重型卡车驱动桥设计开题报告.doc

南京理工大学泰州科技学院毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名：李庆金学 号：0501510125专 业：机械工程及自动化设计(论文)题目：重型卡车驱动桥设计指 导 教 师:吴 萍2009年 3月 22 日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇科技论文的信息量，一般一本参考书最多相当于三篇科技论文的信息量（不包括辞典、手册）；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述摘要 驱动桥作为汽车四大总成之一，它的性能的好坏直接影响整车性能，而对于重型卡车显得尤为重要。当采用大功率发动机输出大的转矩以满足目前重型卡车的快速、重载的高效率、高效益的需要时，必须要搭配一个高效、可靠的驱动桥。所以采用传动效率高的单级减速驱动桥已成为未来重载汽车的发展方向。本文参照传统驱动桥的设计方法进行了重型卡车驱动桥的设计。本文首先确定主要部件的结构型式和主要设计参数；然后参考类似驱动桥的结构，确定出总体设计方案；最后对主，从动锥齿轮，差速器圆锥行星齿轮，半轴齿轮，全浮式半轴和整体式桥壳的强度进行校核以及对支承轴承进行了寿命校核。本文不是采用传统的双曲面锥齿轮作为重型卡车的主减速器而是采用弧齿锥齿轮1 2 3。关键词 重型卡车 驱动桥 单级减速桥 弧齿锥齿轮。汽车驱动桥位于传动系的末端。其基本功用首先是增扭，降速，改变转矩的传递方向，即增大由传动轴或直接从变速器传来的转矩，并将转矩合理的分配给左右驱动车轮；其次，驱动桥还要承受作用于路面或车身之间的垂直力，纵向力和横向力，以及制动力矩和反作用力矩等。驱动桥一般由主减速器，差速器，车轮传动装置和桥壳组成4。 汽车正常行驶时，发动机的转速通常在2000至3000r/min左右，如果将这么高的转速只靠变速箱来降低下来，那么变速箱内齿轮副的传动比则需很大，而齿轮副的传动比越大，两齿轮的半径比也越大，换句话说，也就是变速箱的尺寸会越大。另外，转速下降，而扭矩必然增加，也就加大了变速箱与变速箱后一级传动机构的传动负荷。所以，在动力向左右驱动轮分流的差速器之前设置一个主减速器，可使主减速器前面的传动部件如变速箱、分动器、万向传动装置等传递的扭矩减小，也可变速箱的尺寸质量减小，操纵省力5 6。现代汽车的主减速器，广泛采用螺旋锥齿轮和双曲面齿轮。双曲面齿轮工作时，齿面间的压力和滑动较大，齿面油膜易被破坏，必须采用双曲面齿轮油润滑，绝不允许用普通齿轮油代替，否则将使齿面迅速擦伤和磨损，大大降低使用寿命7。对于重型载货汽车来说，要传递的转矩较乘用车和客车，以及轻型商用车都要大得多，以便能够以较低的成本运输较多的货物，所以选择功率较大的发动机，这就对传动系统有较高的要求，而驱动桥在传动系统中起着举足轻重的作用。随着目前国际上石油价格的上涨，汽车的经济性日益成为人们关心的话题，这不仅仅只对乘用车，对于载货汽车，提高其燃油经济性也是各商用车生产商来提高其产品市场竞争力的一个法宝，因为重型载货汽车所采用的发动机都是大功率，大转矩的，装载质量在十吨以上的载货汽车的发动机，最大功率在140KW以上，最大转矩也在700N·m以上，百公里油耗是一般都在34升左右。为了降低油耗，不仅要在发动机的环节上节油，而且也需要从传动系中减少能量的损失。这就必须在发动机的动力输出之后，在从发动机传动轴驱动桥这一动力输送环节中寻找减少能量在传递的过程中的损失。在这一环节中，发动机是动力的输出者，也是整个机器的心脏，而驱动桥则是将动力转化为能量的最终执行者。因此，在发动机相同的情况下，采用性能优良且与发动机匹配性比较高的驱动桥便成了有效节油的措施之一。所以设计新型的驱动桥成为新的课题8 9 10。目前国内重型车桥生产企业也主要集中在中信车桥厂、东风襄樊车桥公司、济南桥箱厂、汉德车桥公司、重庆红岩桥厂和安凯车桥厂几家企业。这些企业几乎占到国内重卡车桥90%以上的市场11。设计驱动桥时应当满足如下基本要求：(1) 选择适当的主减速比，以保证汽车在给定的条件下具有最佳的动力性和燃油经济性。(2) 外廓尺寸小，保证汽车具有足够的离地间隙，以满足通过性的要求。(3) 齿轮及其他传动件工作平稳，噪声小。(4) 在各种载荷和转速工况下有较高的传动效率。(5) 具有足够的强度和刚度，以承受和传递作用于路面和车架或车身间的各种力力矩；在此条件下，尽可能降低质量，尤其是簧下质量，减少不平路面的冲击载荷，提高汽车的平顺性。(6) 与悬架导向机构运动协调。(7) 结构简单，加工工艺性好，制造容易，维修，调整方便12 13 14。由于要求设计的是13吨级的后驱动桥，要设计这样一个级别的驱动桥，一般选用非断开式结构以与非独立悬架相适应，该种形式的驱动桥的桥壳是一根支撑在左右驱动车轮的刚性空心梁，一般是铸造或钢板冲压而成，主减速器，差速器和半轴等所有传动件都装在其中，此时驱动桥，驱动车轮都属于簧下质量。驱动桥的结构形式有多种，基本形式有三种如下：(1) 中央单级减速驱动桥。此是驱动桥结构中最为简单的一种，是驱动桥的基本形式， 在重型卡车中占主导地位。一般在主传动比小于6的情况下，应尽量采用中央单级减速驱动桥。目前的中央单级减速器趋于采用双曲线螺旋伞齿轮，主动小齿轮采用骑马式支承， 有差速锁装置供选用8。(2) 中央双级驱动桥。在国内目前的市场上，中央双级驱动桥主要有2种类型：一类如伊顿系列产品，事先就在单级减速器中预留好空间，当要求增大牵引力与速比时，可装入圆柱行星齿轮减速机构，将原中央单级改成中央双级驱动桥，这种改制“三化”（即系列化，通用化，标准化）程度高， 桥壳、主减速器等均可通用，锥齿轮直径不变；另一类如洛克威尔系列产品，当要增大牵引力与速比时，需要改制第一级伞齿轮后，再装入第二级圆柱直齿轮或斜齿轮，变成要求的中央双级驱动桥，这时桥壳可通用，主减速器不通用， 锥齿轮有2个规格15 16 17。由于上述中央双级减速桥均是在中央单级桥的速比超出一定数值或牵引总质量较大时，作为系列产品而派生出来的一种型号，它们很难变型为前驱动桥，使用受到一定限制；因此，综合来说，双级减速桥一般均不作为一种基本型驱动桥来发展，而是作为某一特殊考虑而派生出来的驱动桥存在18。(3) 中央单级、轮边减速驱动桥。轮边减速驱动桥较为广泛地用于油田、建筑工地、矿山等非公路车与军用车上。当前轮边减速桥可分为2类：一类为圆锥行星齿轮式轮边减速桥；另一类为圆柱行星齿轮式轮边减速驱动桥19。单级桥产品的优势为单级桥的发展拓展了广阔的前景。从产品设计的角度看， 重型车产品在主减速比小于6的情况下，应尽量选用单级减速驱动桥。所以此设计采用单级驱动桥再配以铸造整体式桥壳20。参考文献 1 刘惟信.汽车车桥设计M.北京:清华大学出版社,2004. 2 徐颢.机械设计手册M.北京:机械工业出版社,1991. 3 王望予.汽车设计M.北京:机械工业出版社,2004. 4 陈家瑞.汽车构造M.北京:机械工业出版社,2005. 5 朱孝录.齿轮传动设计手册M.北京:化学工业出版社,2005. 6 邱宣怀.机械设计M.北京:高等教育出版社,1997. 7 廖念钊.互换性与技术测量M.北京:中国计量出版社,2000. 8 王明珠.工程制图学及计算机绘图M.北京:国防工业出版社,1998. 9 戴少度.材料力学M.北京:国防工业出版社,2002. 10 申永胜.机械原理教程M.北京:清华大学出版社,2003. 11 刘朝儒.机械制图M.北京:高等教育出版社,2001. 12 吴宗泽.机械零件设计手册M.北京:机械工业出版社,2004. 13 李华.机械制造设计M.北京:机械工业出版社,1997. 14 王宗荣、左晓名、鲁屏宇.工程图学M.北京:机械工业出版社，2001. 15 成大先.机械设计手册单行本机械传动M.北京:化学工业出版社，2004. 16 李云.机械制造工艺学M.北京:机械工业出版社,1994. 17 王先奎.计算机辅助制造M.北京:机械工业出版社,1995. 18 庞怀玉.机械制造工程学M.北京:机械工业出版社,1997. 19 阮忠唐.机械无级变速M.北京:机械工业出版社,1988. 20 吴宗泽.机械零件习题集M.北京:高等教育出版社,1992. 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段：对于重型载货汽车来说，要传递的转矩较乘用车和客车，以及轻型商用车都要大得多，以便能够以较低的成本运输较多的货物，所以选择功率较大的发动机，这就对传动系统有较高的要求，而驱动桥在传动系统中起着举足轻重的作用。本设计根据传统驱动桥设计方法，并结合现代设计方法，确定了驱动桥的总体设计方案，先后进行主减速器 ，差速器，半轴以及驱动桥壳的结构设计和强度校核，并运用CAD软件绘制出主要零部件的工程图。设计出了13吨级的驱动桥，该驱动桥适用于重型载货汽车和工程车辆等。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告指导教师意见：1对“文献综述”的评语：阅读了大量关于驱动桥设计方面的书籍，对驱动桥的特点、组成及分类、应用范围、主减速器研究分析、我国驱动桥发展的过去、现状及未来、对我国驱动桥提出的一些对策等有了初步的认识。2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：过对本课题的研究使学生的基础理论与专业知识、技术水平以及实际应用能力和文字、语言表达能力得到锻炼，是学生综合运用所学理论技能知识与生产实践相结合的重要阶段，是培养和提高学生综合应用能力的重要环节。通过本课题的研究使学生对数控机床的设计有一个初步的认识，学会如何查找文献、如何进行方案的设计、校核、定稿等等。综合应用机械设计、工艺、公差、机械制图CAD等知识进行经济型的数控机床部件的设计。完成3张0号图纸，1.2万字的条理清楚的说明书。 指导教师： 吴 萍 2009 年 3月 22日所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日