毕业设计（论文）开题报告-越野车辆后桥传动副总体设计方案.doc

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1、中北大学毕业设计开题报告 中 北 大 学毕业设计开题报告学 生 姓 名：学 号：学 院、系：机电工程学院动力机械系专 业：地面武器机动工程设计(论文)题目：越野车辆后桥传动副总体设计方案指导教师: 2013 年 3 月 日毕 业 设 计 开 题 报 告1结合毕业设计课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述： 文 献 综 述1.1本课题研究的背景及意义1.1.1车辆的发展汽车自上个世纪末诞生以来，已经走过了风风雨雨的一百多年。从卡尔.本茨造出的第一辆三轮汽车以每小时18公里的速度，跑到现在，竟然诞生了从速度为零到加速到100公里/小时只需要三秒钟多一点的超级跑车。让我们一起来

2、回望这段历史，品味其中的辛酸与喜悦，体会汽车给我们带来的种种欢乐与梦想 在我国随着长春第一生产汽车厂的建成投产。1955年生产了61辆汽车，才结束了我国一直不能生产汽车的历史。经过几十年的努力，目前我国建立了自己的汽车工业。全国汽车由建国时的5万辆上升到现在的上千万辆。改革开放以来，我国引进了许多国家汽车的先进技术，使得我国汽车工业的产量和质量都得到了巨大的发展和提高。但是由于我国是发展中国家，与发达国家相比，我国汽车工业无论是产量还是质量都有相当大的差距。要使我国实现四个现代化，我国汽车工业必须坚持不懈地有更大的发展。1.1.2 载重汽车后桥，就是指车辆动力传递的后驱动轴组成部分。它由两个半

3、桥组成，可实施半桥差速运动。同时，它也是用来支撑车轮和连接后车轮的装置。如果是前桥驱动的车辆，那么后桥就仅仅是随动桥而已，只起到承载的作用。如果前桥不是驱动桥，那么后桥就是驱动桥，这时候除了承载作用外还起到驱动6480汽车后桥和减速还有差速的作用，如果是四轮驱动的，一般在后桥前面还配有一个分动器。后桥分为整体桥和半桥。整体桥配非独立悬架，如板簧悬架，半桥配独立悬架，如麦弗逊式悬架。汽车后桥就是指汽车后面那根桥。 如果是前桥驱动的车辆，那么后桥就仅仅是随动桥而已，只起到承载的作用。如果前桥不是驱动桥，那么后桥就是驱动桥，这时候除了承载作用外还起到驱动和减速还有差速的作用，如果是四轮驱动的，一般在

4、后桥前面还配有一个分动器。前桥后桥就是指前后轮轴的部分，前桥包括避震弹簧，转向器，平衡轴等，后桥还包括驱动轴，传动齿轮等。多轴货车后部还分驱动后桥和无驱后桥，无驱后桥就是没有传动轴连接，不属于驱动轮的部分，一般是3轴以上的重卡和牵引车头才有。CA1092载重汽车属于后桥驱动。载重汽车后桥（驱动桥）作为汽车四大总成之一，它承载着载重汽车的满载荷负重及地面经车轮、车架及承载式车身经悬架给予的铅垂力、纵向力、横向力及其力矩，以及冲击载荷；后桥（驱动桥）还传递着传动系中的最大转矩，桥壳还承受着反作用力矩。汽车驱动桥结构型式和设计参数除对汽车的可靠性与耐久性有重要影响外，也对汽车的行驶性能如动力性、经济

5、性、平顺性、通过性、机动性和操动稳定性等有直接影响。另外，载重汽车驱动桥在汽车的各种总成中也是涵盖机械零件、部件、分总成等的品种最多的大总成。例如，驱动桥包含主减速器、差速器、驱动车轮的传动装置（半轴及轮边减速器）、桥壳和各种齿轮。由上述可见，汽车驱动桥设计涉及的机械零部件及元件的品种极为广泛，对这些零部件、元件及总成的制造也几乎要涉及到所有的现代机械制造工艺。当采用大功率发动机输出大的转矩以满足目前载重汽车的快速、重载的高效率、高效益的需要时，必须要搭配一个高效、可靠的后桥。1.1.2 后桥分类根据桥的悬架不同，分为整体式和断开式。整体式整体桥配非独立悬架，如板簧悬架。断开式断开式配独立悬架

6、，如麦弗逊式悬架。后桥中心概述至于后桥中心的大鼓包是在后桥是驱动桥的情况下才有的，因为里面要放上减速齿轮以及差速机构，所以要有一个大鼓包，后桥是随动桥的一般都没有。车桥分类根据车桥的作用不同，车桥可分为驱动桥、转向桥、支持桥、转向驱动桥。工作基本原理发动机传出动力到变速箱，通过变速到后桥大齿盘上。差速器是一个整体，里面是：上下有小齿盘中间有十字柱上面带两个小行星的齿轮起到转弯调速作用差速器是立着放的，两边有两个小圆洞，上面有滑键，咱们常说的半柱就是在这里面插着，走直线的时候十字柱不动，转弯的时候十字柱动起来调整两边轮胎的转速，来提高汽车在转弯时候的机动性！CA1092载重汽车的后桥为驱动桥，其

7、主要作用是：(1)将发动机发出，由离合器、变速箱和传动轴等传来的动力通过减速器，使其转速下降，扭矩增大，并将这一力矩通过半轴传给驱动轮；(2)承受汽车后轴的负荷；(3)通过钢板弹簧把路面的反力和反力矩传给车架；(4)汽车在行驶时，后轮制动器起主要的制动作用，并且在驻车时，后轮制动器产生驻车制动。1.2后桥传动副简介后桥传动副一般由主减速器、差速器、和车轮传动装置等组成。它的作用是将万向传动装置传来的动力折过90角，改变力的传递方向，并由主减速器降低转速，增大转矩后，经差速器分配给左右半轴和驱动轮。驱动桥处于动力传动系的末端，其基本功能是：将万向传动装置传来的发动机转矩通过主减速器、差速器、半轴

8、等传到驱动车轮，实现降速增大转矩；通过主减速器圆锥齿轮副改变转矩的传递方向；通过差速器实现两侧车轮差速作用，保证内、外侧车轮以不同转速转向；通过桥壳体和车轮实现承载及传力作用。 1.2.1主减速器主减速器是在传动系中起降低转速，增大转矩作用的主要部件，当发动机纵置时还具有改变转矩旋转方向的作用。它是依靠齿数少的齿轮带齿数多的齿轮来实现减速的，采用圆锥齿轮传动则可以改变转矩旋转方向。将主减速器布置在动力向驱动轮分流之前的位置，有利于减小其前面的传动部件（如离合器、变速器、传动轴等）所传递的转矩，从而减小这些部件的尺寸和质量。按减速齿轮副结构型式分，可分为圆柱齿轮式、圆锥齿轮和准双曲面齿轮等型式。

9、 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。按参加减速传动的齿轮副数目分，可分为单级式主减速器和双级式主减速器。除了一些要求大传动比的中、重型车采用双级主减速器外，一般微、轻、中型车基本采用单级主减速器。 按主减速器传动比档数分，可分为单速式和双速式两种。目前，国产汽车基本都采用了传动比固定的单速式主减速器。在双速式主减速器上，设有供选择的两个传动比，这种主减速器实际上又起到了副变速器的作用。1.22 差速器汽车差速器是驱动桥的

10、主件。它的作用就是在向两边半轴传递动力的同时，允许两边半轴以不同的转速旋转，满足两边车轮尽可能以纯滚动的形式作不等距行驶，减少轮胎与地面的摩擦。差速器的这种调整是自动的，这里涉及到“最小能耗原理”，也就是地球上所有物体都倾向于耗能最小的状态。例如把一粒豆子放进一个碗内，豆子会自动停留在碗底而绝不会停留在碗壁，因为碗底是能量最低的位置（位能），它自动选择静止（动能最小）而不会不断运动。同样的道理， 车轮在转弯时也会自动趋向能耗最低的状态，自动地按照转弯半径调整左右轮的转速。当转弯时，由于外侧轮有滑拖的现象，内侧轮有滑转的现象，两个驱动轮此时就会产生两个方向相反的附加力，由于“最小能耗原理”，必然

11、导致两边车轮的转速不同，从而破坏了三者的平衡关系，并通过半轴反映到半轴齿轮上，迫使行星齿轮产生自转，使外侧半轴转速加快，内侧半轴转速减慢，从而实现两边车轮转速的差异。驱动桥两侧的驱动轮若用一根整轴刚性连接，则两轮只能以相同的角度旋转。这样，当汽车转向行驶时，由于外侧车轮要比内侧车轮移过的距离大，将使外侧车轮在滚动的同时产生滑拖，而内侧车轮在滚动的同时产生滑转。即使是汽车直线行驶，也会因路面不平或虽然路面平直但轮胎滚动半径不等（轮胎制造误差、磨损不同、受载不均或气压不等）而引起车轮的滑动。车轮滑动时不仅加剧轮胎磨损、增加功率和燃料消耗，还会使汽车转向困难、制动性能变差。为使车轮尽可能不发生滑动，

12、在结构上必须保证各车轮能以不同的角度转动。汽车在拐弯时车轮的轨线是圆弧，如果汽车向左转弯，圆弧的中心点在左侧，在相同的时间里，右侧轮子走的弧线比左侧轮子长，为了平衡这个差异，就要左边轮子慢一点，右边轮子快一点，用不同的转速来弥补距离的差异。现代汽车上的差速器通常按其工作特性分为齿轮式差速器和防滑差速器两大类。（1）防滑差速器为提高汽车在坏路上的通过能力，某些载重汽车及高级轿车上装置防滑差速器。防滑差速器的特点是，当一侧驱动轮在坏路上滑转时，能使大部分甚至全部转矩传给在良好路面上的驱动轮，以充分利用这一驱动轮的附着力来产生足够的驱动力，使汽车顺利起步或继续行驶。为实现上述要求，最简单的方法是在对

13、称式锥齿轮差速器上设置差速锁，使之成为强制止锁式差速器。当一侧驱动轮滑转时，可利用差速锁是差速器锁死而不起差速作用。（2）齿轮式差速器由于结构原因，这种差速器分配给左右轮的转矩相等。这种差速器转矩均分特性能满足汽车在良好路面上正常行驶。但当汽车在坏路上行驶时，却严重影响通过能力。1.2.3 半轴半轴是变速箱减速器与驱动轮之间传递扭矩的轴（以前实心居多，但由于空心轴转动不平衡控制更容易，因此，很多轿车上都采用空心轴），其内外端各有一个万向节（U/JOINT)分别通过万向节上的花键与减速器齿轮及轮毂轴承内圈连接。现代汽车常用的半轴，根据其支承型式不同，有半浮式和全浮式两种。半浮式半轴既传递扭矩又承

14、受全部反力和弯矩。它的支承结构简单、成本低，主要适用在对舒适型要求不高的皮卡及SUV车辆上。但这种半轴支承拆取麻烦，且汽车行驶中若半轴折断则易造成车轮飞脱的危险，属于即将淘汰的形式。全浮式半轴只传递转矩，不承受任何反力和弯矩，与独立悬挂配合有利于提高车辆的舒适性，因而广泛应用于各类汽车上。全浮式半轴易于拆装，维修保养时只需拧下半轴的固定螺栓即可抽出半轴，而车轮与桥壳照样能支持汽车，从而给汽车维护带来方便。半轴齿轮：一般说齿轮是指单独一个齿轮零件，一般齿轮与轴通过某种方式相连接使用，如花键，剪切平键等，特殊情况下，齿轮较小，轴较粗时，一般方法连接使得轴与齿轮结构强度较差，不能达到使用要求，此时可

15、以将二者合二为一，既是齿轮，有是轴，就叫轴齿轮，或者齿轮轴。汽车中某些地方（如后桥中）使用的轴是2个根半轴，每根又是轴齿轮情况，所以就叫做半轴齿轮或者半齿轮轴了。1.2.4 后桥桥壳汽车驱动桥壳既是承载零件, 也是传力部件, 同时又是主减速器、差速器及驱动车轮传动装置( 如半轴)的外壳。在汽车行驶过程中, 桥壳承受繁重的载荷, 设计时必须考虑在动载荷下桥壳有足够的强度和刚度。为了减小汽车的簧下质量, 以利于降低动载荷、提高汽车的行驶平顺性, 在保证强度和刚度的前提下应力求减小桥壳的质量。桥壳还应结构简单、制造方便, 以利于降低成本。其结构还应保证主减速器的拆装、调整、维修和保养方便。桥壳的结构

16、型式大致分为可分式、整体式和组合式3 种。（1）可分式桥壳 整个桥壳由一个垂直接合面分为左右两部分, 每一部分均由一个铸件壳体和一个压入其外端的半轴套管组成。可分式桥壳的特点是桥壳制造工艺简单, 主减速器轴承支承刚度好, 但对主减速器的装配、调整及维修都很不方便, 桥壳的强度和刚度也比较低, 过去主要用于轻型商用汽车, 现在已很少采用。（2）整体式桥壳的特点是将整个桥壳制成一个整体，桥壳犹如一个整体的空心梁，其强度和刚度都比较好。这种结构的另一个特点是翘课和主减速器壳分为两体。主减速器齿轮及差速器总成军装在与桥壳分开的的独立桥壳主减速器壳内，构成一个独立的总成主减速器与差速器总成，调整好后再有

17、桥壳中部前面装入桥壳内，并与桥壳用螺栓紧固在一起。这种结构对主减速器和差速器的拆装、调整、维修、保养等部十分方便，且不必吧整个驱动桥壳从车上拆下来，这是整体式桥壳另一个很大的优点。整体式桥壳按其制造工艺的不同又可分为铸造整体式、钢板冲压焊接式和钢管扩张形式三种。近年来，由于钢板冲压焊接整体式桥壳具有制造工艺简单、材料利用率高、废品率低、生产效率高以及制造成本低。同时又具备较高的强度和较小的质量等特点，轿车，轻型、中型载货汽车广泛采用钢板冲压式焊接整体式桥壳，还有部分较大吨位的汽车业广泛采用。（3）组合式桥壳 组合式桥壳又称为支架式桥壳, 它是将主减速器壳作为桥壳中间部分( 铸件) , 而在其两

18、端压入无缝钢管, 再用销钉或塞焊予以固定而成。与整体式桥壳相比较, 由于组合式桥壳的铸件尺寸较小, 因此桥壳质量较小, 但它还不具备像整体式桥壳那样, 可将主减速器及差速器总成调整好后再装人桥壳的优点, 而需要边安装边调整。另外, 组合式桥壳对加工精度要求较高, 整个桥壳的刚度与整体式的相比也差。它主要用于微型汽车、轿车及轻型以下的载货汽车, 有的中型汽车也采用了这种桥壳, 但在结构上做了一定改进。参考文献1 王丰元，马明星.汽车设计指导书.北京：中国电力出版社.20092 林慕义，张福生.车辆底盘构造与设计.北京：冶金工业出版社，20073马顺龙;刘海峰;王成刚;孙树臣.铸造技术2008年第

19、09期4王望予.汽车设计.北京：机械工业出版社.20045余志生.汽车理论.北京：机械工业出版社.20006诸文农.底盘设计.北京：机械工业出版社.19817刘惟信.汽车车桥设计.北京：清华大学出版社.2003 毕 业 设 计 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（途径）：2.1本课题要研究或解决的问题通过对毕业设计题目及其内容要求，我们首先要确定汽车的后桥传动副的整体结构，后桥传动副的功能以及各个部件的结构，独立功能，以及作用原理。其次我们要对各个零件进行尺寸的设计和组合，使得后桥传动副得到更大的优化。最后通过整个装配的优化，通过装配图来验证和展示。 毕 业 设 计开 题 报 告指导教师意见： 指导教师： 年 月 日所在系审查意见： 系主任： 年 月 日第 10 页 共10 页