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畢業(yè)設計（論文）開題報告
學生姓名
陶冠宇
系部
汽車工程系
專業(yè)、班級
車輛BW07-5
指導教師姓名
趙國遷
職稱
高級實驗師
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是否
題目名稱
五十鈴輕型貨車驅動橋設計
一、 課題研究現(xiàn)狀，選題的目的、依據(jù)和意義
一、國外研究現(xiàn)狀：
隨著高速公路網(wǎng)狀況的改善和國家環(huán)保法規(guī)的完善，環(huán)保、舒適、快捷成為客車和貨車市場的主旋律。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、成本低逐漸成為客車和貨車主減速器技術的發(fā)展趨勢。
產(chǎn)品上，國外貨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，針對國內市場需求開發(fā)出來的高性能、高可靠性、高品質的車橋產(chǎn)品。[1]這些產(chǎn)品基本代表了國內車用減速器發(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、C胡等計算機應用技術，以及AUT優(yōu)AD、UG16、CATIA、PR于E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。
與國外相比，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。[2]近幾年來，國內汽車生產(chǎn)廠家，如重汽集團、福田汽車、江淮汽車等通過與國外卡車巨頭，如沃爾沃、通用、五十鈴、現(xiàn)代、奔馳、雷諾等進行合資合作，在車橋減速器的開發(fā)上取得了顯著的進步。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。
二、國內研究現(xiàn)狀：
目前我國正在大力發(fā)展汽車產(chǎn)業(yè),采用后輪驅動汽車的平衡性和操作性都將會有很大的提高。后輪驅動的汽車加速時，牽引力將不會由前輪發(fā)出，所以在加速轉彎時，司機就會感到有更大的橫向握持力，操作性能變好。維修費用低也是后輪驅動的一個優(yōu)點，盡管由于構造和車型的不同，這種費用將會有很大的差別。如果變速器出了故障，對于后輪驅動的汽車就不需要對差速器進行維修，但是對于前輪驅動的汽車來說也許就有這個必要了，因為這兩個部件是做在一起的。所以后輪驅動必然會使得乘車更加安全、舒適，從而帶來可觀的經(jīng)濟效益。目前國內研究的重點在于：從橋殼的制造技術上尋求制造工藝先進、制造效率高、成本低的方法；從齒輪減速形式上將傳統(tǒng)的中央單極減速器發(fā)展到現(xiàn)在的中央及輪邊雙級減速或雙級主減速器結構；從齒輪的加工形式上車橋內部的的主從動齒輪、行星齒輪及圓柱齒輪逐漸采用精磨加工，以滿足汽車高速行駛要求及法規(guī)對于噪聲的控制要求。
2、意義與目的：
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(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(jīng)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。由上述可見，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。因此，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。[3]
驅動橋的結構型式與驅動車輪的懸掛型式密切相關。當驅動車輪采用非獨立懸掛時，都是采用非斷開式驅動橋；當驅動車輪采用獨立懸掛時，則配以斷開式驅動橋。與非斷開式驅動橋相比較，斷開式驅動橋能顯著減少汽車簧下質量，從而改善汽車行駛平順性，提高了平均行駛速度；減小了其策劃行駛時作用于車輪和車橋上的動載荷，提高了零部件的使用壽命；增加了汽車的離地間隙；由于驅動車輪與路面的接觸情況及對各種地形的適應性較好，增強了車輪的抗側滑能力；若與之配合的獨立懸架導向機構設計合理，可增加汽車的不足轉向效應，提高汽車的操縱穩(wěn)定性。但其結構復雜，成本較高。斷開式驅動橋在乘用車和部分越野汽車上應用廣泛。非斷開式驅動橋結構簡單，成本低，工作可靠，但由于其簧下質量較大，對汽車的行駛平順性和降低動載荷有不利的影響。[4]
本論文的的研究目的在于通過對五十鈴汽車整體的匹配性設計完成后輪驅動橋的主減速器、差速器等部件型號的設計與計算，并完成校核的設計過程。
二、 設計（論文）的基本內容,擬解決的主要問題
一、基本內容：
1、驅動橋結構方案選擇
2、主減速器設計
3、差速器設計
4、驅動半軸的設計
5、驅動橋殼的設計
二、解決的問題：
一、主減速器的結構形式
1、 主減速器的齒輪類型主
2、 減速的減速形式
3、 主減速器主
4、 從動綴齒輪的支承形式主減速器的基本參數(shù)選擇與設計計算
二、
1、差速器的差速原理結構
2、齒輪的基本參數(shù)選擇幾何校核及強度計算
3、半軸計算載荷的確定
4、桿部直徑的選擇、強度計算 半軸花鍵的強度計算
5、整體式驅動橋殼的結構、
6、驅動橋殼的受力分析與強度計算
驅動橋處于動力傳動系的末端，其基本功能是增大由傳動軸或變速器傳來的轉矩,并將動力合理地分配給左、右驅動輪，另外還承受作用于路面和車架或車身之間的垂直力力和橫向力。驅動橋一般由主減速器、差速器、車輪傳動裝置和驅動橋殼等組成。
驅動橋設計應當滿足如下基本要求：
a)所選擇的主減速比應能保證汽車具有最佳的動力性和燃料經(jīng)濟性。
b)外形尺寸要小，保證有必要的離地間隙。
c)齒輪及其它傳動件工作平穩(wěn)，噪聲小。
d)在各種轉速和載荷下具有高的傳動效率。
e)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，以改善汽車平順性。
f)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協(xié)調。
g)結構簡單，加工工藝性好，制造容易，拆裝，調整方便。
三、技術路線（研究方法）
查詢五十鈴貨車驅動橋資料
驅動橋結構方案選擇
主減速器設計
車輪傳動裝置設計
差速器設計
驅動橋殼設計
CAD出圖
完成說明書
四、進度安排
（1）調研、查閱相關資料、完成開題報告 第1～2周（3月3日～3月15日）
（2）確定總體方案 第3～4周（3月16日～3月29日）
（3）對驅動橋結構進行設計第5～6周（3月30日～4月12日）
（4）對驅動橋主要零部件尺寸進行設計7～8周（4月13日～4月26日）
（5）建立驅動橋的零件圖第8～9周（4月20日～5月3日） （6）建立驅動橋的裝配模型第9～10周（4月28日～ 5月10日）
（7）書寫設計說明書第11～13周（5月11日～5月31日）
（8）設計審核、修改 第14～16周（6月1日～6月21日）
（9）畢業(yè)設計答辯準備及答辯 第17周（6月22日～6月28日）
五、主要參考資料
[1] 莫思劍.淺析我國商用汽車車橋的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].制造技術,2008
[2] 王聰興，馮茂林.現(xiàn)代設計方法在驅動橋設計中的應用[J]．公路與汽運, 2004
[3] 李夢群，武文革,孫厚芳.21世紀機械制造業(yè)[J].機械設計與制造，2003
[4] 陳家瑞. 汽車構造[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2003.
[5] 余志生. 汽車理論[M]. 北京：機械工業(yè)出版社, 2008.
[6] 尹國臣.淺析汽車驅動橋主減速器的裝配與調整[J].科學教育家，2007
[7] 陳珂,殷國富,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
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[12] 成大先．機械設計手冊（1-3卷）[M].北京：化學工業(yè)出版社，2002.
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[20] WANG Liang-mo，WANG He-fu，CHEN Jin-rong，LING Zhi-liang，CAO Yu-hua.Development of a Test Machine for IVECO Drive Axle[J]. International Journal of Plant Engineering and Management,2007，
六、備注
指導教師意見
簽字： 年 月 日