HLJ-QZ100整体式驱动桥设计开题报告

SY-025-BY-3 毕业设计（论文）开题报告 学生姓名 院系 汽车与交通工程学院 专业、班级 指导教师姓名 职称 副教授 从事 专业 车辆工程 题目名称 HLJ-QZ100整体式驱动桥设计 一、课题研究现状、选题目的和意义 课题研究现状: 我国驱动桥制造企业的开发模式主要由测绘、引进、自主开发三种组成。主要存在技术含量低，开发模式落后，技术创新力不够，计算机辅助设计应用少等问题。一些企业技术力量相对要好些的企业，测绘的是从国外引进的原装桥，并且这些企业一般具有较为完善的开发体系和流程，也具有较完善的试验手段，但是开发过程属于对国外的仿制，对其逆向研究后结合自我情况生产。驱动桥的设计在低速载货汽车设计中占有很重要的地位，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。载货汽车在汽车发展趋势中，有着很好的发展前途。生产车质量好，操作简便，价格便宜的载货汽车将适合大多数消费者的要求。在国家积极投入和支持发展汽车产业的同时，能研制出适合我国国情，包括道路条件和经济条件的车辆，将大大推动汽车产业的发展和社会经济的提高。 国外中型货车驱动桥开发技术已经非常的成熟，建立新的驱动桥开发模式成为国内外驱动桥开发团体的新目标。驱动桥设计新方法的应用使得其开发周期缩短，成本降低，可靠性增加。国外的最新开发模式和驱动桥新技术包括： (1) 并行工程开发模式 并行工程开发模式是对在一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的机械产品进行功能分析的基础上,划分并设计出一系列功能模块,然后通过模块的选择和组合构成不同产品的一种设计方法，能够缩短新产品的设计时间、降低成本、提升质量、提高市场竞争力,以DANA为代表的意大利企业多已采用了该类设计方法, 优点是: 减少设计及工装制造的投入, 减少了零件种类, 提高规模生产程度, 降低制造费用, 提高市场响应速度等。 (2) 模态分析 模态分析是对工程结构进行振动分析研究的最先进的现代方法与手段之一。它可以定义为对结构动态特性的解析分析(有限元分析)和实验分析(实验模态分析)，其结构动态特性用模态参数来表征。模态分析技术的特点与优点是在对系统做动力学分析时，用模态坐标代替物理学坐标，从而可大大压缩系统分析的自由度数目，分析精度较高。驱动桥的振动特性不但直接影响其本身的强度，而且对整车的舒适性和平顺性有着至关重要的影响。因此，对驱动桥进行模态分析，掌握和改善其振动特性，是设计中的重要方面。 (3) 驱动桥壳的有限元分析方法 有限元法不需要对所分析的结构进行严格的简化，既可以考虑各种计算要求和条件，也可以计算各种工况，而且计算精度高。有限元法将具有无限个自由度的连续体离散为有限个自由度的单元集合体，使问题简化为适合于数值解法的问题。只要确定了单元的力学特性，就可以按照结构分析的方法求解，使分析过程大为简化，配以计算机就可以解决许多解析法无法解决的复杂工程问题[2]。目前，有限元法己经成为求解数学、物理、力学以及工程问题的一种有效的数值方法，也为驱动桥壳设计提供了强有力的工具。 (4) 电子智能控制技术进入驱动桥产品 电子智能控制技术已经在汽车业得到了快速发展，如，现代汽车上使用的ABS(制动防抱死控制)、ASR（驱动力控制系统）等系统。 (5) 高性能制动器技术 在发达国家驱动桥产品中, 已出现了自循环冷却功能的湿式制动器桥、带散热风送的盘式制动器桥、适于ABS的蹄、鼓式和盘式制动器桥、带自动补偿间隙的盘式制动器等配置高性能制动器桥, 同时制动器的布置位置也出现了从桥臂处分别向桥包总成和轮边端部转移的趋势。前种处理方式易于散热, 后种处理方式为了降低成本, 甚至有厂商把制动器的壳体与桥壳铸为一体, 既易于散热，又利于降低材料成本, 但这对铸造技术、铸造精度和加工精度都提出了极高的要求。 选题的目的和意义：驱动桥是汽车底盘的重要组成部分，汽车驱动桥结构形式和设计参数除了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、平顺性和操作稳定性等有着直接的影响，因此它的性能好坏直接影响汽车的整车性能，其工作条件恶劣，易磨损，经常发生故障，这些都对其设计提出了很高的要求。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。因此研究驱动桥的工作特性，并对其进行设计，是非常重要和必须的。本设计的研究目的在于通过汽车整体的匹配性设计完成驱动桥的主减速器、差速器等部件的设计与技算，并完成校核的设计过程。 二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题 设计的主要内容： （1）研究主减速器的组成、结构与设计； （2）然后参考类似驱动桥的结构，确定出总体设计方案； （3）对主，从动锥齿轮，差速器圆锥行星齿轮，半轴齿轮，全浮式半轴和整体式桥壳的强度进行校核以及对支承轴承进行寿命校核。 （4）对结构参数进行优化设计。 技术要求（研究方法）： （1）要求研究汽车有限元分析、优化设计基本理论，并将其与机械制图、机械设计、材料力学、计算机软件等相关知识有机结合、熟练运用； （2）要求运用CAD/CAM/CAE软件进行建模； （3）运用有限元分析软件进行有限元静力学分析，重点进行弯曲强度分析； （4）应用有限元分析软件实现参数优化。 拟解决的主要问题： （1）汽车驱动桥方案的确定； （2）驱动桥结构形式分析和主要参数的确定； （3）主减速器及差速器等部件的设计计算及校核； （4）保证汽车具有最佳的动力性和燃油经济性。 三、技术路线（研究方法） 调研并查阅相关资料 确定总体方案 驱动桥壳结构设计 驱动半轴结构设计 差速器结构设计 主减速器结构设计 完成毕业设计和说明书 主减速器参数计算 差速器参数计算 驱动桥壳参数计算 驱动半轴参数计算 强度校核 利用AUTO CAD绘图 四、进度安排 （1）调研、资料收集、完成开题报告 第2周 （2）整体方案设计，完成结构示意图（手绘）第3周 （3）结构设计计算，有限元分析，4-8周 （4）绘制设计图9-12周 （5）编写设计说明书13周 （6）毕业设计（论文）审核、修改 第14、15周 （7）毕业设计（论文）答辩准备及答辩 第16周 五、参考文献 [1]. 刘惟信. 汽车设计[M].北京:清华大学出版社,2001. [2]. 刘惟信. 汽车车桥设计[M].北京:清华大学出版社，2004. [3]. 张义民.CA141汽车半轴可靠性设计.汽车技术，1995（3）. [4]. 余志生. 汽车理论[M].北京:机械工业出版社,2000. [5]. 陈家瑞. 汽车构造.下册[M].北京:机械工业出版社，2005. [6]. 王国权.汽车设计指导书[M].北京:机械工业出版社，2009. [7]. 王霄峰.汽车底盘设计[M]. 北京:清华大学出版社，2010. [8]. 周玉声. 汽车驱动桥常见故障分析[J]. 农业装备与车辆工程 , 2009. [9]. 高杰, 王俊奇. 驱动桥单级主减速器总成装配[J]. 现代零部件 , 2005. [10]. 杜子学, 王星. 货车后桥壳的疲劳强度分析[J]. 交通标准化 , 2008. [11]. 刘雪梅. 驱动桥常见故障分析[J]. 农业机械化与电气化 , 2007. [12]. 隋运军. 汽车驱动桥总成的装配与调整[J]. 陕西汽车 , 2006. [13]. 晓青. 国产轿车变速器驱动桥结构介绍[J]. 汽车与配件 , 2002. [14]. 黄景宇主编.汽车典型结构图册.第一版.北京：人民交通出版社，2008 [15].Rudolf Limpert .BEAKE DESIGN and SAFETY.Warrendale,PA 15096,USA:SAE,Inc.,2005 [16].Gleason company.GLEASON BEVEL AND HYPOID GEAR DESIGN.2007 六、备注 指导教师意见： 签字： 年 月 日