北京BJ1041整體式驅動橋設計【說明書+CAD】

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畢業(yè)設計（論文）開題報告 設計（論文）題目: 北京BJ1041 整體式驅動橋設計 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學院 專 業(yè) 班 級: 車輛工程B07-1班 學 生 姓 名: 孔湛淞 導 師 姓 名: 鮑 宇 開 題 時 間: 2011.02.28 指導委員會審查意見： 簽字： 年 月 日 SY-025-BY-3 畢業(yè)設計（論文）開題報告 學生姓名 孔湛淞 院系 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛工程B07-1班 指導教師姓名 鮑 宇 職稱 高級實驗師 從事 專業(yè) 汽車運用 是否外聘 □是■否 題目名稱 北京BJ1041整體式驅動橋設計 一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 近幾年，我國驅動橋總成市場發(fā)展迅速，產品產出持續(xù)擴張，國家產業(yè)政策鼓勵驅動橋總成產業(yè)向高技術產品方向發(fā)展，國內企業(yè)新增投資項目投資逐漸增多。投資者對驅動橋總成市場的關注越來越密切，這使得驅動橋總成市場的發(fā)展研究需求增大。 1、國外研究現(xiàn)狀 現(xiàn)在，世界上貨車普遍采用兩種驅動橋結構—單級減速雙曲線螺旋錐齒輪副；帶輪邊減速(行星齒輪傳動)的雙級主減速器。后者更適宜于最大程度地滿足用戶不同需要。 在西歐，帶輪邊減速的雙級主減速器后驅動橋只占整個產品的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。而亞洲、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(工程自卸車、運水車等)。 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)國產驅動橋上一直沒有得到應用。目前向國內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，主要生產N一Pin牙嵌式、多片摩擦盤式和戶下O比例扭矩(三周節(jié))差速器(鎖緊系數(shù)3.5)。國內如徐工、鼎盛天工等主機制造商等原來自制一部分N一Pin牙嵌式差速器，后因質量不過關而放棄。國內有幾個制造商生產比例扭矩差速器，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品，但國產此類產品的可靠性還有待提高。 美國戴納(Dana)公司斯皮賽爾重型車橋和制動器部最近研制成新一代貨車用中型和重型科爾德(Gold)系列車橋，其中一種重型單級減速驅動橋和兩種中型單級減速驅動橋已投人生產。除供應納維斯塔國際公司和麥克貨車公司用外，并將積極開拓世界市場。新型科爾德重型523壓S單級橋標定載荷1044Okg，采用新設計的恒齒高準雙曲面齒輪，直徑470m垃。該齒輪采用專利工藝加工，齒根全圓弧倒角，比傳統(tǒng)的準雙曲面齒輪更堅固。該齒輪具有表面塑性變形小，產生的熱量少，使用壽命長，效率高等優(yōu)點，據試驗表明，新的523作S車橋比先前10440kg車橋的使用壽命提高2倍，如在523于S車轎上加裝控制式差速鎖還能大大提高在惡劣環(huán)境下的牽引力。來用整體式球墨鑄鐵外殼制成的5135一和5150一S兩種型號的中型橋，額定載荷分別為6129kg和6810kg，傳動比值范圍3.07、4.78。這兩種車橋是為低斷面輪胎，較高速度車輛而設計的。其為快速和長途運輸需求而安裝錐形滾柱軸承具有較高承載能力;其高頻淬火的車橋軸使用壽命長，適用多種潤滑劑的三唇橡膠油封密封性能好。 國外輕型貨車驅動橋開發(fā)技術已經非常的成熟，建立新的驅動橋開發(fā)模式成為國內外驅動橋開發(fā)團體的新目標。驅動橋設計新方法的應用使得其開發(fā)周期縮短，成本降低，可靠性增加。 2、國內研究現(xiàn)狀 我國驅動橋制造企業(yè)的開發(fā)模式主要由測繪、引進、自主開發(fā)三種組成。主要存在技術含量低，開發(fā)模式落后，技術創(chuàng)新力不夠，計算機輔助設計應用少等問題。一些企業(yè)技術力量相對要好些的企業(yè)，測繪的是從國外引進的原裝橋，并且這些企業(yè)一般具有較為完善的開發(fā)體系和流程，也具有較完善的試驗手段，但是開發(fā)過程屬于對國外的仿制，對其逆向研究后結合自我情況生產。 總之，我國汽車驅動橋的研究設計與世界先進驅動橋設計技術還有一定的差距，我國車橋制造業(yè)雖然有一些成果，但都是在引進國外技術、仿制、再加上自己改進的基礎上了取得的。個別比較有實力的企業(yè)，雖有自己獨立的研發(fā)機構但都處于發(fā)展的初期。在科技迅速發(fā)展的推動下，高新技術在汽車領域的應用和推廣，各種國外汽車新技術的引進，研究團隊自身研發(fā)能力的提高，我國的驅動橋設計和制造會逐漸發(fā)展起來，并跟上世界先進的汽車零部件設計制造技術水平。 按結構形式，驅動橋可分為三大類： 　　(1).中央單級減速驅動橋 是驅動橋結構中最為簡單的一種，是驅動橋的基本形式，在重型卡車中占主導地位。一般在主傳動比小于6 的情況下，應盡量采用中央單級減速驅動橋。目前的中央單級減速器趨于采用雙曲線螺旋傘齒輪，主動小齒輪采用騎馬式支承，有差速鎖裝置供選用。 　 (2).中央雙級減速驅動橋 　　在國內目前的市場上，中央雙級驅動橋主要有2 種類型：一類載重汽車后橋設計，如伊頓系列產品，事先就在單級減速器中預留好空間，當要求增大牽引力與速比時，可裝入圓柱行星齒輪減速機構，將原中央單級改成中央雙級驅動橋，這種改制“三化”（即系列化，通用化，標準化）程度高，橋殼、主減速器等均可通用，錐齒輪直徑不變；另一類如洛克威爾系列產品，當要增大牽引力與速比時，需要改制第一級傘齒輪后，再裝入第二級圓柱直齒輪或斜齒輪，變成要求的中央雙級驅動橋，這時橋殼可通用，主減速器不通用，錐齒輪有2 個規(guī)格。由于上述中央雙級減速橋均是在中央單級橋的速比超出一定數(shù)值或牽引總質量較大時，作為系列產品而派生出來的一種型號，它們很難變型為前驅動橋，使用受到一定限制；因此，綜合來說，雙級減速橋一般均不作為一種基本型驅動橋來發(fā)展，而是作為某一特殊考慮而派生出來的驅動橋存在。 　　(3).中央單級、輪邊減速驅動橋 輪邊減速驅動橋較為廣泛地用于油田、建筑工地、礦山等非公路車與軍用車上。當前輪邊減速橋可分為2類：一類為圓錐行星齒輪式輪邊減速橋；另一類為圓柱行星齒輪式輪邊減速驅動橋。圓錐行星齒輪式輪邊減速橋由圓錐行星齒輪式傳動構成的輪邊減速器，輪邊減速比為固定值2，它一般均與中央單級橋組成為一系列。在該系列中，中央單級橋仍具有獨立性，可單獨使用，需要增大橋的輸出轉矩，使牽引力增大或速比增大時，可不改變中央主減速器而在兩軸端加上圓錐行星齒輪式減速器即可變成雙級橋。這類橋與中央雙級減速橋的區(qū)別在于：降低半軸傳遞的轉矩，把增大的轉矩直接增加到兩軸端的輪邊減速器上，其“三化”程度較高。但這類橋因輪邊減速比為固定值2，因此，中央主減速器的尺寸仍較大，一般用于公路、非公路軍用車。圓柱行星齒輪式輪邊減速橋，單排、齒圈固定式圓柱行星齒輪減速橋，一般減速比在3至4.2之間。由于輪邊減速比大，因此，中央主減速器的速比一般均小于3，這樣大錐齒輪就可取較小的直徑，以保證重型卡車對離地問隙的要求。這類橋比單級減速器的質量大，價格也要貴些，而且輪谷內具有齒輪傳動，長時間在公路上行駛會產生大量的熱量而引起過熱；因此，作為公路車用驅動橋，它不如中央單級減速橋。 3、選題目的和意義 汽車驅動橋是汽車的重大總成，承載著汽車的滿載簧荷重及地面經車輪、車架及承載式車身經懸架給予的鉛垂力、縱向力、橫向力及其力矩，以及沖擊載荷；驅動橋還傳遞著傳動系中的最大轉矩，橋殼還承受著反作用力矩。汽車驅動橋結構型式和設計參數(shù)除對汽車的可靠性與耐久性有重要影響外，也對汽車的行駛性能如動力性、經濟性、平順性、通過性、機動性和操動穩(wěn)定性等有直接影響。另外，汽車驅動橋在汽車的各種總成中也是涵蓋機械零件、部件、分總成等的品種最多的大總成。例如，驅動橋包含主減速器、差速器、驅動車輪的傳動裝置（半軸及輪邊減速器）、橋殼和各種齒輪。綜上所訴，汽車驅動橋設計涉及的機械零部件及元件的品種極為廣泛，對這些零部件、元件及總成的制造也幾乎要設計到所有的現(xiàn)代機械制造工藝，設計出結構簡單、工作可靠、造價低廉的驅動橋，能大大降低整車生產的總成本，推動汽車經濟的發(fā)展，并且通過對汽車驅動橋的學習和設計實踐，可以更好的學習并掌握現(xiàn)代汽車設計與機械設計的全面知識和技能，所以本題設計一款結構優(yōu)良的輕型貨車驅動橋具有一定的意義。 二、設計（論文）的基本內容、擬解決的主要問題 1、設計的基本內容 （1）選題的背景、目的及意義； （2）汽車后驅動橋的總體結構設計； （3）主減速器總成的設計； （4）差速器的設計； （5）后橋殼的設計； （6）半軸的設計。 2、擬解決的主要問題 （1）主減速器結構選擇和參數(shù)計算。 （2）差速器結構選擇和參數(shù)計算。 （3）半軸形式選擇和參數(shù)計算。 （4）橋殼的結構形式的選擇。 三、技術路線（研究方法） 調研并查閱相關資料 確定總體方案 驅動橋殼結構設計 驅動半軸結構設計 差速器結構設計 主減速器結構設計 完成繪圖和設計說明書 主減速器參數(shù)計算 差速器參數(shù)計算 驅動橋殼參數(shù)計算 驅動半軸參數(shù)計算 強度校核 利用AUTO CAD繪圖 四、進度安排 （1） 第1周：查閱參考資料，收集相關技術資料，掌握汽車驅動橋設計方法。 （2） 第2周：結合任務書制定設計方案，撰寫開題報告。 （3） 第3-5周：整理資料、提出問題、撰寫設計說明書草稿、繪制裝配草圖 （4） 第6周：繼續(xù)繪制圖紙。完成汽車后驅動橋的總體結構設計；主減速器總成的設計。 （5） 第7周：繪制零件圖，繼續(xù)繪制圖紙。完成差速器的設計；后橋殼的設計；半軸的設計 （6） 第8周：接受中期檢查。 （7） 第9周：對中期檢查的不足之處進行修改。進一步完成設計。 （8） 第10-11周：對設計草圖進行修改，繪制圖紙。撰寫設計說明書。 （9） 第12周：完成設計圖紙及說明書。 （10）第13周：說明書及圖紙送審，根據審閱老師意見進行修改。 （11）第14周：預答辯。 （12）第15-16周：修改預答辯中發(fā)現(xiàn)的問題準備答辯。 （13）第17周：答辯。 五、參考文獻 [1]劉惟信主編.汽車設計[M].第一版.北京:清華大學出版社，2001. [2]劉惟信主編.汽車車橋設計[M].第一版.北京:清華大學出版社，2004. [3]《汽車工程編寫組》編輯委員會.汽車工程手冊設計篇[M].第一版.北京:人民交通出版社，2001. [4]馮健璋主編.汽車理論[M].第二版.北京:機械工業(yè)出版社，2007. [5]陳家瑞主編.汽車構造(下冊) [M].第三版.北京：人民交通出版社，2000. [6]黃景宇主編.汽車典型結構圖冊[M].第一版.北京：人民交通出版社，2008. [7]朱龍根主編.機械設計[M].第一版.北京:機械工業(yè)出版社，2006. [8]王國權.汽車設計指導書[M].北京:機械工業(yè)出版社，2009. [9]王霄峰.汽車底盤設計[M]. 北京:清華大學出版社，2010. [10]高杰.驅動橋單級主減速器總成[J].現(xiàn)代零部件 2004,09. [11]王鐵.汽車后橋的非保守模糊可靠度設計[J].農業(yè)機械學報2008. [12]陳珂.汪永超.汽車后橋差速器齒輪結構設計優(yōu)化研究[J].機械傳動2008. [13]吳訓成，毛世民．點接觸齒面嚙合分析的基本公式及其應用研究[J]．機械設計，2000. [14]阮軍.談差速器行星齒輪軸結構的改進.山西焦煤科技[J].2008. [15]John Fenton. Handbook of Automotive Powertrain and Chassis Design. London: Professional Eegineering Publisng,1998. [16]LechnerG,Naunheimerh.AutomotiveTransmissions:Fundamentals,Selction,Design and Application.Berlin:Springer,1999. 六、備注 指導教師意見： 簽字： 年 月 日