【文章內(nèi)容簡介】 邊減速器）、橋殼和各種齒輪。綜上所訴， 汽車驅(qū)動橋設(shè)計涉及的機械零部件及元件的品種極為廣泛，對這些零部件、元件及總成的制造也幾乎要設(shè)計到所有的現(xiàn)代機械制造工藝，設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、造價低廉的驅(qū)動橋，能大大降低整車生產(chǎn)的總成本，推動汽車經(jīng)濟的發(fā)展，并且通過對汽車驅(qū)動橋的學(xué)習(xí)和設(shè)計實踐，可以更好的學(xué)習(xí)并掌握現(xiàn)代汽車設(shè)計與機械設(shè)計的全面知識和技能，所以本題設(shè)計一款結(jié)構(gòu)優(yōu)良的中型 貨車驅(qū)動橋具有一定的實際意義 。 國內(nèi)外驅(qū)動橋研究狀況 國外研究現(xiàn)狀 現(xiàn)在，世界上貨車普遍采用兩種驅(qū)動橋結(jié)構(gòu) — 單 級減速雙曲線螺旋錐齒輪副；帶輪邊減速 (行星齒輪傳動 )的雙級主減速器。后者更適宜于最大程度地滿足用戶不同需要。 在西歐，帶輪邊減速的雙級主減速器后驅(qū)動橋只占整個產(chǎn)品的40%，且有呈下降趨勢，在美國只占 10%。其原因是這些地區(qū)的道路較好，采用單級減速雙曲線螺旋錐齒輪副成本較低，故大部分均采用這種結(jié)構(gòu)。而亞洲、非洲和南美國家則采用帶輪邊減速的雙級主減速器的驅(qū)動橋，用于非道路和惡劣道路使用的車輛 (工程自卸車、運水車等 )。因此可以得出結(jié)論：一個國家的道路愈差，則采用帶輪邊減速雙級主減速器驅(qū)動橋愈多，反之，則愈少。 國 外汽車驅(qū)動橋已普遍采用限滑差速器《 N— Pin 牙嵌式或多片摩擦盤式》、濕式行車制動器等先進技術(shù)。限滑差速器大大減少了輪胎的磨損，而濕式行車制動器則提高了主機的安全性能，簡化了維修工作。國內(nèi)僅一部分車使用 N— Pin 牙嵌式差速器。限滑差速器成本較高，因而在多數(shù)國產(chǎn)驅(qū)動橋上一直沒有得到應(yīng)用。目前向國內(nèi)提供限滑差速器的制造商主要是美國 TraCtech 公司和德國采埃孚公司。美國 Tractech 公司在蘇州的工廠即將建成投產(chǎn)，主要生產(chǎn) N— Pin 牙嵌式、多片摩擦盤式和戶下 O 比例扭矩 (三周節(jié) )差速器 (鎖緊系數(shù) )。國內(nèi)如徐 工、鼎盛天工等主機制造商等原來自制一部分 N— Pin 牙嵌式差速器，后因質(zhì)量不過關(guān)而放棄。國內(nèi)有幾個制造商生產(chǎn)比例扭矩差速器，但均為單周節(jié)，鎖緊系數(shù) 138，較三周節(jié)要小得多。徐州良羽傳動機械有限公司在停車制動器 (液壓 )上也做了一些工作，主要用于重型卡車產(chǎn)品，但國產(chǎn)此類哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 產(chǎn)品的可靠性還有待提高。 國外中型貨車驅(qū)動橋開發(fā)技術(shù)已經(jīng)非常的成熟，建立新的驅(qū)動橋開發(fā)模式成為國內(nèi)外驅(qū)動橋開發(fā)團體的新目標(biāo)。驅(qū)動橋設(shè)計新方法的應(yīng)用使得其開發(fā)周期縮短，成本降低，可靠性增加。國外的最新開發(fā)模式和驅(qū)動橋新技術(shù)包括： (1) 并行工程開發(fā) 模式 并行工程開發(fā)模式是對在一定范圍內(nèi)的不同功能或相同功能不同性能、不同規(guī)格的機械產(chǎn)品進行功能分析的基礎(chǔ)上 ,劃分并設(shè)計出一系列功能模塊 ,然后通過模塊的選擇和組合構(gòu)成不同產(chǎn)品的一種設(shè)計方法，能夠縮短新產(chǎn)品的設(shè)計時間、降低成本、提升質(zhì)量、提高市場競爭力 ,以DANA 為代表的意大利企業(yè)多已采用了該類設(shè)計方法 , 優(yōu)點是 : 減少設(shè)計及工裝制造的投入 , 減少了零件種類 , 提高規(guī)模生產(chǎn)程度 , 降低制造費用 , 提高市場響應(yīng)速度等。 (2) 模態(tài)分析 模態(tài)分析是對工程結(jié)構(gòu)進行振動分析研究的最先進的現(xiàn)代方法與手段之一。它 可以定義為對結(jié)構(gòu)動態(tài)特性的解析分析 (有限元分析 )和實驗分析 (實驗?zāi)B(tài)分析 )，其結(jié)構(gòu)動態(tài)特性用模態(tài)參數(shù)來表征。模態(tài)分析技術(shù)的特點與優(yōu)點是在對系統(tǒng)做動力學(xué)分析時，用模態(tài)坐標(biāo)代替物理學(xué)坐標(biāo)，從而可大大壓縮系統(tǒng)分析的自由度數(shù)目，分析精度較高。驅(qū)動橋的振動特性不但直接影響其本身的強度，而且對整車的舒適性和平順性有著至關(guān)重要的影響。因此，對驅(qū)動橋進行模態(tài)分析，掌握和改善其振動特性，是設(shè)計中的重要方面。 (3) 驅(qū)動橋殼的有限元分析方法 有 限元法不需要對所分析的結(jié)構(gòu)進行嚴格的簡化，既可以考慮各種計算要求和條件，也可以計 算各種工況，而且計算精度高。有限元法將具有無限個自由度的連續(xù)體離散為有限個自由度的單元集合體，使問題簡化為適合于數(shù)值解法的問題。只要確定了單元的力學(xué)特性，就可以按照結(jié)構(gòu)分析的方法求解，使分析過程大為簡化，配以計算機就可以解決許多解析法無法解決的復(fù)雜工程問題 [2]。目前，有限元法己經(jīng)成為求解數(shù)學(xué)、物理、力學(xué)以及工程問題的一種有效的數(shù)值方法，也為驅(qū)動橋殼設(shè)計提供了強有力的工具。 (4) 電子智能控制技術(shù)進入驅(qū)動橋產(chǎn)品 電子智能控制技術(shù)已經(jīng)在汽車業(yè)得到了快速發(fā)展，如，現(xiàn)代汽車上使用的 ABS(制動防抱死控制 )、 ASR（驅(qū)動力控制系統(tǒng)）等系統(tǒng)。 (5) 高性能制動器技術(shù) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 在發(fā)達國家驅(qū)動橋產(chǎn)品中 , 已出現(xiàn)了自循環(huán)冷卻功能的濕式制動器橋、帶散熱風(fēng)送的盤式制動器橋、適于 ABS 的蹄、鼓式和盤式制動器橋、帶自動補償間隙的盤式制動器等配置高性能制動器橋 , 同時制動器的布置位置也出現(xiàn)了從橋臂處分別向橋包總成和輪邊端部轉(zhuǎn)移的趨勢。前種處理方式易于散熱 , 后種處理方式為了降低成本 , 甚至有廠商把制動器的殼體與橋殼鑄為一體 , 既易于散熱，又利于降低材料成本 , 但這對鑄造技術(shù)、鑄造精度和加工精度都提出了極高的要求。 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國驅(qū)動橋制造企業(yè)的開發(fā)模式主要由測繪、引進、自主開發(fā)三種組成。主要存在技術(shù)含量低，開發(fā)模式落后，技術(shù)創(chuàng)新力不夠，計算機輔助設(shè)計應(yīng)用少等問題。一些企業(yè)技術(shù)力量相對要好些的企業(yè)，測繪的是從國外引進的原裝橋，并且這些企業(yè)一般具有較為完善的開發(fā)體系和流程，也具有較完善的試驗手段，但是開發(fā)過程屬于對國外的仿制，對其逆向研究后結(jié)合自我情況生產(chǎn)。 總之，我國汽車驅(qū)動橋的研究設(shè)計與世界先進驅(qū)動橋設(shè)計技術(shù)還有一定的差距，我國車橋制造業(yè)雖然有一些成果，但都是在引進國外技術(shù)、仿制、再加上自己改進的基礎(chǔ)上了取得的。個別比較有實力的企業(yè)，雖有自己獨立的研發(fā)機構(gòu)但都處于發(fā)展的初期。在科技迅速發(fā)展的推動下，高新技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣，各種國外汽車新技術(shù)的引進，研究團隊自身研發(fā)能力的提高，我國的驅(qū)動橋設(shè)計和制造會逐漸發(fā)展起來，并跟上世界先進的汽車零部件設(shè)計制造技術(shù)水平。 設(shè)計主要內(nèi)容 設(shè)計的主要內(nèi)容如下： （ 1）驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)形式及布置方案的確定。 （ 2）完成 主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計計算； （ 3）完成差速器的設(shè)計與計算； （ 4）完成半軸的設(shè)計與計算； （ 5）完成驅(qū)動橋橋殼的受力分析及強度計算。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 第 2章 驅(qū)動橋的總體方案確定 驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)和種類和設(shè)計要求 驅(qū)動橋的種類 驅(qū)動橋位于傳動系末端，其基本功用首先是增扭、降速，改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，即增大由傳動軸或直接從變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，并合理的分配給左、右驅(qū)動車輪，其次，驅(qū)動橋還要承受作用于路面和車架或車廂之間的垂直力、縱向力和橫向力，以及制動力矩和反作用力矩。 驅(qū)動橋分為斷開式和非斷開式兩種。驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu) 型式與驅(qū)動車輪的懸掛型式密切相關(guān)。當(dāng)驅(qū)動車輪采用非獨立懸掛時，都是采用非斷開式驅(qū)動橋，其橋殼是一根支撐在左右驅(qū)動車輪上的剛性空心梁，主減速器、差速器和半軸等所有的傳動件都裝在其中；當(dāng)驅(qū)動車輪采用獨立懸掛時，則配以斷開式驅(qū)動橋。通過比較現(xiàn)有市場同等噸位的中型貨車，本設(shè)計采用整體式驅(qū)動橋。 驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)組成 在多數(shù)汽車中，驅(qū)動橋包括主減速器、差速器、驅(qū)動車輪的傳動裝置（半軸）及橋殼等部件如圖 所示。 1 2 3 4 5 6 1－輪轂 2－ 半