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北京BJ1041整体式驱动桥设计开题报告.doc
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作为汽车关键零部件之的汽车北京整体,总体,驱动,设计,毕业设计,全套,图纸目录摘要第章绪论设计目的及意义国内外驱动桥研究状况设计主要内容第章驱动桥的总体方案确定驱动桥的种类结构和设计要求汽车车桥的种类驱动桥的种类驱动桥结构组成驱动桥设计要求设计车型主要参数主减速器结构方案的确定主减速器的齿轮类型及选择主减速器的减速形式及选择主减速器主从动锥齿轮的支承形式及安装方法差速器结构方案的确定半轴的分类及方案的确定桥壳的分类及方案的确定本章小结第章主减速器设计概述主减速器齿轮参数的选择与强度计算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主减速器的润滑本章小结第章差速器设计概述对称式圆锥行星齿轮差速器原理对称式圆锥行星齿轮差速器的结构对称圆锥行星锥齿轮差速器的设计差速器齿轮的基本参数选择差速器齿轮的几何尺寸计算差速器齿轮的强度计算差速器齿轮的材料本章小结第章半轴设计概述半轴的设计与计算全浮式半轴的计算载荷的确定半轴杆部直径的初选全浮式半轴强度计算全浮式半轴花键强度计算半轴材料与热处理本章小结第章驱动桥桥壳的设计概述桥壳的受力分析及强度计算桥壳的静弯曲应力计算在不平路面冲击载荷作用下桥壳的强度汽车以最大牵引力行驶时的桥壳的强度计算汽车紧急制动时的桥壳强度计算汽车受最大侧向力时桥壳强度计算本章小结结论参考文献致谢第章绪论设计目的及意义近几年,我国驱动桥总成市场发展迅速,产品产出持续扩张,国家产业政策鼓励驱动桥总成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。
投资者对驱动桥总成市场的关注越来越密切,这使得驱动桥总成市场的发展研究需求增大。
作为汽车关键零部件之的汽车驱动桥也得到相应的发展,各生产厂家在研发和生产过程中基本上形成了专业化系列化批量化的局面,汽车驱动桥是汽车的重要总成,承载着汽车车架及承载式车身经悬架给予的铅垂力纵向力横向力及其力矩,以及冲击载荷驱动桥还传递着传动系中的最大转矩,桥壳还承受着反作用力矩。
汽车驱动桥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动稳定性等有直接影响。
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,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,并且通过对汽车驱动桥的学习和设计实践,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,所以基于北京轻型货车设计款结构优良的整体式驱动桥具有定的实际意义。
国内外驱动桥研究状况国外研究现状国外整体式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并行工程开发模式并行工程开发模式是对在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。
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。
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。
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。
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。
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。
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,现代汽车上使用的制动防抱死控制驱动力控制系统等系统。
国内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。
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。
总之,我国汽车驱动桥的研究设计与世界先进驱动桥设计技术还有定的差距,我国车桥制造业虽然有些成果,但都是在引进国外技术纺制再加上自己改进的基础上了取得的。
个别比较有实力的企业,虽有自己独立的研发机构但都处于发展的初期。
在科技迅速发展的推动下,高新技术在汽车领域的应用和推广,各种国外汽车新技术的引进,研究团队自身研发能力的提高,我国的驱动桥设计和制造会逐渐发展起来,并跟上世界先进的汽车零部件设计制造技术水平。
设计主要内容驱动桥结构形式及布置方案的确定。
驱动桥零部件尺寸参数确定及校核完成主减速器的基本参数选择与设计计算及校核完成差速器的设计与计算及校核完成半轴的设计与计算及校核完成驱动桥桥壳的受力分析及强度计算。
完成驱动桥装配图和主要部分零件图。
第章驱动桥的总体方案确定驱动桥的分类和设计要求汽车车桥的种类汽车的驱动桥与从动桥统称为车桥,车桥通过悬架与车架或承载式车身相连,它的两端安装车轮,其功用是传递车架或承载式车身于车轮之间各方向的作用力及其力矩。
根据悬架结构的不同,车桥分为整体式和断开式两种。
当采用非独立悬架时,车桥中部是刚性的实心或空心梁,这种车桥即为整体式车桥断开式车桥为活动关节式结构,与独立悬架配用。
在绝大多数的载货汽车和少数轿车上,采用的是整体式非断开式。
断开式驱动桥两侧车轮可独立相对于车厢上下摆动。
根据车桥上车轮的作用,车桥又可分为转向桥驱动桥转向驱动桥和支持桥四种类型。
其中,转向桥和支持桥都属于从动桥,般货车多以前桥为转向桥,而后桥或中后两桥为驱动桥。
驱动桥的种类驱动桥位于传动系末端,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和车架或车厢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。
驱动桥分为断开式和非断开式两种。
驱动桥的结构型式与驱动车轮的悬挂型式密切相关。
当驱动车轮采用非独立悬挂时,例如在绝大多数的载货汽车和部分小轿车上,都是采用非断开式驱动桥,其桥壳是根支撑在左右驱动车轮上的刚性空心梁,主减速器差速器和半轴等所有的传动件都装在其中当驱动车轮采用独立悬挂时,则配以断开式驱动桥。
驱动桥结构组成在多数汽车中,驱动桥包括主减速器差速器驱动车轮的传动装置半轴及桥壳等部件如图所示。
轮毂半轴钢板弹簧座主减速器从动锥齿轮主减速器主动锥齿轮差速器总成图驱动桥驱动桥设计要求选择适当的主减速比,以保证汽车在给定的条件下具有最佳的动力性和燃油经济性。
外廓尺寸小,保证汽车具有足够的离地间隙,以满足通过性的要求。
齿轮及其他传动件工作平稳,噪声小。
在各种载荷和转速工况下有较高的传动效率。
具有足够的强度和刚度,以承受和传递作用于路面和车架或车身间的各种力和力矩在此条件下,尽可能降低质量,尤其是簧下质量,减少不平路面的冲击载荷,提高汽车的平顺性。
与悬架导向机构运动协调。
结构简单,加工工艺性好,制造容易,维修,调整方便。
设计车型主要参数整车总质量发动机最大转矩!变速器档传动比主减速器传动比主减速器结构方案的确定主减速器的齿轮类型及选择按齿轮副结构型式分,主减速器的齿轮传动主要有螺旋锥齿轮式传动双曲面齿轮式传动圆柱齿轮式传动又可分为轴线固定式齿轮传动和轴线旋转式齿轮传动即行星齿轮式传动和蜗杆蜗轮式传动等形式。
在发动机横置的汽车驱动桥上,主减速器往往采用简单的斜齿圆柱齿轮在发动机纵置的汽车驱动桥上,主减速器往往采用圆锥齿轮式传动或准双曲面齿轮式传动。
在现代货车车驱动桥中,主减速器采用得最广泛的是螺旋锥齿轮和双曲面齿轮。
螺旋锥齿轮如图所示主从动齿轮轴线交于点,交角都采用度。
螺旋锥齿轮的重合度大,啮合过程是由点到线,因此,螺旋锥齿轮能承受大的载荷,而且工作平稳,即使在高速运转时其噪声和振动也是很小的。
双曲面齿轮如图所示主从动齿轮轴线不相交而呈空间交叉。
和螺旋锥齿轮相比,双曲面齿轮的优点有尺寸相同时,双曲面齿轮有更大的传动比。
传动比定时,如果主动齿轮尺寸相同,双曲面齿轮比螺旋锥齿轮有较大轴径,较高的轮齿强度以及较大的主动齿轮轴和轴承刚度。
图螺旋锥齿轮与双曲面齿轮当传动比定,主动齿轮尺寸相同时,双曲面从动齿轮的直径较小,有较大的离地间隙。
工作过程中,双曲面齿轮副既存在沿齿高方向的侧向滑动,又有沿齿长方向的纵向滑动,这可以改善齿轮的磨合过程,使其具有更高的运转平稳性。
双曲面齿轮传动有如下缺点长方向的纵向滑动使摩擦损失增加,降低了传动效率。
齿面间有大的压力和摩擦功,使齿轮抗啮合能力降低。
双曲面主动齿轮具有较大的轴向力,使其轴承负荷增大。
双曲面齿轮必须采用可改善油膜强度和防刮伤添加剂的特种润滑油。
螺旋锥齿轮传动的主从动齿轮轴线垂直相交于点,齿轮并不同时在全长上啮合,而是逐渐从端连续平稳地转向另端。
另外,由于轮齿端面重叠的影响,至少有两对以上的轮齿同时捏合,螺旋锥齿轮能承受大的载荷,而且工作平稳,即使在高速运转时其噪声和振动也是很小的,所以本次设计采用螺旋锥齿轮。
主减速器的减速形式及选择主减速器的减速形式分为单级减速双级减速单级贯通双级贯通主减速及轮边减速等。
减速形式的选择与汽车的类型及使用条件有关,有时也与制造厂的产品系列及制造条件有关,但它主要取决于由动力性经济性等整车性能所要求的主减速比的大小及驱动桥下的离地间隙驱动桥的数目及布置形式等。
通常单极减速器用于主减速比的各种中小型汽车上。
单级主减速器双级主减速器图主减速器如图所示,单级减速驱动车桥是驱动桥中结构最简单的种,制造工艺较简单,成本较低,是驱动桥的基本型,在货车车上占有重要地位。
目前货车车发动机向低速大扭矩发展的趋势使得驱动桥的传动比向小速比发展随着公路状况的改善,特别是高速公路的迅猛发展,许多货车使用条件对汽车通过性的要求降低,因此,产品不必像过去样,采用复杂的结构提高其的通过性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
