某商用車(chē)雙速主減速器驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)【含5張CAD圖紙、說(shuō)明書(shū)】【QX系列】
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哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開(kāi)題報(bào)告 本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開(kāi) 題 報(bào) 告論文題目 某商用車(chē)雙速主減速器驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 班 級(jí) 1001202 姓 名 汪方良 院(系) 汽車(chē)工程學(xué)院 導(dǎo) 師 劉濤 開(kāi)題時(shí)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(chē)驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)效率、縮短設(shè)計(jì)周期而提出的。驅(qū)動(dòng)橋處于汽車(chē)結(jié)構(gòu)傳動(dòng)系的末端,用來(lái)增大由傳動(dòng)軸或直接由變速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩,并將轉(zhuǎn)矩分配給左、右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪,并使車(chē)輪具有汽車(chē)行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)所要求的差速功能;同時(shí),驅(qū)動(dòng)橋還要承受作用于路面和車(chē)架或車(chē)廂之間的鉛垂力、縱向力和橫向力1。在一般的汽車(chē)結(jié)構(gòu)中,驅(qū)動(dòng)橋包括主減速器(又稱(chēng)主傳動(dòng)器)、差速器、驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置及橋殼等部件2。對(duì)于商用車(chē)來(lái)說(shuō),要傳遞的轉(zhuǎn)矩較乘用車(chē)和客車(chē)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(dòng)機(jī),這就對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)有較高的要求,而驅(qū)動(dòng)橋在傳動(dòng)系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用3。隨著目前國(guó)際上石油價(jià)格的上漲,貨車(chē)的經(jīng)濟(jì)性日益成為人們關(guān)心的話題,這不僅僅只對(duì)貨車(chē),對(duì)于汽車(chē)和其他工程機(jī)械,提高其燃油經(jīng)濟(jì)性也是各貨車(chē)生產(chǎn)商來(lái)提高其產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)法寶。為了降低油耗,不僅要在發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)節(jié)上節(jié)油,而且也需要從傳動(dòng)系中減少能量的損失。這就必須在發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出之后,在從發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)橋這一動(dòng)力輸送環(huán)節(jié)中尋找減少能量在傳遞的過(guò)程中的損失。在這一環(huán)節(jié)中,發(fā)動(dòng)機(jī)是動(dòng)力的輸出者,也是整個(gè)機(jī)器的心臟,而驅(qū)動(dòng)橋則是將動(dòng)力轉(zhuǎn)化為能量的最終執(zhí)行者。因此,在發(fā)動(dòng)機(jī)相同的情況下,采用性能優(yōu)良且與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配性比較高的驅(qū)動(dòng)橋便成了有效節(jié)油的措施之一。所以設(shè)計(jì)新型的驅(qū)動(dòng)橋成為新的課題。隨著AutoCAD、CATIA、ANSYS等計(jì)算機(jī)軟件的廣泛運(yùn)用,在驅(qū)動(dòng)橋的生產(chǎn)制造和工作過(guò)程中,廣泛的用到了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助工程CAE技術(shù)。把有限元法、優(yōu)化設(shè)計(jì)、疲勞累積損傷理論等應(yīng)用到驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)當(dāng)中后,不但節(jié)省了大量人力和時(shí)間,而且可以獲得技術(shù)、經(jīng)濟(jì)最佳的設(shè)計(jì),大大提高了設(shè)計(jì)效率、縮短了設(shè)計(jì)周期4。2、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀汽車(chē)和汽車(chē)工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)、現(xiàn)代社會(huì)及人民生活中具有十分重要的作用。在當(dāng)前中國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)事業(yè)中,汽車(chē)處于十分突出和優(yōu)先的地位。近年來(lái)汽車(chē)工業(yè)在中國(guó)機(jī)械工業(yè)各行業(yè)中,其增長(zhǎng)速度雖有所回落,但相對(duì)比其它行業(yè)仍處于較高水平。但是中國(guó)汽車(chē)業(yè)的發(fā)展仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上需求,即使汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展及汽車(chē)技術(shù)均有所提高,但中國(guó)汽車(chē)工業(yè)距國(guó)際水平還有相當(dāng)?shù)牟罹?。以?qū)動(dòng)橋?yàn)槔?,雖然驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)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(jì)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(zhuān)業(yè)化日標(biāo)前進(jìn)。但驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品設(shè)計(jì)和研究方面距離仍然很大,這方面應(yīng)該為中國(guó)的許多部門(mén)和企業(yè)所認(rèn)識(shí)。目前,我國(guó)的驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì),基本上尚處在類(lèi)比設(shè)計(jì)和經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段,這樣的設(shè)計(jì)往往偏于保守而限制了驅(qū)動(dòng)橋性能的提高和產(chǎn)品成本的降低。因此,我國(guó)驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品設(shè)計(jì)與國(guó)外的主要差距之一是所設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)橋過(guò)于笨重。在現(xiàn)代驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)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(chē)簧上簧下質(zhì)量、降低動(dòng)載和提高汽車(chē)的平順性4-5。汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋是汽車(chē)的重要總成,它的性能好壞直接影響整車(chē)性能,而對(duì)于重型卡車(chē)尤為重要,當(dāng)采用大功率發(fā)動(dòng)機(jī)輸出大的轉(zhuǎn)矩以滿足目前重型卡車(chē)的快速、重載的高效率、高效益的需要時(shí),必須要搭配一個(gè)高效、可靠的驅(qū)動(dòng)橋。對(duì)于中重型載貨汽車(chē)來(lái)說(shuō),要傳遞的轉(zhuǎn)矩比較于乘用車(chē)和客車(chē),以及輕型商用車(chē)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(dòng)機(jī),這就對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)有較高的要求,而驅(qū)動(dòng)橋在傳動(dòng)系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。隨著目前國(guó)際上石油價(jià)格的上漲,汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)性日益成為人們關(guān)心的話題,這不僅僅對(duì)乘用車(chē),對(duì)于載貨汽車(chē),提高其燃油經(jīng)濟(jì)性也是各商用車(chē)生產(chǎn)商來(lái)提高其產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)法寶,因?yàn)橹兄匦洼d貨汽車(chē)所采用的發(fā)動(dòng)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(chē)為例,其百公里油耗高達(dá)26.5L6。為了降低油耗,不僅要在發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)節(jié)上節(jié)油,而且也需要從傳動(dòng)系中減少能量的損失。這就必須在發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出之后,在從發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)橋這一動(dòng)力輸送環(huán)節(jié)中尋找減少能量在傳遞的過(guò)程中的損失。在這一環(huán)節(jié)中,發(fā)動(dòng)機(jī)是動(dòng)力的輸出者,也是整個(gè)機(jī)器的心臟,而驅(qū)動(dòng)橋卻是將動(dòng)力轉(zhuǎn)化為能量的最終執(zhí)行者。因此,在發(fā)動(dòng)機(jī)相同的情況下,采用性能優(yōu)良且與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配性比較高的驅(qū)動(dòng)橋便成了有效節(jié)油的措施之一7。所以設(shè)計(jì)新型的驅(qū)動(dòng)橋便成為新的課題。目前國(guó)內(nèi)重型車(chē)橋生產(chǎn)企業(yè)也主要集中在中信車(chē)橋廠、東風(fēng)襄樊車(chē)橋公司、濟(jì)南橋箱廠、漢德車(chē)橋公司、重慶紅巖橋廠和安凱車(chē)橋廠幾家企業(yè)。這些企業(yè)幾乎占到國(guó)內(nèi)重卡車(chē)橋90%以上的市場(chǎng)。目前國(guó)內(nèi)外驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)了一下一些變化:(1)、主要部件和功能向驅(qū)動(dòng)橋的中部集中有些廠家開(kāi)始把主減速器,制動(dòng)器和行星減速機(jī)構(gòu)等集合在橋的中部,但其優(yōu)點(diǎn)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(dòng)橋?yàn)檫m應(yīng)主機(jī)產(chǎn)品的特殊要求,驅(qū)動(dòng)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(dòng)充氣功能、超載報(bào)警功能、增添轉(zhuǎn)向油缸功能等,增加了驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品的適應(yīng)性8-11。3. 本課題的研究?jī)?nèi)容及技術(shù)方案 本論文主要是以某商用車(chē)的驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)為主,具體參數(shù)以解放CA141的相關(guān)參數(shù)為參考。通過(guò)實(shí)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(jì):(1)主減速器設(shè)計(jì)主減速器的結(jié)構(gòu)形式及其基本參數(shù)的選擇;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(jì)差速器的形式及其參數(shù)的選擇;同步器主要參數(shù)的確定及設(shè)計(jì)計(jì)算,繪制出二維圖紙。(3)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)半軸形式的確定及驅(qū)動(dòng)車(chē)輪傳動(dòng)裝置萬(wàn)向節(jié)的選擇;半軸及驅(qū)動(dòng)車(chē)輪傳動(dòng)裝置萬(wàn)向節(jié)二維圖紙的繪制。(4)驅(qū)動(dòng)橋橋殼設(shè)計(jì) 橋殼的結(jié)構(gòu)形式選擇及其受力分析、強(qiáng)度計(jì)算; 驅(qū)動(dòng)橋橋殼的二維設(shè)計(jì)。(5)制動(dòng)器設(shè)計(jì)制動(dòng)器的形式和參數(shù)的確定; 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算,并進(jìn)行三維實(shí)體模型的建立12-16。4.進(jìn)度安排第13周:搜集資料,撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告;第47周:確定總體方案,進(jìn)行驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)計(jì)算;第813周:三維實(shí)體建模,繪制二維工程圖;第1415周:對(duì)驅(qū)動(dòng)橋殼進(jìn)行有限元分析;第1617周:撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文;第18周:準(zhǔn)備答辯。1張學(xué)忱, 張濤, 張慧波. 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