某中型货车单级驱动桥设计开题报告

需要全套设计联系Q 97666224（说明书CAD图等）题目：某中型货车单级驱动桥设计2016年12月25日1、毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）1.1题目背景：为了不断完善社会主义市场经济的要求以及加入世贸组织后国内外汽车产业发展的新形势，推进汽车产业结构调整和升级，全面提高汽车产业国际竞争力，满足消费者对汽车产品日益增长的需求，促进汽车产业健康发展，特制汽车产业发展政策，通过该政策的实施，使我国汽车产业成为国民经济的支柱产业，为实现全面建设小康社会的目标做出更大的贡献1。中型载货汽车，在汽车发展趋势中，有着很好的经济发展前途。生产出质量好，操作简单，价格便宜的中型载货汽车将适合大多数消费者的要求。 1.2研究意义：汽车工业是国民经济的支柱产业，在国民经济发展中占据重要的战略地位。然而，和世界汽车工业发达国家相比，我国汽车工业创新能力和技术水平尚存在较大的差距。加强中国汽车设计创新，提升汽车产品竞争能力，对加速我国国民经济的发展至关重要。汽车驱动桥在汽车的各种总成中是涵盖机械零件、部件、分总成等的品种最多的总成2。例如，驱动桥一般由主减速器、差速器、车轮传动装置和桥壳组成。由此可见，汽车驱动桥设计涉及的机械零部件及元件的品种极为广泛，对这些零部件、元件及总成的制造也几乎要设计到所有的现代机械制造工艺。为满足消费者对汽车产品性能提升的需求，设计出经济性好，质量高，性能优越的驱动桥，通过对驱动桥性能参数的改进，提高驱动桥的性价比，适应社会生产力发展的需求，提高本国汽车的竞争力，促进经济的蓬勃发展有着重要意义。1.3国内外相关研究情况：国外研究情况：随着高等级公路的发展，汽车的车速正在日益提高，同时节约能源，减少污染的环境意识使得发动机又正向着大转矩和低转速的方向发展。为适应以上情况，汽车驱动桥速比应该减少，此时不必在桥中采用双级减速。因而目前在国外公路型车上已广泛的采用单级的减速桥，单级桥具有成本低，质量轻，维修保养简单，传动效益高，噪音小，温升低和整车油耗低等优点3。目前国外技术比较先进的单级桥的生产厂家有美国伊顿（EATON）公司，美国洛克威尔（ROCKWELL）公司，德国蔡夫（ZF）公司和曼（MAN）公司。国内研究情况：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，载重汽车驱动桥的技术已呈现出向单级化的发展趋势。单级减速驱动车桥是驱动桥中结构最简单的一种，制造工艺较简单，成本较低，是驱动桥的基本型，在中型卡车上占有重要地位4。随着公路状况的改善，特别是高速公路的迅猛发展，许多中型卡车使用条件对汽车通过性的要求降低，因此，中型卡车产品不必像过去一样，采用复杂的结构提高其的通过性。相对重型载货汽车而言，中型载货汽车需求量逐年递减且需求趋于稳定，未来510年，中型车比重大幅度下降。在具体工艺细节方面，我国和世界水平的差距还比较大，在结构方面，单级驱动桥的使用比例越来越高；技术方面，轻量化、舒适性的要求将逐步提高。总体而言，现在汽车向节能、环保、舒适等方面发展的趋势，要求车桥向轻量化、大扭矩、低噪声、宽速比、寿命长和低生产成本5。2、本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施2.1主要内容2.1.1驱动桥的概述驱动桥是位于传动系末端能改变来自变速器的转速和转矩，并将它们传递给驱动轮的机构。驱动桥一般由主减速器、差速器、车轮传动装置和驱动桥壳等组成，转向驱动桥还有等速万向节。另外，驱动桥还要承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力，纵向力和横向力，以及制动力矩和反作用力。驱动桥工作原理及基本结构如图2.1.1所示。图2.1驱动桥工作原理及基本结构1-后桥壳；2-差速器壳；3-差速器行星齿轮；4-差速器半轴齿轮；5-半轴；6-主减速器从动齿轮齿圈；7-主减速器主动小齿轮2.1.2驱动桥的作用驱动桥处于动力传动系的末端，其基本功能是：将万向传动装置传来的发动机转矩通过主减速器、差速器、半轴等传到驱动车轮，实现降速增大转矩；通过主减速器圆锥齿轮副改变转矩的传递方向；通过差速器实现两侧车轮差速作用，保证内、外侧车轮以不同转速转向；通过桥壳体和车轮实现承载及传力作用。2.1.3驱动桥的分类驱动桥分非断开式与断开式两大类。折叠非断开式：非断开式驱动桥也称为整体式驱动桥，其半轴套管与主减速器壳均与轴壳刚性地相连一个整体梁，因而两侧的半轴和驱动轮相关地摆动，通过弹性元件与车架相连。它由驱动桥壳，主减速器，差速器和半轴组成。折叠断开式：驱动桥采用独立悬架，即主减速器壳固定在车架上，两侧的半轴和驱动轮能在横向平面相对于车体有相对运动的则称为断开式驱动桥。为了与独立悬架相配合，将主减速器壳固定在车架（或车身）上，驱动桥壳分段并通过铰链连接，或除主减速器壳外不再有驱动桥壳的其它部分。为了适应驱动轮独立上下跳动的需要，差速器与车轮之间的半轴各段之间用万向节连接。按结构形式分3类：（1）中央单级减速驱动桥：是驱动桥结构中最为简单的一种，是驱动桥的基本形式，在重型卡车中占主导地位。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)中央双级减速驱动桥：在国内目前的市场上，中央双级驱动桥主要有2 种类型：一类载重汽车后桥设计，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。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4.2之间。由于轮边减速比大，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，以保证重型卡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，而且轮谷内具有齿轮传动，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。2.2拟采用的研究方案（1） 驱动桥结构方案的选择与分析； 驱动桥的结构种类和设计要求；主减速器结构方案的确定；差速器结构方案的确定；半轴形式的确定；桥壳形式的确定（2） 主减速器结构参数的选取；计算出主减速比；主减速器计算载荷的确定；主减速器齿轮参数的选择；主减速器齿轮强度计算；主减速器轴承计算；主减速器齿轮材料及热处理等（3） 差速器结构参数的选取；差速器齿轮参数的选择；差速器齿轮尺寸的计算；差速器齿轮强度的计算；差速器齿轮材料的选择（4） 半轴的设计与分析； 半轴载荷的确定；半轴杆部直径的选择；半轴强度计算；半轴花键的强度计算；半轴材料的强度及热处理（5） 桥壳参数的选取与强度的分析。桥壳设计的基本要求；桥壳的结构形式；桥壳的强度分析2.3本文研究的思路和方法（1）通过查阅书籍、上网搜索以及文献检索等多种有效方法，系统收集驱动桥的研究成果和相关信息；（2）在对国内外驱动桥的技术现状、发展趋势、市场等情况进行系统分析研究的基础上，确定设计策略，作为构思总体设计方案的指导思想； （3）选型设计：根据汽车行驶的路况条件和设计参数要求进行驱动桥的选型；（4）参数设计：根据整体设计要求，质量、轴荷、载重量、动力性、制动性、平顺性要求，确定发动机动力参数，确定主减速器、差速器、车轮传动装置和桥壳的件结构形式和基本参数；（5）计算机二维图纸绘制：根据理论计算的主要参数，对各零件和总成进行二维图纸绘制和装配。2.4研究方案驱动桥分为断开式和非断开式，主减速器有单级、双级、贯通式、双速、轮边。本次研究课题选用的方案是非断开式驱动桥，减速器选用单级主减速器，因为非断开式结构简单，而且成本比较低，比较适合中型货车。而单机减速器只有一对锥齿轮传动，结构简单，质量轻，体积小，传动效率高等特点，轿车，轻型、中型货车多采用单级减速器。单级减速器原理及基本机构如2.4图所示图2.4 单级主减速器原理及基本结构1-差速器轴承盖；2-轴承调整螺母；3，13，17-圆锥滚子轴承；4-主减速器壳；5-差速器壳；6-支撑螺栓；7-从动锥齿轮；8-进油道；9，14-调整垫片；10-防尘罩；11-叉形凸缘；12-油封；15-轴承座；16-回油道；18-主动锥齿轮；19-圆柱滚子轴承；20；28-半轴；21-桥壳；22-行星齿轮垫片；23-行星齿轮；24-半轴齿轮推力垫片；25-半轴齿轮；26-行星齿轮轴（十字轴）；27-螺栓2.5基本参数本次设计的题目选用的是东风中型货车，基本参数如下：型号:EQ1092F，外观颜色:东风蓝，驱动形式:4X2，总重量:9400（kg），装载重量:中型(6吨总质量14吨)（T），整车外形尺寸:长:7995 宽:2470 高:2485（mm），货厢内部尺寸:长:5150 宽:2294 高:550（mm），轮胎数:6（个），发动机型号:YC140。3、本课题研究的重点及难点，前期已开展工作3.1重点及难点1)桥壳强度计算的载荷工况分为三种情况：传递最大牵引力或最大制动力；最大侧向力时；通过不同路面垂直力最大时。 2) 主减速器的主减速比应能保证汽车具有最佳的燃油经济性及动力性。3) 半轴结构的确定：通过资料可知轴的长度和轴上安装的零件尺寸有关， 相反，轴承的尺寸又和轴的直径有关，设计时，一定要根据结构要求，设定尺寸，例如用轴承的跨距计算轴的直径来保证轴的静强度，再根据安装工艺要求来画出轴的结构图，然后按危险截面进行疲劳强度校核，来保证轴类零件的疲劳强度要求。 4) 齿轮及个零部件应工作平稳，噪声小。3.2前期已展开工作在撰写开题报告之前已在图书馆等查阅了大量关于汽车驱动桥方面的书籍、期刊和手册，并且在互联网上搜索了一些汽车驱动桥及其主要零部件的视频、图片和文字等信息，通过进行了这些前期工作，使我对汽车驱动桥的功用、结构和工作原理都有了进一步的了解和认识，相信自己能够比较完满地完成这次毕业设计。4、完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）1-2周 查阅总结文献资料，搜集数据、图片、资料等，确定毕业设计内容、思路和初步技术方案。学习熟悉软件应用、复习专业知识。3-4周 完成开题报告，并开始翻译外文文献，论证技术方案，确定详细的设计内容、完成任务、方法、技术路线。5周 确定详细的技术方案，完成论文翻译。6-8周 完成主减速器、差速器、桥壳、车轮传动装置等的设计计算、选型等任务。9-10周 完成计算机建模、仿真、分析等内容。11-13周 完成工程图绘制。14-15周 完成论文撰写，检查打印图纸，准备PPT，准备答辩。5、指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见）指导教师： 年 月 日 6、所在系审查意见： 系主管领导： 年 月 日参考文献1吉林大学.陈家瑞主编.汽车构造（上/下）.人民交通出版社. 2清华大学.余志生主编.汽车理论.机械工业出版社. 3吉林大学.王望予主编.汽车设计.机械工业出版社. 4西北工业大学机械原理及机械零件教研室主编.濮良贵.纪名刚主编.机械设计.高等教育 出版社.5刘惟信主编.汽车车桥设计.清华大学出版社.6最新汽车设计使用.黑龙江人民出版社.7Vehicle axle loads identication using nite element method .S.S. 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