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SY-025-BY-3
畢業(yè)設計（論文）開題報告
學生姓名
唐金鵬
系部
汽車工程學院
專業(yè)、班級
車輛工程07-6
指導教師姓名
李涵武
職稱
副教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是□否
題目名稱
RL3220用13噸級驅動橋設計
一、 課題研究現(xiàn)狀：
本設計課題是13噸級重型載貨汽車驅動橋的設計,汽車驅動橋是汽車底盤的重要組成部分,一般由主減速器，差速器，車輪轉動裝置和橋殼等組成，轉向驅動橋還有等速萬向節(jié)。它的作用是將萬向傳動裝置傳來的動力折過90度角,改變力的傳遞方向,并由主減速器降低轉速,增大轉矩后,經(jīng)差速器分配給左右半軸和驅動輪。汽車驅動橋時汽車的重大總成,承載著汽車的滿載以及地面經(jīng)車輪、車架及承載式車身經(jīng)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，汽車驅動橋結構形式和設計參數(shù)除對汽車的可靠性與耐久性有重要形影外，也對汽車的行駛性能，如動力性、經(jīng)濟性、平順性、通過性、機動性和操作穩(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，因此，汽車驅動橋設計涉及的機械零部件及元件的種類十分的廣泛，對這些零部件的設計制造涉及很多的現(xiàn)代機械制造工藝，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。
驅動橋的設計，由驅動橋的結構組成、功用、工作特點及其設計要求為基本，因此，能設計出結構簡單、工作可靠、造價低廉的驅動橋，能大大降低整車生產(chǎn)的成本，推動汽車經(jīng)濟的發(fā)展。研究驅動橋的工作特征，并對其進行設計，是非常重要的和必須的。隨著汽車向采用大功率發(fā)動機和輕量化方向的發(fā)展以及路面條件的改善，近年來主減速比有減小的趨勢，以滿足高速行駛的要求。
?對于大噸位重載汽車來說，要傳遞的轉矩較乘用車和客車，以及輕型商用車都要大得多，以便能夠以較低的成本運輸較多的貨物，所以選擇功率較大的發(fā)動機，這就對傳動系統(tǒng)有較高的要求，而驅動橋在傳動系統(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)濟性日益成為人們關心的話題，這不僅僅只對乘用車，對于自卸汽車，提高其燃油經(jīng)濟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。為了降低油耗，不僅要在發(fā)動機的環(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)動機的動力輸出之后，在從發(fā)動機—傳動軸—驅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)動機是動力的輸出者，也是整個機器的心臟，而驅動橋則是將動力轉化為能量的最終執(zhí)行者。因此，在發(fā)動機相同的情況下，采用性能優(yōu)良且與發(fā)動機匹配性比較高的驅動橋便成了有效節(jié)油的措施之一。
二、設計論文的目的、意義：
1）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
2）通過進行本次設計研究，可以加深我們對汽車設計理論、汽車技術發(fā)展方向和汽車構造的理解，提高我們的總體素質，為進入社會后的工作鑒定堅實的基礎。
3)在進行本次課題研究設計時，需要我們參考各文獻研究車輛測繪、裝配、設計、驗證等。通過這個過程，可以使我們了解研發(fā)流程，在進入工作崗位后能很快適應研發(fā)工作。
4）本設計時用CAD軟件作為成形和裝備的工具，通過學習電腦繪圖設計，可以縮短設計周期，提高設計質量，提高我們運用電腦繪圖軟件的能力。
二、設計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
設計的主要內(nèi)容：
（1）驅動橋設計的總體方案論證：驅動橋位于傳動系的末端，其基本功能是:將萬向傳動裝置傳來的發(fā)動機轉矩通過主減速胎、差速器、半軸等傳到驅動車輪，實現(xiàn)降速增大轉矩；通過主減速器圓錐齒輪副改變轉矩的傳遞方向；通過差速器實現(xiàn)兩側車輪差速作用，保證內(nèi)、外側車輪以不同轉速轉向。它的性能好壞直接影響汽車的整車性能，其工作條件惡劣，易磨損，經(jīng)常發(fā)生故障，這些都對其設計提出了很高的要求，因此設計時應當滿足如下基本要求:
1) 選擇的主減速比應能保證汽車具有最佳的傳動性和燃料經(jīng)濟性
2）外形尺寸要小，保證有必要的離地間隙，主要是指牙包尺寸盡量小
3）齒輪及其他傳動件工作平穩(wěn)，噪聲小
4）在各種轉速和載荷下具有高的轉動效率
5）在保證足夠的強度剛度條件下，應力求質量小，尤其是簧下質量應盡量小，以改善汽車的平順性
6）與懸架導向機構運動協(xié)調，對于轉向驅動橋，還應與轉向機構運動相協(xié)調
7）結構簡單，加工工藝性好，制造容易，折裝，調整方便。
（2）主減速器設計：主減速器可根據(jù)齒輪類型、減速形式以及主、從動輪的支撐形式不同分類，一般用來改變傳動方向、降低轉速、增大扭矩、保證汽車有足夠的驅動力和適當?shù)乃俣?，主減速器類型較多，有單級、雙級、雙速、輪邊減速器等，本驅動橋設計為單級減速，主減速器為雙曲面齒輪。
（3）差速器設計：汽車行駛時，左右車輪在同一時間內(nèi)所滾過的路程往往不等。為了防止這一發(fā)生，汽車左右驅動輪都裝有輪間差速器，從而保證了驅動橋兩側車輪在行程不等時具有不同的旋轉角速度，滿足汽車行駛運動學要求；在多橋驅動汽車上還常裝有軸間差速器，以提高通過性。差速器按其結構特征不同，分為齒輪式、凸輪式、渦輪式和牙嵌自由輪式等多種形式。本課題的差速器為直齒錐齒式。
（4）半軸與驅動橋殼設計：驅動橋殼的主要功用是支撐汽車質量，并承受由車輪傳來的路面反力和反力矩，并經(jīng)懸架傳給車身；它又是主減速器、差速器、半軸的裝配基體。因此驅動橋殼應滿足如下設計要求
1）應具有足夠的強度和剛度，以保證主減速器齒輪嚙合正常并不使半軸產(chǎn)生附加彎曲應力。
2）在保證強度和剛度的前提下，盡量減小質量以提高行駛平順性。
3）保證足夠的離地間隙。
4）結構工藝性好，成本低。
5）保護裝于其上的傳動系部件和防止泥水侵入。
6）拆裝、調整。維修方便。
擬解決的主要問題：
（1）正確選定真車參數(shù)，合理不知工作裝置和附件；
（2）正確選定驅動橋中主減速器、差速器、半軸的類別；
（3）理解研究汽車的設計、機械制圖、機械設計、材料力學等相關知識，并將這些知識有機結合、熟練運用；
（4）對驅動橋只要部件的設計要詳細、工藝要合理、成本要低、可靠性要高；
（5）熟練運用AutoCAD，完成裝備圖、零件圖。
三、技術路線（研究方法）
驅動橋各部件的設計計算
確定總體研究方案
收集汽車驅動橋相關的文獻及資料
完成開題報告
半軸、驅動橋殼設計計算
主減速器、差速器設計計算
檢驗計算結果
完成設計說明書及其論文
繪制所設計裝配圖與零件圖圖紙
四、進度安排
（1）調研、資料收集，完成開題報告 第1、2周
（2）確定總體方案 第3周
（3）驅動橋部件的設計計算 第4～7周
（4）完成所設計裝配圖與零件圖圖紙 第8～10周
（5）完成設計說明書的撰寫 第11、12周
（6）畢業(yè)設計（論文）審核 第13、14周
（7）畢業(yè)設計（論文）修改、完善 第15、16周
（8）畢業(yè)設計（論文）答辯準備及答辯 第17周
五、參考文獻
（1）東北大學學報（自然科學版）2003.24（1）作者：王鐵 張國忠 周淑文
（2）驅動橋疲勞強化試驗及疲勞壽命的置信區(qū)間估計《農(nóng)業(yè)機械學報》 作者：潘明清 周曉軍 雷良育 吳瑞明
（3）一種準雙曲面齒輪主減速器的故障診斷方法及實現(xiàn)《機械傳動》期刊2003.34（10）作者:王東 丁杰雄 陳佳
（4）載重卡車車橋主減速器軸承的技術發(fā)展《軸承》期刊 2010.（10）作者：縣鵬宇
（5）汽車差速器殼類鍛件精密擠壓工藝研究《鍛壓技術》期刊 2010.35（5）作者：宮顯宇 唐康? 陳海鵬 ?王海旺 曹乃強
（6）差速器殼體內(nèi)球徑測量檢具設計《制造技術與機床》期刊2010.（8）作者：袁小江
（7）中重型商用汽車驅動橋殼的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢《鑄造技術》期刊2008,?29(9) 作者：馬順龍? 劉海峰 王成剛 孫樹臣
（8）重型貨車驅動橋橋殼輕量化研究（碩士論文）作者：張成波
（9）半浮式半軸斷裂分析及對策《金屬熱處理》期刊2010,?35(2) 作者：張?zhí)m
（10）半軸斷裂的失效分析《科技信息》期刊 2010.（22）作者：翟秀敏
(11) 汽車設計定位研究(碩士論文) 作者：郭小鵬
（12）面向汽車設計的信息系統(tǒng)的研究（碩士論文）作者：馬成
（13）"機械CAD技術"課程研究性教學探討《中國大學教學》期刊 作者：劉子建 ?? 趙翠 ?? 伍素珍
（14）汽車驅動橋主減墊片測量方法研究及應用《組合機床與自動化加工技術》期刊 作者：任永強 ?? 景興淇 ?? 陳清紅
（15）汽車設計理論與設計技術的發(fā)展《黑龍江交通科技》期刊 作者：韓志斌
（16）重型汽車驅動橋齒輪材料與工藝對疲勞性能影響的探討《汽車工藝與材料》期刊2009.（11） 作者：金榮植
（17）驅動橋支撐剛性對齒輪嚙合特性的影響分析《汽車技術》期刊2008.（10） 作者：馮喜成 ?? 張步良 ?? 楊建軍
（18）The Key Cballenges for Northerican Truck Manu facturers[M].Beyond Au tmootive design production.JustinCok.2006
（19）Detached we Eddy si Lations Over a si lified Landing Gear.L.5.He dges ，A .L Travin[M].PR. Spalart. Journalfo FluidsEngineering.2002
（20）機械設計手冊
六、備注
指導教師意見：
簽字： 年 月 日