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哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計）—開題報告
本科畢業(yè)論文（設(shè)計）
開 題 報 告
論文題目
某商用車雙速主減速器驅(qū)動橋設(shè)計
班 級
1001202
姓 名
汪方良
院（系）
汽車工程學(xué)院
導(dǎo) 師
劉濤
開題時間
2013年12月23日
- 16 -
1、 課題研究的目的和意義
本課題是為了提高汽車驅(qū)動橋的設(shè)計效率、縮短設(shè)計周期而提出的。
驅(qū)動橋處于汽車結(jié)構(gòu)傳動系的末端，用來增大由傳動軸或直接由變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，并將轉(zhuǎn)矩分配給左、右驅(qū)動車輪，并使車輪具有汽車行駛運(yùn)動學(xué)所要求的差速功能；同時，驅(qū)動橋還要承受作用于路面和車架或車廂之間的鉛垂力、縱向力和橫向力[1]。在一般的汽車結(jié)構(gòu)中，驅(qū)動橋包括主減速器（又稱主傳動器）、差速器、驅(qū)動車輪的傳動裝置及橋殼等部件[2]。
對于商用車來說，要傳遞的轉(zhuǎn)矩較乘用車和客車都要大得多，以便能夠以較低的成本獲得更高的工作能力，所以選擇功率較大的發(fā)動機(jī)，這就對傳動系統(tǒng)有較高的要求，而驅(qū)動橋在傳動系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用[3]。隨著目前國際上石油價格的上漲，貨車的經(jīng)濟(jì)性日益成為人們關(guān)心的話題，這不僅僅只對貨車，對于汽車和其他工程機(jī)械，提高其燃油經(jīng)濟(jì)性也是各貨車生產(chǎn)商來提高其產(chǎn)品市場競爭力的一個法寶。為了降低油耗，不僅要在發(fā)動機(jī)的環(huán)節(jié)上節(jié)油，而且也需要從傳動系中減少能量的損失。這就必須在發(fā)動機(jī)的動力輸出之后，在從發(fā)動機(jī)—傳動軸—驅(qū)動橋這一動力輸送環(huán)節(jié)中尋找減少能量在傳遞的過程中的損失。在這一環(huán)節(jié)中，發(fā)動機(jī)是動力的輸出者，也是整個機(jī)器的心臟，而驅(qū)動橋則是將動力轉(zhuǎn)化為能量的最終執(zhí)行者。因此，在發(fā)動機(jī)相同的情況下，采用性能優(yōu)良且與發(fā)動機(jī)匹配性比較高的驅(qū)動橋便成了有效節(jié)油的措施之一。所以設(shè)計新型的驅(qū)動橋成為新的課題。
隨著AutoCAD、CATIA、ANSYS等計算機(jī)軟件的廣泛運(yùn)用，在驅(qū)動橋的生產(chǎn)制造和工作過程中，廣泛的用到了計算機(jī)輔助設(shè)計CAD技術(shù)和計算機(jī)輔助工程CAE技術(shù)。把有限元法、優(yōu)化設(shè)計、疲勞累積損傷理論等應(yīng)用到驅(qū)動橋設(shè)計當(dāng)中后，不但節(jié)省了大量人力和時間，而且可以獲得技術(shù)、經(jīng)濟(jì)最佳的設(shè)計，大大提高了設(shè)計效率、縮短了設(shè)計周期[4]。
2、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
汽車和汽車工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)、現(xiàn)代社會及人民生活中具有十分重要的作用。在當(dāng)前中國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)事業(yè)中，汽車處于十分突出和優(yōu)先的地位。近年來汽車工業(yè)在中國機(jī)械工業(yè)各行業(yè)中，其增長速度雖有所回落，但相對比其它行業(yè)仍處于較高水平。但是中國汽車業(yè)的發(fā)展仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上需求，即使汽車工業(yè)的發(fā)展及汽車技術(shù)均有所提高，但中國汽車工業(yè)距國際水平還有相當(dāng)?shù)牟罹?。以?qū)動橋為例，雖然驅(qū)動橋的設(shè)計和制造工藝都在日益完善，除了廣泛采用新技術(shù)外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中也日益朝著“零件標(biāo)準(zhǔn)化、部件通用化、產(chǎn)品系列化”的方向發(fā)展及生產(chǎn)組織的專業(yè)化日標(biāo)前進(jìn)。但驅(qū)動橋產(chǎn)品設(shè)計和研究方面距離仍然很大，這方面應(yīng)該為中國的許多部門和企業(yè)所認(rèn)識。目前，我國的驅(qū)動橋設(shè)計，基本上尚處在類比設(shè)計和經(jīng)驗設(shè)計階段，這樣的設(shè)計往往偏于保守而限制了驅(qū)動橋性能的提高和產(chǎn)品成本的降低。因此，我國驅(qū)動橋產(chǎn)品設(shè)計與國外的主要差距之一是所設(shè)計的驅(qū)動橋過于笨重。在現(xiàn)代驅(qū)動橋設(shè)計中，要使其做到盡可能的輕量化不但可以節(jié)省材料消耗和降低成本，而且可以合理的規(guī)劃汽車簧上簧下質(zhì)量、降低動載和提高汽車的平順性[4-5]。?
汽車驅(qū)動橋是汽車的重要總成，它的性能好壞直接影響整車性能，而對于重型卡車尤為重要，當(dāng)采用大功率發(fā)動機(jī)輸出大的轉(zhuǎn)矩以滿足目前重型卡車的快速、重載的高效率、高效益的需要時，必須要搭配一個高效、可靠的驅(qū)動橋。
對于中重型載貨汽車來說，要傳遞的轉(zhuǎn)矩比較于乘用車和客車，以及輕型商用車都要大得多，以便能夠以較低的成本運(yùn)輸較多的貨物，所以選擇功率較大的發(fā)動機(jī)，這就對傳動系統(tǒng)有較高的要求，而驅(qū)動橋在傳動系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。隨著目前國際上石油價格的上漲，汽車的經(jīng)濟(jì)性日益成為人們關(guān)心的話題，這不僅僅對乘用車，對于載貨汽車，提高其燃油經(jīng)濟(jì)性也是各商用車生產(chǎn)商來提高其產(chǎn)品市場競爭力的一個法寶，因為中重型載貨汽車所采用的發(fā)動機(jī)都是大功率，大轉(zhuǎn)矩的，百公里油耗都較高。以解放CA141型卡車為例，其百公里油耗高達(dá)26.5L[6]。為了降低油耗，不僅要在發(fā)動機(jī)的環(huán)節(jié)上節(jié)油，而且也需要從傳動系中減少能量的損失。這就必須在發(fā)動機(jī)的動力輸出之后，在從發(fā)動機(jī)—傳動軸—驅(qū)動橋這一動力輸送環(huán)節(jié)中尋找減少能量在傳遞的過程中的損失。在這一環(huán)節(jié)中，發(fā)動機(jī)是動力的輸出者，也是整個機(jī)器的心臟，而驅(qū)動橋卻是將動力轉(zhuǎn)化為能量的最終執(zhí)行者。因此，在發(fā)動機(jī)相同的情況下，采用性能優(yōu)良且與發(fā)動機(jī)匹配性比較高的驅(qū)動橋便成了有效節(jié)油的措施之一[7]。所以設(shè)計新型的驅(qū)動橋便成為新的課題。?
目前國內(nèi)重型車橋生產(chǎn)企業(yè)也主要集中在中信車橋廠、東風(fēng)襄樊車橋公司、濟(jì)南橋箱廠、漢德車橋公司、重慶紅巖橋廠和安凱車橋廠幾家企業(yè)。這些企業(yè)幾乎占到國內(nèi)重卡車橋90%以上的市場。?
目前國內(nèi)外驅(qū)動橋傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計出現(xiàn)了一下一些變化：?
（1）、主要部件和功能向驅(qū)動橋的中部集中?
有些廠家開始把主減速器,?制動器和行星減速機(jī)構(gòu)等集合在橋的中部,?但其優(yōu)點尚待考證。?
（2）、橋殼采用球墨鑄鐵,?以提高整橋外觀質(zhì)量??
橋殼采用球墨鑄鐵,?加工成本低,?其鑄造及加工后的外觀質(zhì)量均比現(xiàn)在大多采用的鑄鋼橋有很大的提高。?
（3）、適應(yīng)特種要求的多功能驅(qū)動橋?
為適應(yīng)主機(jī)產(chǎn)品的特殊要求,?驅(qū)動橋產(chǎn)品供應(yīng)廠家設(shè)法在橋上增加引進(jìn)了一些特殊功能:自動充氣功能、超載報警功能、增添轉(zhuǎn)向油缸功能等,?增加了驅(qū)動橋產(chǎn)品的適應(yīng)性[8-11]。
3. 本課題的研究內(nèi)容及技術(shù)方案
本論文主要是以某商用車的驅(qū)動橋設(shè)計為主，具體參數(shù)以解放CA141的相關(guān)參數(shù)為參考。通過實習(xí)、調(diào)查、上網(wǎng)以及文獻(xiàn)檢索等多種有效方法搜集相關(guān)資料后，決定按照以下步驟進(jìn)行此次設(shè)計：
（1）主減速器設(shè)計?
①?主減速器的結(jié)構(gòu)形式及其基本參數(shù)的選擇；?
②?主減速器內(nèi)外零部件的結(jié)構(gòu)分析、型式選擇及二維圖紙的繪制。?
（2）差速器設(shè)計?
①?差速器的形式及其參數(shù)的選擇；?
②?同步器主要參數(shù)的確定及設(shè)計計算，繪制出二維圖紙。?
（3）驅(qū)動車輪的傳動裝置設(shè)計?
①?半軸形式的確定及驅(qū)動車輪傳動裝置萬向節(jié)的選擇；?
②?半軸及驅(qū)動車輪傳動裝置萬向節(jié)二維圖紙的繪制。?
（4）驅(qū)動橋橋殼設(shè)計?
① 橋殼的結(jié)構(gòu)形式選擇及其受力分析、強(qiáng)度計算；?
② 驅(qū)動橋橋殼的二維設(shè)計。
（5）制動器設(shè)計?
①?制動器的形式和參數(shù)的確定；?
③ 制動器的設(shè)計計算，并進(jìn)行三維實體模型的建立[12-16]。
4.進(jìn)度安排
第1~3周：搜集資料，撰寫開題報告；
第4~7周：確定總體方案，進(jìn)行驅(qū)動橋設(shè)計計算；
第8~13周：三維實體建模，繪制二維工程圖；
第14~15周：對驅(qū)動橋殼進(jìn)行有限元分析；
第16~17周：撰寫畢業(yè)設(shè)計論文；
第18周：準(zhǔn)備答辯。
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開題報告檢查組意見：（以下空4~6行文字）
組長（簽字）：
年 月 日
（此行置于頁面底部分）
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