中型卡車(chē)驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)及有限元分析

中型卡車(chē)驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)及有限元分析,中型,卡車(chē),驅(qū)動(dòng),設(shè)計(jì),有限元分析 本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開(kāi)題報(bào)告 論 文 題 目：中型卡車(chē)驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)及有限元分析學(xué) 院： 專(zhuān) 業(yè) 、班 級(jí)： 學(xué) 生 姓 名： 指導(dǎo)教師（職稱(chēng)）： 2016 年 12 月 26 日填 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告要求 開(kāi)題報(bào)告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié)，又是完成高質(zhì)量畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)）的有效保證。為了使這項(xiàng)工作規(guī)范化和制度化，特制定本要求。 一、選題依據(jù) 1. 論文（設(shè)計(jì)）題目及研究領(lǐng)域； 2. 論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值； 3. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)。二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容 1.重點(diǎn)解決的問(wèn)題； 2. 擬開(kāi)展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫(xiě)作大綱或設(shè)計(jì)思路）； 3. 本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果。 三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排 1. 擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）； 2. 論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃。 四、文獻(xiàn)查閱及文獻(xiàn)綜述 學(xué)生應(yīng)根據(jù)所在學(xué)院及指導(dǎo)教師的要求閱讀一定量的文獻(xiàn)資料，并在此基礎(chǔ)上通過(guò)分析、研究、綜合，形成文獻(xiàn)綜述。必要時(shí)應(yīng)在調(diào)研、實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)的基礎(chǔ)上遞交相關(guān)的報(bào)告。綜述或報(bào)告作為開(kāi)題報(bào)告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通順，較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎(chǔ)。 五、其他要求 1. 開(kāi)題報(bào)告應(yīng)在畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作開(kāi)始后的前四周內(nèi)完成； 2. 開(kāi)題報(bào)告必須經(jīng)學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)審查通過(guò)； 3. 開(kāi)題報(bào)告不合格或沒(méi)有做開(kāi)題報(bào)告的學(xué)生，須重做或補(bǔ)做合格后，方能繼續(xù)論文（設(shè)計(jì)）工作，否則不允許參加答辯； 4. 開(kāi)題報(bào)告通過(guò)后，原則上不允許更換論文題目或指導(dǎo)教師； 5. 開(kāi)題報(bào)告的內(nèi)容，要求打印并裝訂成冊(cè)（部分專(zhuān)業(yè)可根據(jù)需要手寫(xiě)在統(tǒng)一紙張上，但封面需按統(tǒng)一格式打?。?。 一、選題依據(jù) 1. 研究領(lǐng)域 汽車(chē)部件設(shè)計(jì) 2. 論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值 驅(qū)動(dòng)橋殼作為汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的主要組成部分之一，合理的設(shè)計(jì)可以保證汽車(chē)在給定條件下具有最佳的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。本次設(shè)計(jì)將通過(guò)對(duì)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋殼的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)實(shí)踐、結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、主要零部件強(qiáng)度的計(jì)算分析和有限元分析等內(nèi)容， 可以更好地學(xué)習(xí)并掌握現(xiàn)代汽車(chē)零部件設(shè)計(jì)與計(jì)算分析的相關(guān)知識(shí)和技能。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，將對(duì)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)具有更深入的認(rèn)識(shí)，掌握汽車(chē)零部件設(shè)計(jì)的過(guò)程，并能熟練應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，不僅能夠?qū)⑺鶎W(xué)專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際，更為今后的工作積累更多的理論知識(shí)和提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 3. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)內(nèi)許多汽車(chē)廠家相繼引進(jìn)了一些中重型車(chē)輛，其后橋殼大多為鋼板沖壓焊接而成。但沖壓焊接式橋殼采用沖壓成型的方法存在材料成型困難，有的還需增加退火工藝，能耗高、工序多，制造工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高。汽車(chē)在崎嶇的路面上顛簸行駛，受到交變負(fù)荷的作用，橋殼焊接處易出現(xiàn)脫焊開(kāi)裂問(wèn)題，疲勞性能差，超載易變形，主減速器齒輪正常嚙合受影響，噪聲大，減少了驅(qū)動(dòng)橋總成的使用壽命。球墨鑄鐵具有高強(qiáng)度、高韌性、高可靠性、高壽命的特點(diǎn)，能生產(chǎn)出最接近要求的形狀。隨著球墨鑄鐵技術(shù)的發(fā)展，鑄造已成為取代沖壓焊接生產(chǎn)汽車(chē)后橋殼的首選方法。因?yàn)榕c沖壓焊接后橋殼相比，鑄造后橋殼具有強(qiáng)度和剛度較大，生產(chǎn)成本 低，拆裝、保養(yǎng)、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。 發(fā)達(dá)國(guó)家在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)上早以進(jìn)入了分析設(shè)計(jì)階段，他們利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，將現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，如有限元分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)等應(yīng)用到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，采用機(jī)械 CAD 系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行建模、分析、仿真、干涉檢查，實(shí)現(xiàn)三維設(shè)計(jì)，大大地提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一次成功率，減少了試驗(yàn)費(fèi)用，縮短了產(chǎn)品更新周 期。而我們的設(shè)計(jì)手段仍處于以經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)為主的二維設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)完成后在投產(chǎn)中往往要進(jìn)行很大的改動(dòng)，使得產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期很長(zhǎng)，性能質(zhì)量低等。為改變我國(guó)的車(chē)輛零部件的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)手段的落后狀況，縮短新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，有必要開(kāi)發(fā)一些適合中國(guó)國(guó)情的汽車(chē)及零部件的 CAD 系統(tǒng)，對(duì)已開(kāi)發(fā)的 CAD 系統(tǒng)需進(jìn)一步提高和完善。 驅(qū)動(dòng)橋殼需要有很大的強(qiáng)度和剛度，驅(qū)動(dòng)橋殼傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法是利用數(shù) 學(xué)、力學(xué)等理論知識(shí)進(jìn)行計(jì)算。這種方法計(jì)算量大且很復(fù)雜，很難模擬各種工況。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，企業(yè)只有提高設(shè)計(jì)研發(fā)能力才能跟上發(fā)展的腳步，現(xiàn)代工業(yè)的典型特征就是大量使用計(jì)算機(jī)，所以人們希望借助計(jì)算機(jī)輔助分析技術(shù) （CAE）來(lái)解決相關(guān)復(fù)雜問(wèn)題，有限元作為 CAE 技術(shù)的一種關(guān)鍵計(jì)算方法，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，驅(qū)動(dòng)橋殼作為車(chē)橋的重要組成部分之一，應(yīng)用有限元法模擬，可以計(jì)算出驅(qū)動(dòng)橋系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，結(jié)果可信且接近實(shí)際，能較真實(shí)的模擬出驅(qū)動(dòng)橋動(dòng)態(tài)使用過(guò)程，是驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)的發(fā)展主流。 隨著各國(guó)政府對(duì)汽車(chē)節(jié)能環(huán)保理念認(rèn)識(shí)的不斷提高，各大汽車(chē)零部件廠商為了能夠滿足主機(jī)廠綠色設(shè)計(jì)的要求紛紛開(kāi)始大力研究節(jié)能環(huán)保技術(shù)，汽車(chē)作為一種重要的交通工具，控制油耗成為主要的突破口，對(duì)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋殼進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)成為驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)部分很重要的一環(huán)。 二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容 1. 重點(diǎn)解決的問(wèn)題 確定橋殼的類(lèi)型，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并計(jì)算相應(yīng)參數(shù)尺寸，對(duì)主要結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行校核，用有限元技術(shù)對(duì)橋殼進(jìn)行強(qiáng)度校核，對(duì)其應(yīng)力分布和變形分布狀況進(jìn)行研究，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性。 2. 擬開(kāi)展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫(xiě)作大綱或設(shè)計(jì)思路） （1） 查閱相關(guān)資料，了解研究課題的意義價(jià)值、研究概況和發(fā)展趨勢(shì) （2） 橋殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算相應(yīng)尺寸參數(shù)； （3） 橋殼的受力分析； （4） 橋殼的靜彎曲應(yīng)力計(jì)算； （5） 各種工況下橋殼強(qiáng)度的分析； （6） 有限元技術(shù)分析驗(yàn)證； （7） 繪制橋殼圖紙，寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 3. 本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，將對(duì)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)具有更深入的認(rèn)識(shí)，掌握汽車(chē)零部件設(shè)計(jì)的過(guò)程，并能熟練應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，不僅能夠?qū)⑺鶎W(xué)專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際，更為今后的工作積累更多的理論知識(shí)和提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。預(yù)期提交以下成果： (1) 設(shè)計(jì)圖紙一套（總工作量達(dá) 3 張零號(hào)圖紙）； (2)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（10000 字以上）； (3)與課題相關(guān)的一篇外文翻譯（2000 字以上）。 三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排 1. 擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）； （1） 調(diào)研并查閱相關(guān)資料； （2） 總體方案的確定； （3） 橋殼的設(shè)計(jì)； （4） 橋殼的 Pro-e 建模； （5） 設(shè)計(jì)結(jié)果的有限元技術(shù)校核； （6） 繪制橋殼圖紙； （7） 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 2. 論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃 第 1 周：通過(guò)查閱文獻(xiàn)，了解設(shè)計(jì)選題，與指導(dǎo)教師溝通理解任務(wù)書(shū)的內(nèi)容。第 2、3 周：查閱資料，準(zhǔn)備開(kāi)題報(bào)告 第 4 周：修改開(kāi)題報(bào)告，并進(jìn)行開(kāi)題答辯。第 5-7 周：對(duì)橋殼進(jìn)行總體設(shè)計(jì) 第 8 周：整理前期工作，并進(jìn)行中期檢查。翻譯外文文獻(xiàn) 1 篇。第 9-11 周：參數(shù)設(shè)計(jì)和計(jì)算；校核計(jì)算是否滿足要求 第 12-14 周：繪制橋殼圖紙，準(zhǔn)備設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 15 周：完善設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，整理設(shè)計(jì)資料。第 16 周：準(zhǔn)備答辯 四、需要閱讀的參考文獻(xiàn) [1] 黃昶春,韋志林,沈光烈. 驅(qū)動(dòng)橋殼有限元分析模型的改進(jìn)[J]. 汽車(chē)技術(shù),2012,0 2:27-30. [2] 劉為,薛克敏,李萍,杜長(zhǎng)春,唐子玉. 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋殼的有限元分析和優(yōu)化[J]. 汽車(chē)工程,2012,06:523-527. [3] 陳元華. 礦用自卸車(chē)驅(qū)動(dòng)橋殼有限元疲勞分析與優(yōu)化[J]. 煤炭技術(shù),2012,07:30 -31. [4] 閻樹(shù)田,王劍,孫會(huì)偉,徐明輝. 商用車(chē)驅(qū)動(dòng)橋殼強(qiáng)度和模態(tài)的有限元分析[J]. 機(jī)械與電子,2012,08:14-16. [5] 梁洪明,王靖岳,李學(xué)明. 基于 CATIA 和 ANSYS 的貨車(chē)驅(qū)動(dòng)橋殼有限元分析[J]. 汽車(chē)工程師,2012,10:34-35. [6] 彭才望,周菊林,石毅新. 農(nóng)用載貨汽車(chē)后驅(qū)動(dòng)橋殼有限元分析[J]. 農(nóng)業(yè)裝備與車(chē)輛工程,2015,12:49-52. [7] 王開(kāi)松,許文超,王雨晨. 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋殼有限元分析與輕量化設(shè)計(jì)[J]. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2016,07:222-225+231. [8] 楊利輝. 基于實(shí)際工況輪式挖掘機(jī)驅(qū)動(dòng)橋殼有限元分析[J]. 機(jī)械傳動(dòng),2014,11: 157-161. [9] 庹前進(jìn). 基于有限元理論載重車(chē)驅(qū)動(dòng)橋殼輕量化及可靠性分析[J]. 機(jī)械傳動(dòng),20 15,03:141-144. [10] 吳超,廖敏,業(yè)紅玲. 基于有限元方法的汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋殼分析[J]. CAD/CAM 與制造業(yè)信息化,2015,04:45-48. [11] 郭冬青,張翠平,姚曉博,肖帥,張鵬超. 農(nóng)用車(chē)驅(qū)動(dòng)橋殼的有限元分析與結(jié)構(gòu)改進(jìn)[J]. 中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào),2015,05:198-202. [12] 庹前進(jìn). 解放 CA141 載重汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋殼動(dòng)態(tài)特性的有限元分析[J]. 機(jī)械工程師 ,2015,11:192-193. [13] 王超,李強(qiáng),邵方. 重型牽引車(chē)驅(qū)動(dòng)橋殼的有限元分析[J]. 農(nóng)業(yè)裝備與車(chē)輛工程 ,2014,10:42-46. [14]王彥博,梁長(zhǎng)佳. 某叉車(chē)驅(qū)動(dòng)橋殼有限元分析[J]. 叉車(chē)技術(shù),2013,04:8-9+11. [15] Hypoid gear vehicle axle efficiency Original Research Article Tribology International, Volume 101, September 2016, Pages 314-323 I. Kakavas, , A.V. Olver, , D. Dini. [16] Safe life and damage tolerance aspects of railway axles A review Original Research Article Engineering Fracture Mechanics, Volume 98, January 2013, Pages 214-271 U. Zerbst , S. Beretta , G. K?hler , A. Lawton , M. Vormwald , H.Th. Beier , C. Klinger , I. ?erny , J. Rudlin , T. Heckel , D. Klingbeil. 附：文獻(xiàn)綜述或報(bào)告 1. 引言 隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，對(duì)汽車(chē)的性能要求越來(lái)越高，這使得傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè) 計(jì)計(jì)算方法已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代汽車(chē)設(shè)計(jì)的要求。電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)以及有限元法的飛速發(fā)展為驅(qū)動(dòng)橋殼結(jié)構(gòu)性能的計(jì)算分析帶來(lái)了新的革命。 驅(qū)動(dòng)橋殼是汽車(chē)的重要承載件和傳力件，非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋殼支承汽車(chē)重量，并將載荷傳給車(chē)輪。作用在驅(qū)動(dòng)車(chē)輪上的牽引力、制動(dòng)力、側(cè)向力、垂向力也是經(jīng)過(guò)橋殼傳到懸掛及車(chē)架或車(chē)廂上。因此，驅(qū)動(dòng)橋殼的使用壽命直接影響汽車(chē)的有效使用壽命。合理地設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)橋殼，使其具有足夠的強(qiáng)度、剛度和良好的動(dòng)態(tài)特性，減少橋殼的質(zhì)量，有利于降低動(dòng)載荷，提高汽車(chē)行駛的平順性和舒適性。 驅(qū)動(dòng)橋殼應(yīng)滿足如下設(shè)計(jì)要求： （1） 應(yīng)具有足夠的強(qiáng)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(yīng)力； （2） 在保證強(qiáng)度和剛度的前提下，盡量減小質(zhì)量以提高汽車(chē)行駛平順性； （3） 保證足夠的離地間隙； （4） 結(jié)構(gòu)工藝性好，成本低； （5） 保護(hù)裝于其上的傳動(dòng)部件和防止泥水浸入； （6） 拆裝，調(diào)整，維修方便。 2. 驅(qū)動(dòng)橋殼的分類(lèi) 驅(qū)動(dòng)橋殼從結(jié)構(gòu)上可分為整體式橋殼和分段橋殼兩類(lèi)。 （1） 整體式橋殼 整體式橋殼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是一個(gè)剛性整體外殼或空心梁。按制造工藝的不同又可分為多種形式，常見(jiàn)的為整體鑄造、鋼板沖壓焊接式、中斷鑄造兩端壓入鋼管和鋼管擴(kuò)張成形等形式。整體鑄造式橋殼的強(qiáng)度和剛度較大，但質(zhì)量大，加工面多，制造工藝復(fù)雜，主要用于中、重型貨車(chē)上。但其簧下質(zhì)量較大，對(duì)汽車(chē)的行駛平順性有不利的影響。鋼板沖壓焊接式和擴(kuò)張成形式橋殼質(zhì)量小，材料利用率高，制造成本低，適用用于大量生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造工藝性好，主減速器支承剛度好，拆 裝、調(diào)整、維修方便，廣泛用于轎車(chē)和中、小型貨車(chē)上。 （2） 分段式橋殼 分段式橋殼一般分為兩段，由螺栓連成一體。分段式橋殼比整體式易于鑄造， 加工簡(jiǎn)便，但維修不方便。拆檢主減速器時(shí)，必須把整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋從汽車(chē)上拆卸下 來(lái)，目前已很少采用。 驅(qū)動(dòng)橋殼按結(jié)構(gòu)形式分為整體式、可分式和組合式三種。 （1） 可分式橋殼 由左、右橋殼和半軸套管組成。左、右橋殼經(jīng)鑄造制成后，先在每個(gè)橋殼外端壓入半軸套管，然后將兩者沿結(jié)合面圓周方向布置的螺栓緊固在一起，構(gòu)成可分式橋殼。這種橋殼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造工藝性好，主減速器支撐剛度好。但拆裝、調(diào)整、維修很不方便，橋殼的剛度和強(qiáng)度受結(jié)構(gòu)的限制，曾用于總質(zhì)量不大的汽車(chē)上，現(xiàn)已較少使用。 （2） 整體式橋殼 整個(gè)橋殼是一根空心梁，橋殼和主減速器殼為兩體。有剛度、強(qiáng)度大因而工作可靠的優(yōu)點(diǎn)，但質(zhì)量大、加工困難，適用于裝載質(zhì)量大的商用車(chē)。 按照制造工藝不同，整體式橋殼又可分為: ①整體鑄造式橋殼。由兩端壓入用無(wú)縫鋼管制成的半軸套管、橋殼和后蓋等主要零件組成。整個(gè)橋殼為一根空心梁。 ②鋼板沖壓焊接式橋殼。由橋殼主件、鋼板彈簧座、半軸套簡(jiǎn)、后蓋等組成。將兩個(gè)橋殼、三角鑲塊、鋼板彈簧座和半軸套筒焊合在一起組成焊接式驅(qū)動(dòng)橋橋殼 (見(jiàn)圖 1 所示)。具有質(zhì)量小、制造容易、材料利用合理、抗沖擊性能良好、成本低等優(yōu)點(diǎn)。在乘用車(chē)和裝載質(zhì)量小的商用車(chē)上得到廣泛應(yīng)用。 ③擴(kuò)張成形式橋殼。由中部經(jīng)過(guò)擴(kuò)孔，兩端又經(jīng)過(guò)滾壓變細(xì)的鋼管、突緣和彈簧座等組成。凸緣和彈簧座焊在鋼管上構(gòu)成橋殼。擴(kuò)張成形式橋殼材料利用率最 高、質(zhì)量小，而強(qiáng)度和剛度也足夠，故大量生產(chǎn)的乘用車(chē)和裝載質(zhì)量在中等的商用車(chē)都適合用這種結(jié)構(gòu)。 （3） 組合式橋殼 組合式橋殼 由主減速器殼、無(wú)縫鋼管組成。特點(diǎn)是將主減速器殼與部分橋殼鑄造為一體，再在兩端分別壓入無(wú)縫鋼管而構(gòu)成。組合式橋殼有主減速器從動(dòng)齒輪軸承支承剛度較好，主減速器的裝配、調(diào)整比可分式橋殼方便的優(yōu)點(diǎn)，但加工精度要求高，僅應(yīng)用在乘用車(chē)和總質(zhì)量較小的商用車(chē)上。 3. 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 我國(guó)早期的汽車(chē)是借鑒前蘇聯(lián)的汽車(chē)技術(shù)，我國(guó)汽車(chē)工業(yè)發(fā)展至今，也借鑒和 研究了歐美日德等汽車(chē)工業(yè)強(qiáng)國(guó)的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。但是目前大多數(shù)車(chē)廠借鑒和引進(jìn)的技術(shù)還是保留在車(chē)輛的外觀和內(nèi)飾的層面，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤(pán)這些關(guān)鍵技術(shù)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)擁有量還是微乎其微。不過(guò)這些局面最近幾年得以較大的改觀，雖然還是一些汽車(chē)工業(yè)強(qiáng)國(guó)把持著領(lǐng)先的關(guān)鍵技術(shù)，但是我國(guó)也形成了一大批擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的汽車(chē)工業(yè)機(jī)關(guān)，在汽車(chē)領(lǐng)域重新分得一杯羹。特別是汽車(chē)研究領(lǐng)域，形成了一大批科研院所和專(zhuān)家，對(duì)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)，諸如驅(qū)動(dòng)橋殼的結(jié)構(gòu)型式的改進(jìn)方面有較大的進(jìn)步。 國(guó)內(nèi)許多汽車(chē)廠家相繼引進(jìn)了一些中重型車(chē)輛，其后橋殼大多為鋼板沖壓焊接而成。但沖壓焊接式橋殼采用沖壓成型的方法存在材料成型困難，有的還需增加退火工藝，能耗高、工序多，制造工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高。汽車(chē)在崎嶇的路面上顛簸行駛，受到交變負(fù)荷的作用，橋殼焊接處易出現(xiàn)脫焊開(kāi)裂問(wèn)題，疲勞性能差，超載易變形，主減速器齒輪正常嚙合受影響，噪聲大，減少了驅(qū)動(dòng)橋總成的使用壽命。球墨鑄鐵具有高強(qiáng)度、高韌性、高可靠性、高壽命的特點(diǎn)，能生產(chǎn)出最接近要求的形狀。隨著球墨鑄鐵技術(shù)的發(fā)展，鑄造已成為取代沖壓焊接生產(chǎn)汽車(chē)后橋殼的首選方法。因?yàn)榕c沖壓焊接后橋殼相比，鑄造后橋殼具有強(qiáng)度和剛度較大，生產(chǎn)成本 低，拆裝、保養(yǎng)、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。 我國(guó)的汽車(chē)及各種車(chē)輛的零部件產(chǎn)品在性能和質(zhì)量上和發(fā)達(dá)國(guó)家存在著一定的差距，其中一個(gè)重要原因就是設(shè)計(jì)手段落后，發(fā)達(dá)國(guó)家在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)上早以進(jìn)入了分析設(shè)計(jì)階段，他們利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，將現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，如有限元分 析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)等應(yīng)用到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，采用機(jī)械 CAD 系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行建模、分析、仿真、干涉檢查，實(shí)現(xiàn)三維設(shè)計(jì)，大大地提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一次成功率，減少了試驗(yàn)費(fèi)用，縮短了產(chǎn)品更新周期。而我們的設(shè)計(jì)手段仍處于以經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)為主的二維設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)完成后在投產(chǎn)中往往要進(jìn)行很大的改動(dòng)，使得產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期很長(zhǎng)，性能質(zhì)量低等。為改變我國(guó)的車(chē)輛零部件的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)手段的落后狀 況，縮短新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，有必要開(kāi)發(fā)一些適合中國(guó)國(guó)情的汽車(chē)及零部件的 CAD 系統(tǒng)，對(duì)已開(kāi)發(fā)的 CAD 系統(tǒng)需進(jìn)一步提高和完善。 國(guó)外的這些汽車(chē)公司已有 CAD 程序，但涉及各公司的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范及試驗(yàn)都很保密，不可能公開(kāi)。與國(guó)外相比，我國(guó)的汽車(chē)工業(yè)在 CAD 方面起步較晚，發(fā)展比較慢。目前一些高校和大中型企業(yè)已開(kāi)始進(jìn)行 CAD 的研究，在產(chǎn)品的改進(jìn)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)后的計(jì)算機(jī)繪圖及有限元分析等方面已陸續(xù)取得一些效果。但總的來(lái)講國(guó)內(nèi)工廠多數(shù)是依賴傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法—經(jīng)驗(yàn)類(lèi)比法，對(duì)引進(jìn)產(chǎn)品主要是測(cè)繪仿制，難以滿足現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的客觀要求。采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，是提高自行設(shè)計(jì)、消化吸收和國(guó)產(chǎn)化的極其重要手段。 4. 發(fā)展趨勢(shì) 驅(qū)動(dòng)橋殼需要有很大的強(qiáng)度和剛度，驅(qū)動(dòng)橋殼傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法是利用數(shù) 學(xué)、力學(xué)等理論知識(shí)進(jìn)行計(jì)算。這種方法計(jì)算量大且很復(fù)雜，很難模擬各種工況。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，企業(yè)只有提高設(shè)計(jì)研發(fā)能力才能跟上發(fā)展的腳步，現(xiàn)代工業(yè)的典型特征就是大量使用計(jì)算機(jī)，所以人們希望借助計(jì)算機(jī)輔助分析技術(shù) （CAE）來(lái)解決相關(guān)復(fù)雜問(wèn)題，有限元作為 CAE 技術(shù)的一種關(guān)鍵計(jì)算方法，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，驅(qū)動(dòng)橋殼作為車(chē)橋的重要組成部分之一，應(yīng)用有限元法模擬，可以計(jì)算出驅(qū)動(dòng)橋系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，結(jié)果可信且接近實(shí)際，能較真實(shí)的模擬出驅(qū)動(dòng)橋動(dòng)態(tài)使用過(guò)程，是驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)的發(fā)展主流。 隨著各國(guó)政府對(duì)汽車(chē)節(jié)能環(huán)保理念認(rèn)識(shí)的不斷提高，各大汽車(chē)零部件廠商為了能夠滿足主機(jī)廠綠色設(shè)計(jì)的要求紛紛開(kāi)始大力研究節(jié)能環(huán)保技術(shù)，汽車(chē)作為一種重要的交通工具，控制油耗成為主要的突破口，對(duì)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋殼進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)成為驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)部分很重要的一環(huán)。 5. 本文擬開(kāi)展以下工作 （1） 根據(jù)給定參數(shù)，確定橋殼類(lèi)型，確保所選用的橋殼類(lèi)型最適合設(shè)計(jì)車(chē)輛； （2） 對(duì)橋殼進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并計(jì)算相應(yīng)尺寸參數(shù)，使橋殼各部分結(jié)構(gòu)合理； （3） 對(duì)主要結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行校核，用有限元技術(shù)對(duì)橋殼進(jìn)行強(qiáng)度校核，對(duì)其應(yīng)力分布和變形分布狀況進(jìn)行研究，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性； （4） 用 CATIA 軟件繪制驅(qū)動(dòng)橋殼圖紙，使汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋殼的結(jié)構(gòu)能夠清晰的展示出來(lái)。