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KD1110型载货汽车后桥总成设计【优秀汽车后桥全套课程毕业设计含4张CAD图纸】

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关键词：: 载货汽车后桥总成课程毕业设计 KD1110型载货汽车后桥总成设计

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KD1110型载货汽车后桥总成设计

KD1110型载货汽车后桥总成设计【优秀汽车后桥全套课程毕业设计含4张CAD图纸】

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轻量化设计的汽车零部件用高强度钢来抗凹--文献翻译.doc

KD1110型载货汽车后桥总成设计

摘要

本设计为中型载货汽车的后桥总成设计，在本设计中后桥为驱动桥。驱动桥是汽车传动系主要总成之一，具有承载车身和驱动汽车的功用。驱动桥主要包括驱动桥壳、主减速器、差速器和两个后桥半轴。

根据本车的各项具体参数，经过必要的论证分析，确定了本次所设计的驱动桥的结构方案。驱动桥壳为非断开式驱动桥壳。主减速器为双级主减速器，双级主减速器包括一对双曲面齿轮和一对圆柱齿轮。主动双曲面齿轮和中间轴凸缘上的双曲面齿轮啮合，中间轴和第二级传动中主动圆柱齿轮做成一个整体，圆柱齿轮与固定在差速器壳上的从动圆柱齿轮啮合。差速器为对称式圆锥行星齿轮差速器，这种差速器结构简单，使用可靠。半轴采用全浮式半轴，这样半轴只承受转矩。主减速器支撑轴承选用圆锥滚子轴承。

在说明书的计算部分，说明了主要参数选择的依据，对主减速器，差速器，半轴和驱动桥壳进行了尺寸和强度计算。此外，还计算了主减速器支撑粥承的寿命。本文提供了关于以上计算的详细计算依据、步骤和计算数据。

关键词：双曲面齿轮、差速器、驱动桥、半轴

KD1110 DESIGN OF REAR AXLE FOR GOODS VEHICLE

ABSTRACT

The aim of this project is to design the rear axle for the medium goods vehicle. The rear axle acts as the driving axle in this project. The rear axle is an important component of the truck, which is used to bear the frame and drive the truck. The driving axle includes a shell of drive axle, a main decelerator, a diff, and two axle shafts.

According the specific parameters of the driving system and necessary reasoning, the structure of the driving axle is adopted: the integrated driving axle housing, two-stage main reducing gears which consist of a pair of hypoid gears and a pair of spur gears. The driving hypoid gear that is fixed to the flange of the intermediate shaft forms an integral with the 2nd-stage driving spur gear. The spur gear meshes with the driven spur gear, which is fastened to the case of the diff. The diff with the symmetric taper planetary has a relatively simple structure, and it is reliable. The diff axle is full floating type; such axle shafts are acted upon only by the torque. The bearings that the rear axle uses are both taper roller bearings

The calculation section of this paper is mainly concerning about the physical dimension of the gear of the main drive, the diff, the driving axle, the driving axle housing and the strength of them. In addition, the life of the bearing of the main drive is also calculated in this section. Majority of computations basis, the step and the estimated data for these project are advanced in paper.

KEY WORDS: double camber gear, differential ，driving axle ，Axle shaft

前言...............................................1

第一章驱动桥总体设计 ...........................2

§1.1驱动概桥述.....................................2

§1.2 驱动桥总成的结构形式及选择......................2

第二章主减速器的设计.................................3

§2.1主减速器的结构形式和选择.........................3

§2.2 主减速比的确定和分配...........................3

§2.3主减速器齿轮计算载荷的确定.....................3

§2.4 主减速器齿轮参数的确定..........................6

§2.5主减速器齿轮的强度校核.........................11

第三章差速器的设计......................................28

§3.1差速器的结构形式的选择.........................28

§3.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计...................28

第四章驱动车轮的传动装置.............................33

§4.1半轴概述....................................33

§4.2 半轴的设计计算.............................. 33

第五章驱动桥桥壳........................................36

§5.1驱动桥桥壳受力和强度计算..........................36

结论.....................................................41

参考书目..................................................42

致谢...................................................43

参考文献

[1] 刘惟信编著. 汽车车桥设计. 北京：清华大学出版社. 2004.

[2] 汽车工程手册编辑员.汽车工程手册: 基础篇.北京：人民交通出版社．2001

[3] 汽车工程手册编辑员.汽车工程手册:设计篇.北京：人民交通出版社．2001

[4] 刘惟信.汽车驱动桥设计. 第三版. 北京:清华大学出版社,2004年

[5] 王望予编著. 汽车设计第4版. 北京：机械工业出版社. 2004

[6] 刘惟信．汽车设计．北京：清华大学出版社，2001

[7] 徐灏．机械设计手册．北京．机械工业出版社：2004

[8] 刘惟信主编．圆锥齿轮与双曲面齿轮传动．北京：人民交通出版社．1985

[9] 余志生编著. 汽车理论第四版．北京：机械工业出版社．2008

[10] 陈家瑞主编. 汽车构造第二版．北京：机械工业出版社. 1995.

[11] 成大先主编.机械设计手册第四版.北京：化学工业出版社，2002

[12] 张洪欣.汽车设计.北京:机械工业出版社, 1989

[13] 张文春主编．汽车理论．北京．机械工业出版社：2007

[14] 刘惟信.汽车驱动桥设计. 第三版. 北京:清华大学出版社,2004年

[15] 濮良贵，纪名刚主编．机械设计（第八版）．北京：高等教育出版社．2006

[16] 孙恒，陈作模，葛文杰主编．机械原理．北京：高等教育出版社．2006

内容简介：: 轻量化设计的汽车零部件用高强度钢来抗凹摘要：轻巧耐撞性是汽车车身设计的两个重要因素。在这篇文章中，基于浅壳理论，表达抗凹刚度的双曲率扁壳是在集中载荷条件下取得的。该临界负荷导致当地琐碎的凹痕在该中心的浅壳被视为轻量级对汽车零部件的重要影响指数。本规则适用于轻量化设计的保险杠系统用高强度钢代替温和钢。耐撞模拟轻量级的一部分，证明了轻量化进程的有效性。关键词: 高强度钢轻量抗凹1、介绍近年来，由于汽车保有量的急剧增长，大大影响了社会和人们的生活，这种情况带来了很多严峻的问题比如能源危机，环境污染。国际铝组织协会声明石油的消耗可降低8-10与减少约10的汽车重量。因此，汽车轻量化是节约燃料的一个基本方式。为了减少汽车的重量，这又两个较好的方法。一种方法是重新设计汽车零部件优化其结构，通过使用细薄的、空心的、小型的和混合材料的零部件，来减轻汽车的重量。另一种是使用新的轻型材料，如今这种材料越来越多，如铝合金，高强度钢，复合材料都被广泛作为轻质材料以取代传统材料如低碳钢。这些材料可以显着的减轻汽车的重量。使汽车轻量化材料替换比优化结构更有效。根据引进的汽车安全法规，轻量化设计的车身中耐撞性和安全性被视为先决条件。高强度钢被广泛的应用于汽车上以代替传统的低碳钢。高强度钢板可用于汽车车身来提高部件碰撞能量吸收能力和耐塑性变形能力。汽车体重可减少通过使其零部件用一个更薄厚度的高强度钢板取代低碳钢板来制造。与铝相比，镁，复合材料和高强度钢具有更好的经济性因为这些材料的原料和制作费用比较便宜。此外，高强度钢可直接应用到生产线上，包括成型，焊接，装配和油漆。经营成本节省了，因为没有必要对整个线路进行调整。在车身外，有几个薄的金属板，其中大部分是浅水面板。凹痕阻力是有能力保持形状对沉没挠度和地方凹痕在外力的作用下。凹性汽车板成为汽车的一个重要方面和质量标准。因此，抗凹刚度的汽车板应在面板设计和制造过程中被测试和评估。一些报道的测试方法列举如下:1）、在外力不变的情况下，测量位移沉没挠度的fp2）、测试外力F到获得固定位移沉没偏转量3）、在外力载荷作用下测试得边坡力位移曲线在这篇文章中，第二种方法将被采用，该表达抗凹刚度双曲率浅壳是通过浅壳理论和集中负载的条件下得到的。该临界负荷导致该中心浅壳琐碎的凹痕被视为凹性汽车零部件的重要评价指数。本规则适用于在第2条中，轻量化设计连年系统用高强度钢代替低碳钢与耐撞性仿真。2、双曲率浅壳的抗凹性分析2.1 浅壳的抗凹刚度分析壳牌与中表面特点可以分为三特征：厚度h，中面尺寸L，曲率半径r ，并满足的h / r1。当h/L1时，定义外壳为薄壳，如果在上述两条件满足的同时又满足Lr1，这个薄壳被认为是浅壳。如图1所示，平面x-y是浅壳中表面沿着z轴的投影。假设M是中表面上的任意一点，两平面QMN&PMN分别去平行OYZ和OXZ。边PM和QM可近似认为是垂直的因为中表面和平坦。同时，MN正交于中面。因此，MN,PM,QM可构成垂直参考系MPQN。其差额由正交坐标系统OXYZ可以忽略不计，同时PM和QM通过和来表示，该曲面坐标MPQN。假设M是Z轴上的一点，对中表面的详细分析方程如下：z=F(x,y) （1）由于是平坦的外壳，就有如下方程：（2）中面的曲率和挠度可近似至：（3）该中面的下载系数可沿和方向导出：（4）运用集中力P沿Z轴和忽略横向剪切力造成的影响，得到浅壳的平衡微分方程：（5）其中（0，0）是狄拉克-函数。浅壳的兼容性方程是：（6）其中通过横向位移w来表达瞬时结果M1, M2和M12，浅壳在横向集中力下的基本方程：（7）其中N1是膜应力在X方向，N2是膜应力在Y方向，D表示浅壳的抗弯刚度。这是很难解决上述方程。据要立足现实，沉没的偏转将只集中就在小范围内左右对外力P ，所以无限大型浅水壳牌是假定在这项研究中。因为w，N1,N2关于X,Y轴对称，所有顺序衍生的w,N1,N2都无限接近于零，以下方程可通过傅立叶进行变换。（8）其中：（9）从公式（8）我们可以得到。通过逆向傅立叶变换和极坐标转换,w，再根据极坐标系统我们可以得到：（10）把x=0,y=0带入式（8），这关系在偏转力fp和矩形浅壳的集中力P我们可以得到如下：（11）最后抗凹刚度的双曲率浅壳K便可获得 (12)这个等式综合的说明了该抗凹刚度双曲率浅壳的所有影响因素，包括材料性能，几何参数，这些因素可以用来引导设计，材料选择及制造。2.2分析临界载荷造成当地琐碎凹痕为定量评价的临界载荷对地方抗凹的展板，几位研究员已经提出了经验公式。根据大量的实验，Dicellello说明一个公式表明最低能量W造成有形琐碎的凹痕微量由厚度T的屈服应力RS和基本抗凹刚度K。（13）其中C是比例恒，从公式（12）和（13），临界载荷聚合酶链反应，导致浅壳中心琐碎的凹痕是可以实现的，其中这被定义为评价。（14）从公式（14），是有密切相关关系临界负荷Pcr和厚度t,屈服应力,关键负载可以是根据一个规则进行轻量化设计其中汽车零部件用高强度钢代替低碳钢。3、举列和耐撞性分析3.1 整车的有限元模型及其碰撞模拟一份详细的有限元模型已确立基于从一辆房车改装成一辆客车，如图2所示。以确保正确性性和有效性的有限元模型，一下方法将被采用：1、因为目的是为了模拟正面碰撞的车，啮合的前端车身比后方车身更稠密。2、采取4节点壳单元和8节点砖固体成分来降低集成方法与沙漏控制，以提高仿真效率。3、用啮合和大量的缩放技术，到该特征长度的最小单元以确保提高仿真效率。4、材料本构与CowperSymonds应变率项目是用于钢铁零件。5、自动单面接触算法是通过在模拟瞄准的复杂性来进行汽车碰撞仿真分析。6、点焊元件故障规则中说，考虑到该对标准力和剪切力，是用来模拟点焊连接汽车零部件。显式动力有限元软件LS - DYNA的950版本是用来模拟正面碰撞的车对刚性壁在车速为50公里/秒根据国家坠毁立法CMDVR294。一个真正的车毁人亡实验是在清华大学实验室做的汽车碰撞。通过对比时程加速度某些位置上的一个支柱0.1 s时，模拟给出了一个合理的适合实验结果，其中保证正确性的有限元模型，并给出了更好的基地，为下一步轻量化优化设计做准备。3、2轻量化设计及耐撞性分析使用高强度钢，是其中一个有效的如何降低汽车重量。然而，部分绩效（如耐撞性，刚度，抗凹）通过新的材料得到保证。举例来说，前面部分的汽车是主要能源吸收部分，在这一过程中的车毁人亡，所以能源吸收性能不影响乘客，故设计的前车零件的安全性需得到保证。在这项研究中，研究了不同的材料来制作汽车的缓冲器，但其余的为抗凹。评价指标的凹痕阻力保险杠用低碳钢是（15）当高强度钢是用来取代低碳钢其余的主要形状和抗凹性能，高强度钢的新厚度可以实现（16）从公式（16）可以得到，保险杠的厚度可使用高强度钢得到积累和更新，在整车FE模型中。变形过程中的收获，以新的材料取得后，车毁人亡的是重新模拟与更新部分厚度（见图3）通过模拟实验中，变形的保险杠有两种不同的材料相似，即塑料铰链与张力塑性变形出现在部分保险杠的中部。能量吸收的过程表现在保险杠横梁上。从图 4可以看出两种材料的能量吸收差异很小，约4.1 为保险杠梁吸收。从中可以得出一个结论，在这份研究中说明的是在抗凹性的评价指标的基础上，合理的减少保险杠板的厚

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