九噸級驅動橋主減速器設計開題報告

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開 題 報 告1．結合畢業(yè)設計情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，撰寫 2000 字左右的文獻綜述：文 獻 綜 述一、概述隨著我國工業(yè)化建設的高速發(fā)展，西部大開發(fā)，公路條件不斷完善，運輸也大型化，專業(yè)化高速發(fā)展，尤其是高等級公路的不斷建設，國家對大型基建項目的大量投入，必將重型貨車的廣泛應用創(chuàng)造很好的條件，促進重型載貨貨車向大型化發(fā)展?？紤]到目前國內(nèi)只有八級重型載貨貨車供求基本平衡，供給略大于需求，大噸級的載貨汽車必將成為需求的熱點。重型汽車從 2004 年到 2006 年一直處于高速攀升階段，市場規(guī)模從 2004 年的 39 萬輛上升到 2006 年的 70 萬輛，近幾年其所占比例不斷增加。2005 年及以后的幾年內(nèi)，重型汽車所需橋總成將會形成一下產(chǎn)品格局：公路運輸以 9t級以上單級減速驅動橋、承載軸為主；工程、港口等用車以 10t 級以上雙極減速驅動橋為主。但又考慮到市場需求和企業(yè)成本利益的問題，9t 級的重型已經(jīng)能滿足國內(nèi)外需求，因此 9t 級重型車車橋設計勢在必行。汽車的驅動橋位于傳動系的末端 [1][2][3]，其基本功用是增大由傳動軸或直接由變速器出傳來的轉矩，將傳動矩分配給左右驅動車輪，并使左右驅動車輪具有汽車行駛運動學所要求的差速功能：同時驅動橋還要承受作用于路面和車架或承載式車身之間的鉛垂力，縱向力和橫向力及其力矩，在一般的汽車的結構中，驅動橋包括主減速器，（又稱主傳動器） 、差速器、驅動橋的傳動裝置及橋殼等部件。汽車主減速器是汽車傳動中的最重要的部件之一。它能夠將萬向傳動裝置產(chǎn)來的發(fā)動機轉矩傳給驅動車輪，以實現(xiàn)降速增扭。主減速器對提高汽車行駛平穩(wěn)性和其通過性有著獨特的作用，是汽車設計的重點之一 [4][5]。(1)主減速器作用主減速器的作用將變速器輸出的動力再次減速，以增加轉矩，之后將動力傳遞給差速器 [6][7]。(2)主減速器分類①單級主減速器：大部分汽車的主減速器為單級主減速器，減速型式為普通斜齒輪式或錐形齒輪式。其中錐形齒輪式主減速器，廣泛的應用于后驅汽車的后轎中，變速器輸出動力經(jīng)過傳動軸傳給主動錐齒輪，經(jīng)從動錐齒輪減速后傳給差速器。普通斜齒輪式主減速器應用于前驅汽車的變速器中。注：對于前驅汽車的變速器中的主減速器，如果發(fā)動機在機艙在橫置，則主減速器為普通斜齒輪式；如果發(fā)動機在機艙內(nèi)縱置，則主減速器為錐形齒輪式，如桑塔納、帕薩特等。②雙級主減速器：在重型貨車上，常采用雙級主減速器。 第一級為錐形齒輪減速，第二級為普通斜齒輪減速 [8][9][10]。主減速器的齒輪有弧齒錐齒輪，雙曲面齒輪，圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式。在此選用準雙曲面齒輪傳動，雙曲面齒輪與弧齒錐齒輪尺寸相同時，雙曲面齒輪齒輪傳動具有更大的傳動比。此外由于偏移距地存在，使得雙曲面齒輪比相應的弧齒錐齒輪的尺寸要小，從而可以獲得更大的離地間隙。還有就是雙曲面?zhèn)鲃拥闹鲃渝F齒輪的螺旋角較大，同時嚙合的齒數(shù)較多，重合度更大，即可提高傳動的平穩(wěn)性 [11][12][13]。 汽車主減速器有單級式、雙級式等幾種。由于單級式主減速 器結構簡單、質(zhì)量小、尺寸緊湊以及造價低。廣泛用在主減速比 i0<7.6 的各種中、小型汽車上 [12]。雖然這次設計的為汽車主傳動比〈7.6，但考慮到離地間隙，這次設計的為雙級的主減速器。二、國內(nèi)外主減速器的發(fā)展現(xiàn)狀在產(chǎn)品上，國內(nèi)汽車市場用戶主要以承載能力強、齒輪疲勞壽命高、結構先進、易維護等特點的產(chǎn)品為首選。目前己開發(fā)的產(chǎn)品，如陜西漢德引進德國撇 N 公司技術的 485 單級減速驅動橋，一汽集團和東風公司的 13 噸級系列車橋為代表的主減速器技術，都是在有效吸收國外同類產(chǎn)品新技術的基礎上，針對國內(nèi)市場需求開發(fā)出來的高性能、高可靠性、高品質(zhì)的車橋產(chǎn)品。這些產(chǎn)品基本代表了國內(nèi)車用減速器發(fā)展的方向。通過整合和平臺化開發(fā)，目前國內(nèi)市場形成了 457、460、480、500 等眾多成型穩(wěn)定產(chǎn)品，并被用戶廣泛認可和使用。設計開發(fā)上，CAD、CAE 等計算機應用技術，以及AUT 優(yōu) AD、UG16、CATIA、proE 等設計軟件先后應用于主減速器的結構設計和齒輪加工中，有限元分析、數(shù)模建立、虛擬試驗分析等也被采用;齒輪設計也初步實現(xiàn)了計算機編程的電算化。新一代減速器設計開發(fā)的突出特點是:不僅在產(chǎn)品性能參數(shù)上進一步進設計上完全遵從模塊化設計原則，產(chǎn)品配套實現(xiàn)車型的平臺化，造型和結構更加合理，更宜于組織批量生產(chǎn)，更適應現(xiàn)代工業(yè)不斷發(fā)展，更能應對頻繁的車型換代和產(chǎn)品系列化的特點，這些都對基礎件產(chǎn)品提出愈來愈高的配套要求，需要在產(chǎn)品設計上不斷地進行二次開發(fā)和持續(xù)改進，以滿足快速多變的市場需求 [14]15]。在西歐，帶輪邊減速的雙級主減速器后驅動橋只占整個產(chǎn)品的 40%，且有呈下降趨勢，在美國只占 10%。其原因是這些地區(qū)的道路較好，采用單級減速雙曲線螺旋錐齒輪副成本較低，故大部分均采用這種結構。國外汽車驅動橋已普遍采用限滑差速器《N一 Pin 牙嵌式或多片摩擦盤式》 、濕式行車制動器等先進技術。限滑差速器大大減少了輪胎的磨損，而濕式行車制動器則提高了主機的安全性能，簡化了維修工作。國內(nèi)僅一部分車使用 N。一 Pin 牙嵌式差速器。限滑差速器成本較高，因而在多數(shù)國產(chǎn)驅動橋上一直沒有得到應用。目前向國內(nèi)提供限滑差速器的制造商主要是美國 TraCtech 公司和德國采埃孚公司。美國 Tractech 公司在蘇州的工廠即將建成投產(chǎn)，主要生產(chǎn)牙嵌式、多片摩擦盤式和比例扭矩(三周節(jié))差速器(鎖緊系數(shù) 3.5)。國內(nèi)如徐工、鼎盛天工等主機制造商等原來自制一部分牙嵌式差速器，后因質(zhì)量不過關而放棄。亞洲、非洲和南美國家則采用帶輪邊減速的雙級主減速器的驅動橋，用于非道路和惡劣道路使用的車輛。因此可以得出結論:一個國家的道路愈差，則采用帶輪邊減速雙級主減速器驅動橋愈多，反之，則愈少。國內(nèi)有幾個制造商生產(chǎn)比例扭矩差速器，但均為單周節(jié)，鎖緊系數(shù) 138，較三周節(jié)要小得多。徐州良羽傳動機械有限公司在停車制動器(液壓)上也做了一些工作，主要用于重型卡車產(chǎn)品，但國產(chǎn)此類產(chǎn)品的可靠性還有待提高 [16][17]。三、國內(nèi)主減速器發(fā)展趨勢現(xiàn)在國家大力發(fā)展高速公路網(wǎng)，環(huán)保、舒適、快捷成為汽車市場的主旋律。對整車主要總成之一的驅動橋而言，小速比、大扭矩、傳動效率高、成本低逐漸成為汽車主減速器技術的發(fā)展趨勢。我國的車用減速器開發(fā)設計不論在技術上、制造工藝上，還是在成本控制上都存在不小的差距，尤其是齒輪制造技術缺乏獨立開發(fā)與創(chuàng)新能力，技術手段落后(國外己實現(xiàn)計算機編程化、電算化)。目前比較突出的問題是，行業(yè)整體新產(chǎn)品開發(fā)能力弱、工藝創(chuàng)新及管理水平低，企業(yè)管理方式較為粗放，相當比例的產(chǎn)品仍為中低檔次，缺乏有國際影響力的產(chǎn)品品牌，行業(yè)整體散亂情況依然嚴重。這需要我們加快技術創(chuàng)新、技術進步的步伐，提高管理水平，加快與國際先進水平接軌，開發(fā)設計適應中國國情的高檔車用減速器總成，由仿制到創(chuàng)新，早日縮小并消除與世界先進水平的差距。目前，上汽集團、東風、一汽、北汽等各大汽車集團也正在開展合作項目，希望早日實與世界先進技術的接軌，爭取設計開發(fā)的新突破 [18]。參考文獻：[1] 王望予.汽車設計.第 3 版.北京:機械工業(yè)出版社，2002.127[2] 余志生.汽車理論.北京:機械工業(yè)出版社，2002.96[3] 陳家瑞.汽車構造.下冊.北京:機械工業(yè)出版社，2002.85[4] 吉林大學汽車工程系.汽車構造.人民交通出版社，2006.1-10[5] 成偉華.汽車概論.重慶大學出版社，2008.6-10[6] 王望予.汽車設計.第 4 版.機械工業(yè)出版社，2005.137-164[7] 王樹風.汽車構造.國防工業(yè)出版社，2010.235-245[8] 余志生.汽車理論.第 3 版.機械工業(yè)出版社，2000.84-88[9] 凌凱.汽車原理.北京郵電大學出版社，2005.52-58[10] 劉增祿.陸戰(zhàn)機動平臺概論.國防工業(yè)出版社，2009.18-22[11] 陳波.汽車構造.北京理工大學出版社，2011.91-95[12] 趙學敏，王玉東.汽車底盤構造與維修.國防工業(yè)出版社，2003.112-134[13] 劉海江，于信匯，沈斌等.汽車齒輪.同濟大學出版社，1997.2-17[14] John Fenton.Hand book of Automotive powertrain and Chassis.London:Professional Engineering Publishing,1998:46[15] LechnerG.NaunheimerH.Automotive.Transmissions:Fundamental,selection,Design and Application.Berlin:Springer,1999:87[16] J.Vogwell.Analysis of a vehicle wheel shaft faiure. 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