基于UG NX的汽车断开式驱动桥结构设计开题报告

 2023-12-05 03:12

1. 研究目的与意义

新中国成立以前,我国没有汽车制造工业,1953年在长春兴建第一汽车制造厂,1956年制造出第一辆“解放”派运输车,宣告了中国不能生产汽车历史的结束。后继几十年与国际各大汽车及零部件制造商相继建立了600余家中外合资企业,积累资本200多亿美元,2002年汽车进出口贸易总额达100亿美元,占世界汽车市场1/20的份额。2011年我国汽车产量已达到1841.89万辆,但中国本土设计能力跟国际先进发展水平还有一定的差距。驱动桥设计是汽车的重要组成部分,将转矩分配给左、右驱动车轮;并使左、右驱动车轮具有汽车行驶运动学所需要的差速功能。同时驱动桥还要承受作用于路面和车架或承载式车身之间的力和力矩。车桥结构形式和设计参数除对汽车的可靠性和耐久性有重要影响外,也对汽车行驶性能有直接影响。并随着近年来油价的上涨,汽车运输成本越来越高,因此在保证汽车动力学的前提下,提高燃油经济性也非常重要,因此就需要在发动机的动力输出之后,在发动机-传动轴-驱动桥这一动力输送环节中寻找减少能量传递过程的损失。所以设计出结构简单、工作可靠的驱动桥能大大降低总车生产成本,推动汽车经济发展。

2. 课题关键问题和重难点

课题解决的主要问题:设计出适合本课题的断开式驱动桥。汽车传动系的总任务是传递发动机的动力,使之适应于汽车行驶的需求。在一般汽车的机械传动中,有了变速器还不能完全解决发动机特性和汽车行驶要求间的矛盾和结构布置上的问题。首先是因为绝大多数发动机在汽车上是纵向安置的,为了使其转矩能够给左右驱动力,必须由驱动桥的主减速器来改变转矩的传递方向,同时还得驱动桥的差速器来解决左右驱动车轮之间的分配问题和差速要求。其次,需将经过变速器,传动轴传来的动力,通过驱动桥的主减速器,进行进一步增大转矩,降低转速的变化。因此,要想使汽车驱动桥的设计合理,首先必须选好传动的总传动比,并恰当的将它分配给变速器和驱动桥。本设计为断开式驱动桥,虽然它们与独立悬架结合起来,对于改善汽车的操作稳定性有帮助,但是其结构相对于非断开式驱动桥要更为复杂,成本更高。

3. 国内外研究现状(文献综述)

驱动桥是汽车的重要大总成,处于传动系的末端。其最基本的功能是增大由传动轴或直接由变速箱传来的转矩,将转矩分配给左右驱动轮,并使左右车轮具有汽车行驶运动学所需要的差速功能,同时承载着汽车的簧上荷重及地面经车轮,车架或承载式车身经悬架给予铅锤力,纵向力,横向力及其力矩;还传递着传动系中的最大转矩,桥壳还承受着反作用力矩。

驱动桥的结构型式与驱动车轮的悬架结构密切相关。当驱动车轮采用非独立悬架时,采用非断开式驱动桥:当驱动车轮采用独立悬架时,则配以断开式驱动桥,即独立悬架驱动桥。从外观上看,独立悬架驱动桥无连接左、右驱动轮的刚性整体桥壳,它的桥壳是分段的,且彼此之间可作相对运动。这种桥的中段安装在车架或承载式车身上,并与传动轴及一部分驱动车轮传动装置的质量同属于汽车的悬挂质量,而两侧的驱动车轮则以独立悬架的弹性元件与车架或车厢作弱性联接,因此,两侧的驱动车轮可以彼此独立地相对于车架或车厢数上、下摆动,相应要求左、右半轴及其相应外壳作相应的摆动。汽车采用断开式驱动桥,则非悬挂质量小,而且它又与独立悬架相匹配,可使驱动轮接地情况及对各种路况适应性较好,这样便可大大减少汽车在不平路面上行驶时振动冲击和车身的倾斜,减小车轮和车桥上的动载荷,提高汽车的行驶平顺性,提高汽车平均行驶速度;减少零件的损坏,提高其可靠性并延长其使用寿命。双联高位驱动桥为贯通式双联驱动桥,由中桥和后桥串联组成,其中中桥由高位贯通桥中段,断开式铸造桥壳、采用盘式制动器的带中央充放气结构的轮边减速器总成、双球笼等速万向联轴器总成等组成;后桥由高位后驱动桥中段,断开式铸造桥壳,带中央充气结构的轮边减速器总成,双球笼等速万向联轴器总成等组成。中、后桥采用相同的桥壳及主减壳和过桥箱结构,从而使后驱动桥跟中桥具有相同的中心距,即后桥的输入法兰比斯太尔后桥原结构抬高了100毫米。与中桥的法兰高度相同。这样高位驱动双联桥由中桥和后桥串联组成,便可使其间的传动轴夹角为0。断开式铸造桥壳、承载桥中段,联接双球笼等速万向联轴器总成不仅可与车架刚性联接,起横梁作用,又可安装独立悬挂下摆臂。该断开式驱动桥为当今世界上结构比较先进的重型车用驱动桥,国内尚无同类产品。

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4. 研究方案

断开式驱动桥。结构复杂,成本较高。但是与独立悬架结合起来对于改善汽车平顺性,操作稳定性有利,主减速器固定在车架或车身上,两侧车轮分别通过各自的弹性元件,减震器和摆臂组成弹性悬架与车架相连。为适应车轮绕摆臂轴上下跳动的需要,差速器与轮毂之间的半轴两端用万向节连接。

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5. 工作计划

(1)依据毕业设计题目内容,查阅10篇以上的相关文献资料,开展调查研究;

(2)分析设计方案,进行方案比较,优化设计方案,撰写开题报告;

(3)参数化设;根据整体设计需求,确定主减速器及差速器与桥壳等部件的基本参数,确定各零件结构形式和基本参数;

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