòng)橋自己專用的傳動(dòng)軸傳遞動(dòng)力，這樣不僅使傳動(dòng)軸的數(shù)量增多，且造成各驅(qū)動(dòng)橋的零件特別是橋殼、半軸等主要零件不能通用。而對(duì) 8×8 汽車來說，這種非貫通式驅(qū)動(dòng)橋就更不適宜，也難于布置了 [3] [4]。為了解決上述問題，現(xiàn)代多橋驅(qū)動(dòng)汽車都是采用貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置型式。在貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置中，各橋的傳動(dòng)軸布置在同一縱向鉛垂平面內(nèi)，并且各驅(qū)動(dòng)橋不是分別用自己的傳動(dòng)軸與分動(dòng)器直接聯(lián)接，而是位于分動(dòng)器前面的或后面的各相鄰兩橋的傳動(dòng)軸，是串聯(lián)布置的。汽車前后兩端的驅(qū)動(dòng)橋的動(dòng)力，是經(jīng)分動(dòng)器并貫通中間橋而傳遞的。其優(yōu)點(diǎn)是，不僅減少了傳動(dòng)軸的數(shù)量，而且提高了各驅(qū)動(dòng)橋零件的相互通用性，并且簡化了結(jié)構(gòu)、減小了體積和質(zhì)量。這對(duì)于汽車的設(shè)計(jì)(如汽車的10變型)、制造和維修，都帶來方便。由于非斷開式驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉、工作可靠，查閱資料，參照國內(nèi)相關(guān)貨車的設(shè)計(jì),最后本課題選用非斷開式驅(qū)動(dòng)橋。其結(jié)構(gòu)如圖 2.1 所示。1.半軸 2.圓錐滾子軸承 3.支承螺栓 4.主減速器從動(dòng)錐齒輪 5.油封 6.主減速器主動(dòng)錐齒輪 7.彈簧座 8.墊圈 9.輪轂 10.調(diào)整螺母圖 2.1 驅(qū)動(dòng)橋2.4 本章小結(jié)通過比較驅(qū)動(dòng)橋的各種結(jié)構(gòu)型式的優(yōu)缺點(diǎn)，并根據(jù)輕型載貨汽車的工作任務(wù)和工作環(huán)境進(jìn)行分析論證，再結(jié)合目前市場上現(xiàn)有的輕型貨車驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行對(duì)比，最終確定驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式為非斷開式驅(qū)動(dòng)橋。第 3 章 主減速器設(shè)計(jì)主減速器是汽車傳動(dòng)系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齒數(shù)少的錐齒輪帶動(dòng)齒數(shù)多的錐齒輪。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車，其主減速器還利用錐齒輪傳動(dòng)以改11變動(dòng)力方向。由于汽車在各種道路上行使時(shí)，其驅(qū)動(dòng)輪上要求必須具有一定的驅(qū)動(dòng)力矩和轉(zhuǎn)速，在動(dòng)力向左右驅(qū)動(dòng)輪分流的差速器之前設(shè)置一個(gè)主減速器后，便可使主減速器前面的傳動(dòng)部件如變速器、萬向傳動(dòng)裝置等所傳遞的扭矩減小，從而可使其尺寸及質(zhì)量減小、操縱省力 [9]。驅(qū)動(dòng)橋中主減速器、差速器設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下基本要求：（1）所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車既有最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。（2）外型尺寸要小，保證有必要的離地間隙；齒輪其它傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪音小。（3）在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動(dòng)效率；與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與動(dòng)協(xié)調(diào)。（4）在保證足夠的強(qiáng)度、剛度條件下，應(yīng)力求質(zhì)量小，以改善汽車平順性。（5）結(jié)構(gòu)簡單，加工工藝性好，制造容易，拆裝、調(diào)整方便。3.1 主減速器結(jié)構(gòu)方案分析主減速器的結(jié)構(gòu)形式主要是根據(jù)齒輪類型、主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的安置方法及減速形式的不同而不同。3.1.1 主減速器的齒輪類型按齒輪副結(jié)構(gòu)型式分，主減速器的齒輪傳動(dòng)主要有螺旋錐齒輪式傳動(dòng)、雙曲面齒輪式傳動(dòng)、圓柱齒輪式傳動(dòng)（又可分為軸線固定式齒輪傳動(dòng)和軸線旋轉(zhuǎn)式齒輪傳動(dòng)即行星齒輪式傳動(dòng)）和蝸桿蝸輪式傳動(dòng)等形式。在發(fā)動(dòng)機(jī)橫置的汽車驅(qū)動(dòng)橋上，主減速器往往采用簡單的斜齒圓柱齒輪；在發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車驅(qū)動(dòng)橋上，主減速器往往采用圓錐齒輪式傳動(dòng)或準(zhǔn)雙曲面齒輪式傳動(dòng)。 在現(xiàn)代貨車車驅(qū)動(dòng)橋中，主減速器采用得最廣泛的是螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪。螺旋錐齒輪如圖 3.1（a ）所示主、從動(dòng)齒輪軸線交于一點(diǎn)，交角都采用 90 度。螺旋錐齒輪的重合度大，嚙合過程是由點(diǎn)到線，因此，螺旋錐齒輪能承受大的載荷，而且工作平穩(wěn)，即使在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其噪聲和振動(dòng)也是很小的。雙曲面齒輪如圖 3.1（b）所示主、從動(dòng)齒輪軸線不相交而呈空間交叉。和螺旋錐齒輪相比，雙曲面齒輪的優(yōu)點(diǎn)有：12圖 3.1 螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪（1）尺寸相同時(shí)，雙曲面齒輪有更大的傳動(dòng)比。（2）傳動(dòng)比一定時(shí)，如果主動(dòng)齒輪尺寸相同，雙曲面齒輪比螺旋錐齒輪有較大軸徑，較高的輪齒強(qiáng)度以及較大的主動(dòng)齒輪軸和軸承剛度。（3）當(dāng)傳動(dòng)比一定，主動(dòng)齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面從動(dòng)齒輪的直徑較小，有較大的離地間隙。（4）工作過程中，雙曲面齒輪副既存在沿齒高方向的側(cè)向滑動(dòng)，又有沿齒長方向的縱向滑動(dòng)，這可以改善齒輪的磨合過程，使其具有更高的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。 [5]由于雙曲面齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪的直徑及螺旋角都較大，所以相嚙合輪齒的相當(dāng)曲率半徑比相應(yīng)的螺旋錐齒輪當(dāng)量曲率半徑大，其結(jié)果是齒面建的接觸應(yīng)力降低。隨偏移矩的不同，曲面齒輪與接觸應(yīng)力相當(dāng)?shù)穆菪F齒輪比較，負(fù)荷可提高達(dá) 175％。如果雙曲面主動(dòng)齒輪的螺旋角變大，則不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)可減少，所以可選用較少的齒數(shù)，這有利于大傳動(dòng)比的傳動(dòng)，這對(duì)于驅(qū)動(dòng)橋的主減速比大于 4.5 的傳動(dòng)有其優(yōu)越性 [9] [12]。經(jīng)查閱文獻(xiàn)，經(jīng)方案論證，主減速器的齒輪選用螺旋錐齒輪傳動(dòng)形式（如圖 3.1示） 。螺旋錐齒輪傳動(dòng)的主、從動(dòng)齒輪軸線垂直相交于一點(diǎn)，齒輪并不同時(shí)在全長上嚙合，而是逐漸從一端連續(xù)平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端。另外，由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩對(duì)以上的輪齒同時(shí)捏合，所以它工作平穩(wěn)、能承受較大的負(fù)荷、制造也簡單。為保證齒輪副的正確嚙合，必須將支承軸承預(yù)緊，提高支承剛度，增大殼體剛度。3.1.2 結(jié)構(gòu)形式主減速器的減速形式分為單級(jí)減速、雙級(jí)減速、單級(jí)貫通、雙級(jí)貫通、主減速及輪邊減速等。減速形式的選擇與汽車的類型及使用條件有關(guān)，有時(shí)也與制造廠的產(chǎn)品系列及制造條件有關(guān)，但它主要取決于由動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等整車性能所要求的主減速比 io 的大小及驅(qū)動(dòng)橋下的離地間隙、驅(qū)動(dòng)橋的數(shù)目及布置形式等。通常單極減速13器用于主減速比 io≤7.6 的各種中小型汽車上。如圖 3.2（a）所示，單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)車橋是驅(qū)動(dòng)橋中結(jié)構(gòu)最簡單的一種，制造工藝較簡單，成本較低，是驅(qū)動(dòng)橋的基本型，在貨車車上占有重要地位。目前貨車車發(fā)動(dòng)機(jī)向低速大扭矩發(fā)展的趨勢使得驅(qū)動(dòng)橋的傳動(dòng)比向小速比發(fā)展；隨著公路狀況的改善，特別是高速公路的迅猛發(fā)展，許多貨車使用條件對(duì)汽車通過性的要求降低，因此，產(chǎn)品不必像過去一樣，采用復(fù)雜的結(jié)構(gòu)提高其的通過性；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，可靠性增加。（a） 單級(jí)主減速器 （b） 雙級(jí)主減速器圖 3.2 主減速器如圖 3.2（b）所示，與單級(jí)主減速器相比，由于雙級(jí)主減速器由兩級(jí)齒輪減速組成，使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量加大；主減速器的齒輪及軸承數(shù)量的增多和材料消耗及加工的工時(shí)增加，制造成本也顯著增加，只有在主減速比 較大（7.6 ）且采用0i120?i單級(jí)主減速器不能滿足既定的主減速比和離地間隙等要求是才采用。通常僅用在裝在質(zhì)量 10t 以上的重型汽車上 [1]。經(jīng)查閱文獻(xiàn)，經(jīng)方案論證，本設(shè)計(jì)主減速器采用單級(jí)主減速器。其傳動(dòng)比 i0 一般小于等于 7。3.2 主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案主減速器中心必須保證主從動(dòng)齒輪具有良好的嚙合狀況，才能使它們很好地工作。齒輪的正確嚙合，除了與齒輪的加工質(zhì)量裝配調(diào)整及軸承主減速器殼體的剛度有關(guān)以外，還與齒輪的支承剛度密切相關(guān)。143.2.1 主動(dòng)錐齒輪的支承圖 3.3 主動(dòng)錐齒輪騎馬式主動(dòng)錐齒輪的支承形式可分為懸臂式支承和騎馬式支承兩種。查閱資料、文獻(xiàn)，經(jīng)方案論證，采用騎馬式支承結(jié)構(gòu)（如圖 3.3 示） 。齒輪前、后兩端的軸頸均以軸承支承，故又稱兩端支承式。騎馬式支承使支承剛度大為增加，使齒輪在載荷作用下的變形大為減小，約減小到懸臂式支承的 1／30 以下．而主動(dòng)錐齒輪后軸承的徑向負(fù)荷比懸臂式的要減小至 1/5～1/7。齒輪承載能力較懸臂式可提高 10%左右 [1]。裝載質(zhì)量為 2t 以上的汽車主減速器主動(dòng)齒輪都是采用騎馬式支承。本課題所設(shè)計(jì)的 HQ1080 貨車裝載質(zhì)量超過 2t，所以選用騎馬式。圖 3.4 從動(dòng)錐齒輪支撐形式3.2.2 從動(dòng)錐齒輪的支承從動(dòng)錐齒輪采用圓錐滾子軸承支承（如圖 3.4 示） 。為了增加支承剛度，兩軸承的圓錐滾子大端應(yīng)向內(nèi)，以減小尺寸 c+d。為了使從動(dòng)錐齒輪背面的差速器殼體處有足夠的位置設(shè)置加強(qiáng)肋以增強(qiáng)支承穩(wěn)定性，c+d 應(yīng)不小于從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑的 70%。為了使載荷能均勻分配在兩軸承上，應(yīng)是 c 等于或大于 d。3.3 主減速器的基本參數(shù)的選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算3.3.1 主減速器計(jì)算載荷的確定1、按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低擋傳動(dòng)比確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 jeT15/n TTLej Ki????0max（3.1）式中： maxeT。半軸套管材料為 40Cr[18]。hg5.10??gh6.3 本章小結(jié)本章選擇了鋼板沖壓焊接式整體驅(qū)動(dòng)橋橋殼，并進(jìn)行了橋殼的受力分析和強(qiáng)度計(jì)算。在靜彎曲應(yīng)力下，不同路面沖擊載荷作用下和汽車以最大牽引力行駛時(shí)及汽車緊急制動(dòng)時(shí)和汽車受最大側(cè)向力時(shí)的五種情況下橋殼受力和強(qiáng)度進(jìn)行了校核，并滿足設(shè)計(jì)要求。16結(jié) 論本課題設(shè)計(jì)的HQ1080車用5.5噸貨車驅(qū)動(dòng)橋，根據(jù)傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)方法，并參考相關(guān)車型進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和結(jié)論如下：（1）驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)形式采用非斷開式驅(qū)動(dòng)橋，由于結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉、工作可靠，可以被廣泛用在各種中型載貨汽車。（2）本設(shè)計(jì)的主減速比為 4.875，鑒于其小于 7.6，所以采用單級(jí)主減速器，其制造工藝簡單，成本較低，是驅(qū)動(dòng)橋的的基本型。齒輪選用螺旋錐齒輪傳動(dòng)形式，其工作平穩(wěn)，即使在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，噪聲和振動(dòng)也很小。同時(shí)計(jì)算出主從動(dòng)齒輪的基本參數(shù)，完成主減速器的設(shè)計(jì)。（3）差速器選用廣泛應(yīng)用的對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器，其結(jié)構(gòu)簡單，工作平穩(wěn)，制造方便。之后確定了對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器的各部件的尺寸參數(shù)，完成差速器的整體設(shè)計(jì)。（4）在半軸的設(shè)計(jì)中，選用了工作可靠，被廣泛用于輕型及各種載貨汽車，越野汽車和客車上的全浮式半軸。并完成基本尺寸參數(shù)確定，完成半軸設(shè)計(jì)。（5）驅(qū)動(dòng)橋橋殼選用了整體式橋殼，其具有制造工藝簡單，效率高等特點(diǎn)（6）各部件都進(jìn)行強(qiáng)度校核，并選用合理的材料對(duì)主要零部件的熱處理方法進(jìn)行了說明，以滿足其設(shè)計(jì)要求；（7）運(yùn)用AutoCAD軟件繪制出驅(qū)動(dòng)橋裝配圖和主要零部件的工程圖。本驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理，符合實(shí)際應(yīng)用，具有很好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，驅(qū)動(dòng)橋總成及零部件的設(shè)計(jì)能盡量滿足零件的標(biāo)準(zhǔn)化、部件的通用化和產(chǎn)品的系列化及汽車變型的要求，修理、保養(yǎng)方便，機(jī)件工藝性好，制造容易。但此設(shè)計(jì)過程仍有許多不足，在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸時(shí)，有些設(shè)計(jì)參數(shù)是按照以往經(jīng)驗(yàn)值得出，這樣就帶來了一定的誤差。另外，在一些小的方面，由于時(shí)間問題，做得還不夠仔細(xì)，懇請(qǐng)各位老師同學(xué)給予批評(píng)指正。17參考文獻(xiàn)[1] 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Virtual prototype in mainly used for test which was failed by physical test. Based on the result which is drawn from the stimulation result, it is easy to modify and guide design, until reach the optimistic design Automobile drive axle housing is a main part of a mobile. disconnect drive axle housing is used for bearing the mobile’s weight ,transferring the load to the wheels Drawing force, braking force lateral force and vertical force are transferred to frame and compartment by drive axle housing. So drive axle housing is either a bearing or a transmission item. If not correctly designed or some problem occurred while manufacturing, drive axle housing may deformed or fracture. As a traditional design method is so costly that is necessary to introduce the virtual prototype technology.A1.1 design scheme Traditional design method for drive axle housing is firstly giving a scheme ,manufacturing , a sample item then a series test (such as stiffness test bending fatigue test and static strenth test )is carried out Apparently this method is very money consuming ,and the final parameter may be not optimal .if adopt the Virtual prototype technology stimulazing kinds of working condition of drive axle housing ,and draw a series of optimal parameters .Based on these parameter the physical machine are carried out to do physical test .this method can save time ,cutting the cost ,thus bring in huge benefit to the enterprise.Modern trial production progress vary largely to the traditional one .As depicted ,in the picture ,A loop is absent in the traditional drive axle housing making virtual prototype can assess the cost quality and manufacturability on the computer. If the assessment is not satisfying, it is necessary to adjust .repeat a loop until reach a ideal parameter.This scheme design a software terrace, providing a interface for Solidworks patron and Nastron ,using superiority of this professional software ,and develop these software ,but a drive axle housing product design terrace.Considering the question of improving the analysis efficiency and simplifying finite element ,this system adopt a method which uses parametric modeling that is totally 20different from do make up for CAD model .And the CAD model is only used for oversight A1.2 Parameterized Modeling by SolidWorksThey are all available for second-time development of SolidWorks for the softwares that support OLE and COM. Because of design requirements, the development software of the system is Delphi and second development software of SolidWorks is OLE. The copyright of SolidWorks is 2006. To use this method, it must be registered for auto-severed including files sldworks.tlb and element files that filenames are SldWorks_TLB.pas severed by SolidWorks under Delphi program environment, and they are available after programs are complied.The topology structure of SolidWorks is typically five layers topology structure. A part is consist of bodies, and bodies include surfaces, and surfaces include edges, and edges include curves and points. It may use record in delphi to define bodies, surfaces and points these data structure and apply respectively to store topology information. The steps of the parameterized modeling of CAD by SolidWorks are as follows: firstly, it must be defined correctly for the relationship between automobile dimension and other dimensions. Secondly, initialize the various record and auto-product the drawing of axle housing using API function. Lastly, it is available for users to check the CAD model and modify various dimensions on the plate. The program can auto-modify the other relative dimensions and redraw the picture in SolidWorks by using the relationships that have been defined previously. A1.3 Patran & Nastran FEA analysisA1.3.1 PCL programMSC/PATRAN provides a fully functions program language for users, as PCL