东风300贯通式驱动桥及轮边减速器设计-开题报告

纸， 明书全套毕业设计均有 毕业设计（论文） 开题报告 学生姓名 系部 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 是否 外聘 是 否 题目名称 东风 300 贯通 式 驱动桥及轮边减速器设计 一、 课题研究 现状、 选题 目的 和意义 1、研究现状 为了提高装载量和通过性，有些重型汽车及全部中型以上的越野汽车都是采用多桥驱动，常采用的有 44、 66、 88等驱动型式。在多桥驱动的情况下，动力经分动器传给各驱动桥的方式有两种。相应这两种动力传递方式，多桥驱动汽车各驱动桥的布置型式分为非贯通式与贯通式。 前者为了把动力经分动器传给各驱动桥，需分别由分动器经各驱动桥自己专用的传动轴传递动力，这样不仅使传动轴的数量增多，且造成各驱动桥的零件特别是桥壳、半轴等主要零件不能通用。而对 88汽车来说，这种非贯通式驱动桥就更难于布置了。 为了解决上述问题，现代多桥驱动汽车都是采用贯通式驱动桥的布置形式。 在贯通式驱动桥的布置中，各桥的传动轴布置在同一纵向铅垂平面内，并且各驱动桥不是分别用自己的传动轴与分动器直接联接，而是位于分动器前面的或后面的各相邻两桥的传动轴，是串联布置的。汽车前后两端的驱动桥的动力，是经分动器并贯 通中间桥而传递的。其优点是，不仅减少了传动轴的数量，而且提高了各驱动桥零件的相互通用性，并且简化了结构、减小了体积和质量。这对于汽车的设计 (如汽车的变型 )、制造和维修，都带来方便。 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。 驱动桥设计应当满足如下基本要求： a)所选择的主减速 比应能保证汽车具有最佳的动力性和燃料经济性。 b)外形尺寸要小，保证有必要的离地间隙。 c)齿轮及其它传动件工作平稳，噪声小。 d)在各种转速和载荷下具有高的传动效率。 e)在保证足够的强度、刚度条件下，应力求质量小，尤其是簧下质量应尽量小，以改善汽车平顺性。 f)与悬架导向机构运动协调，对于转向驱动桥，还应与转向机构运动协调。 g)结构简单，加工工艺性好，制造容易，拆装，调整方便。 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：一类如伊顿系列产纸， 明书全套毕业设计均有 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。 圆锥行星齿轮式轮边减速桥。由圆锥行星齿轮式传动构成的轮边减速器，轮边减速比为固定值2，它一般均与中央单级桥组成为一系列。在该系列中，中央单级桥仍具有独立性，可单独使用，需要增大桥的输出转矩，使牵引力增大或速比增大时，可不改变中央主减速器而在两轴端加上圆锥行星齿轮式减速器即可变成双级桥。这类桥与中央双级减速桥的区别在于：降低半轴传递的转矩，把增大的转矩直接增加到两轴端的轮边 减速器上 ，其 “三化 ”程度较高。但这类桥因轮边减速比为固定值 2，因此，中央主减速器的尺寸仍较大，一般用于公路、非公路军用车。 圆柱行星齿轮式轮边减速桥。单排、齿圈固定式圆柱行星齿轮减速桥，一般减速比在 3 至 于轮边减速比大，因此，中央主减速器的速比一般均小于 3，这样大锥齿轮就可取较小的直径，以保证重型汽车对离地问隙的要求。这类桥比单级减速器的质量大，价格也要贵些，而且轮穀内具有齿轮传动，长时间在公路上行驶会产生大量的热量而引起过热；因此，作为公路车用驱动桥，它不如中央单级减速桥。 综上所述，由 于随着我国公路条件的改善和物流业对车辆性能要求的变化，重型汽车驱动桥技术已呈现出向单级化发展的趋势，主要是单级驱动桥还有以下几点优点： 1） 单级减速驱动桥是驱动桥中结构最简单的一种，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； 2） 重型汽车发动机向低速大转矩发展的趋势，使得驱动桥的传动比向小速比发展； 3） 随着公路状况的改善，特别是高速公路的迅猛发展，重型汽车使用条件对汽车通过性的要求降低。因此，重型汽车不必像过去一样，采用复杂的结构提高通过性； 4） 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。 单级桥产品的优势为单级桥的发展拓展了广阔的前景。从产品设计的角度看，重型车产品在主减速比小于 6 的情况下，应尽量选用单级减速驱动桥。 本课题的设计思路可分为以下几点：首先选择初始方案， 东风 300 属于重型货车，采用后桥驱动附轮边减速器，所以设计的驱动桥结构需要符合重型货车的结构要求；接着选择各部件的结构形式；最后选择各部件的具体参数，设计出各主要尺寸。 2010 年中国重卡轮边减速器市场发展迅速，产品产出持续扩张，国家产 业政策鼓励重卡轮边减速器产业向高技术产品方向发展，国内企业新增投资项目投资逐渐增多。投资者对重卡轮边减速器行业的关注越来越密切，这使得重卡轮边减速器行业的发展需求增大。 轮边减速器一般为双级减速驱动桥中安装在轮毂中间或附近的第二级减速器采用轮边减速器 ， 可以使中间主减速器的外形尺寸减小 ， 保证车辆具有足够的离地间隙 ， 由于轮边是最后的一级减速 ， 其前面的半轴 ， 差速器及主减速器的从动轮等零件的尺寸都可以减小 。 由于采用轮边减速器的驱动桥结构相对较复杂成本较高 ， 只有当驱动桥总减速比大于 12 的工程机械、重型车和对离地间隙有特殊要求的越野车才推荐采用轮边减速器。 轮边减速器桥优缺点 ： （ 1） 轮边减速器桥与单减速器桥相比，轮边减速器桥要比单减速器桥的主减速器小，轮边减速器纸， 明书全套毕业设计均有 桥的离地间隙更大，所以其通过性更强。适合复杂路面。 （ 2） 轮边减速器最大功用就是降速增扭，所以其扭矩大，驱动力强。适合爬坡。 （ 3） 首先轮边减速器的结构复杂，传导件较多，这使得传动率下降，能量损失加大。复杂的结构让维修保养也更加麻烦。 （ 4） 轮边减速器在装配的过程中要求严格，如果各部分零部件的配合尺寸出 现较大偏差，易导致轮边减速器的可靠性下降，同时由于国产制动鼓的材料及成本问题，国产车中轮边减速器散热效果还是不很理想。 1 太阳轮， 2 行星轮， 3 行星架， 4 内齿圈 图 1 单排行星齿轮机构 2、依据、目的和意义 本设计是对重型卡车驱动桥的结构设计以及轮边减速器的设计。故本说明书将以“驱动桥及轮边减速器设计”内容对驱动桥轮边减速器及其主要零部件的结构型式与设计计算作一一介绍。 汽车驱动桥是汽车传动系统的重要部件， 位于传动系的末端 ， 其功用 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 ， 进一步增大变速器输出的力矩，以提高汽车的驱动力。重型卡车承载质量大，牵引力大，因此需要更大的传动比，即主减速比，因此采用多级减速， 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 ， 另外，为提高其承载能力，减少单轴上的载荷，采用了多桥驱动型式。 在重载货车、越野汽 车或大型客车上，当要求有较大的主传动比和较大的离地间隙时，往往将 双级主减速器中的二级减速齿轮机构制成同样的两套，分别安装在两侧驱动车轮的近旁，称为轮边减速器而第一级即称主减速器 。 课题研究意义： 轮边减速的功能是在车轮半轴轴头和车轮轴之间再加装一个减速齿轮，使车桥升高，从而使车身升高，达到增加离地间隙的目的 ，本次设计旨在设计一个合适的轮边减速器，以更了解轮边减速器的构造和功能，还有大概的设计流程，以帮助我们更好的参加工作。 本次课题研究设计是大学生涯最后的学习机会，也是最专业的一次锻炼，它将使我们更加了解实际工 作中的问题困难，也使我对专业知识又一次的全面总结，而且对实际的 工程设计流程有个大概的了解，我相信这将对我以后的工作有实质性的帮助。 纸， 明书全套毕业设计均有 二、 设计（论文） 的基本内容 、 拟解决的主要 问题 基本内容 （ 1）研究驱动桥组成、结构、原理； (2) 主减速器的结构设计 ,基本参数选择及设计计算； （ 3）轮边减速器的结构设计，几本参数选择及设计计算； (4) 差速器齿轮的基本参数的选择、尺寸及强度计算； (5) 驱动半轴的结构设计及强度计算； (6) 驱动桥壳的结构设计及受力分析与强度计算。 （ 7）半轴及贯通轴的设计及强度计算 解决问题 选取的单级减速器附轮边减速器，是在原有的贯通轴主减速器上附带轮边减速器，需要有创新设计 三、 技术路线（研究方法） 方案简定及参数选择 总布置形式选择 主减速器设 计 贯通桥差速器设 计 半轴与贯通轴的设 计 轮边减速器设计 图 说明书编写 完成设计 纸， 明书全套毕业设计均有 四、 进度安排 （ 1）调研、收集资料、编写开题报告书和文献综述 第 12 周（ 2 月 28 日 3 月 11 日） （ 2）确定设计依据的技术参数，选择设计方案 第 3 周（ 3 月 14 日 3 月 18 日） （ 3）确定设计方案，确定总布置形式和各部分零件结构 第 46 周（ 3 月 21 日 4 月 8 日） （ 4）确定动力传递路线及传递数据 第 7 周（ 4 月 11 日 4 月 15 日） （ 5）完成总成及各零件的结构设计 第 810 周（ 4 月 18 日 5 月 6 日） （ 6）完成绘制产品图纸 第 1113 周（ 5 月 9 日 5 月 27 日） （ 7）撰写设计说明书 第 14 周（ 5 月 30 日 6 月 3 日） （ 8）毕业设计审核、修改 第 1516 周（ 6 月 6 日 6 月 17 日） （ 9）毕业设计答辩准备及答辩 第 17 周（ 6 月 20 日 6 月 24 日 ） 五、 参考文献 1 刘惟信 M2001 2 陈家瑞 . 汽车构造 M. 机械工业出版社， 2003 3 王望予 M2000 4 成大先 . 机械设计手册 （ 第五版 ） J. 化学 工业出版 社， 2008