重型载货汽车驱动桥传动结构设计.doc

本科毕业设计开题报告 题 目：重型载货汽车驱动桥传动结构设计 院 （系）： 机械工程学院 班 级： 机设08-4班 姓 名： 赵光楠 学 号： 2008025909 指导教师： 王本永 教师职称： 讲师 黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告题 目重型载货汽车驱动桥传动结构设计来源工程实际1、研究目的和意义新中国成立以前，我国没有汽车制造工业，自1953年在长春兴建第一汽车制造广(以下简称“一汽”)，1956年制造出第一辆“解放”牌运输车，宣告了中国不能生产汽车历史的结束。中国汽车行业到现在已经获得了长足发展。现在中国汽车工业已成为世界汽车工业的重要组成部分。改革开放20年来，与国际上各大汽车及零部件制造商相继建立了600余家中外合资企业，积累了资本200多亿美元；引进了1000多项汽车技术，绝大部分都与国外处于同等水平；2002年，汽车进出口贸易总额达100亿美元，占世界汽车市场的1/20的份额。2010年我国汽车产量的目标是600万辆，占世界汽车市场的1/10；若按5%的增长率计算，2020年我国的汽车产量将达到1000万辆，将占世界汽车市场的1/5，中国的汽车工业将由生产大国走向强国。中国的本土的设计能力跟国际先进水平还有一定差距，在国内汽车专利的申请还是跨国公司占绝大多数。所以中国要进一步发展汽车的行业，应该在自主设计和创新方面做出更大努力。驱动桥设计是汽车设计重要组成部分，汽车的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由变速器传来的转矩，将转矩分配给左、右驱动车轮；并使左、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承载式车身之间的力和力矩。汽车车桥的结构型式和设计参数除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、经济性、平顺性、通过性、机动性和操作稳定性等有直接影响。通过本课题可以达到以下目的1) 通过对汽车驱动桥传动系统结构的学习和设计实践，可以锻炼查阅收集资料并进行实际设计操作的能力，掌握机械设计的方法和过程。2) 通过对汽车驱动桥传动系统结构的学习和设计实践，可以更好的学习并掌握现代汽车设计与机械设计的全面知识和技能。3) 通过对汽车驱动桥传动系统结构的研究并查阅了解多种三维制图软件，熟练掌握及操作三维设计软件SolidWorks，利用已掌握的机械制图技能利用三维软件完成汽车驱动桥传动系统结构设计。4) 通过查阅汽车驱动桥的相关资料，可以对汽车行业的发展有新的认识。2、国内外发展情况(文献综述)随着汽车工业的发展及汽车技术的提高，驱动桥的设计、制造工艺都在日益完善。驱动桥也和其他汽车总成一样，除了广泛采用新技术外，在结构设计中日益朝着“零件标准化、部件通用化、产品系列化”的方向发展及生产组织的专业化日标前进1 2。汽车驱动桥是汽车的重要总成，它的性能好坏直接影响整车性能，而对于重型卡车尤为重要，当采用大功率发动机输出大的转矩以满足目前重型卡车的快速、重载的高效率、高效益的需要时，必须要搭配一个高效、可靠的驱动桥。所以采用传动效率高的单级减速驱动桥已成为未来重载汽车的发展方向1。汽车驱动桥位于传动系的末端。其基本功用首先是增扭，降速，改变转矩的传递方向，即增大由传动轴或直接从变速器传来的转矩，并将转矩合理的分配给左右驱动车轮；其次，驱动桥还要承受作用于路面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矩等。驱动桥传动系统结构设计主要由主减速器，差速器组成2。 汽车正常行驶时，发动机的转速通常在2000至3000r/min左右，如果将这么高的转速只靠变速箱来降低下来，那么变速箱内齿轮副的传动比则需很大，而齿轮副的传动比越大，两齿轮的半径比也越大，换句话说，也就是变速箱的尺寸会越大。另外，转速下降，而扭矩必然增加，也就加大了变速箱与变速箱后一级传动机构的传动负荷。所以，在动力向左右驱动轮分流的差速器之前设置一个主减速器，可使主减速器前面的传动部件如变速箱、分动器、万向传动装置等传递的扭矩减小，也可变速箱的尺寸质量减小，操纵省力3 4。现代汽车的主减速器，广泛采用螺旋锥齿轮和双曲面齿轮。双曲面齿轮工作时，齿面间的压力和滑动较大，齿面油膜易被破坏，必须采用双曲面齿轮油润滑，绝不允许用普通齿轮油代替，否则将使齿面迅速擦伤和磨损，大大降低使用寿命5。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，因为重型载货汽车所采用的发动机都是大功率，大转矩的，装载质量在十吨以上的载货汽车的发动机，最大功率在140KW以上，最大转矩也在700Nm以上，百公里油耗是一般都在34升左右。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6 7 8。目前国内重型车桥生产企业也主要集中在中信车桥厂、东风襄樊车桥公司、济南桥箱厂、汉德车桥公司、重庆红岩桥厂和安凯车桥厂几家企业。这些企业几乎占到国内重卡车桥90%以上的市场9。目前国内外驱动桥传动系统结构设计出现了一下一些变化：1、主要部件和功能向驱动桥的中部集中有些厂家开始把主减速器, 制动器和行星减速机构等集合在桥的中部, 但其优点尚待考证。2、桥壳采用球墨铸铁, 以提高整桥外观质量 桥壳采用球墨铸铁, 加工成本低, 其铸造及加工后的外观质量均比现在大多采用的铸钢桥有了很大的提高。3、适应特种要求的多功能驱动桥为适应主机产品的特殊要求, 驱动桥产品供应厂家设法在桥上增加引进了一些特殊功能:自动充气功能、超载报警功能、增添转向油缸功能等, 增加了驱动桥产品的适应性。3、研究/设计的目标（1）研究主减速器的结构形式主减速器基本参数选择与设计计算（2）各零部件的强度校核（3）用AutoCAD绘制驱动桥传动系统结构的主要零件图和装配图（4）撰写设计说明书4、设计方案（研究/设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等）方案一：采用双速主减速器，它由两级齿轮减速构成，一级为双曲面齿轮，第二级为锥齿轮行星齿轮；方案二：采用双速主减速器，它由两级齿轮减速构成，一级为双曲面齿轮，第二级为锥齿轮圆柱齿轮1 10。5、方案的可行性分析比较两种方案，前者较后者体积及质量较小，能承受更大的刚度和强度，所以前种方案较适合我研究的课题，这种方案被大量用于重型载货汽车上，有较强的可行性。6、该设计的创新之处（1）提高了主减速器、差速器的效率；（2）动力效应上的合理性。7、设计产品的主要用途和应用领域主要用途：用于课题的创新性研究应用领域：重型载货汽车驱动桥传动系统结构的设计8、时间进程任务下达日期： 2011 年 12 月 15 日设计开题日期： 2012 年 4 月 6 日设计开始日期： 2012 年 4 月 9 日中期答辩日期： 2012 年 5 月 16 日设计完成日期： 2012 年 6 月 11 日9、参考文献 1 刘惟信.汽车设计M.北京:清华大学出版社,2001.2 陈家瑞.汽车构造M.北京:机械工业出版社,20053 朱孝录.齿轮传动设计手册M.北京:化学工业出版社,2005. 4 邱宣怀.机械设计M.北京:高等教育出版社,1997.5 廖念钊.互换性与技术测量M.北京:中国计量出版社,2000.6 王明珠.工程制图学