驱动桥设计开题报告

篇一：HQ2080用转向驱动桥设计开题报告毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）

题目: HQ2080用转向驱动桥设计 院 系 名 称: 汽车与交通工程学院 专 业 班 级: 车辆工程10-9班 学 生 姓 名:崔明 导 师 姓 名: 赵雨旸 开 题 时 间:20年3月14日 一、课题研究目的和意义

长城炫丽乘用车在汽车行业中应用较广泛，而半轴与桥壳及差速器是该车的一个重要部件，其设计的成功与否决定着车辆的动力性、平顺性、经济性等多方面的设计要求。在我国传统的设计方式中以手工绘图或采用AutoCAD 绘制二维平面图，做出成品进行试验为主，无法满足快速设计的需求，造成产品开发周期长、设计成本高。利用ANSYS软件对半轴与桥壳进行分析校核，能够大大提高设计的效率和质量，为长城炫丽乘用车的研发缩短了宝贵的时间。

二、课题研究现状

当前汽车在朝着经济性和动力性的发展方向，如何能够使自己的产品燃油经济性和动力性尽可能提高是每个汽车厂家都在做的事情，当然这是一个广泛的概念，汽车的每一个部件都在发生着变化，差速器也不例外，尤其是那些对操控性有较高要求的车辆。 需要全套设计请联系1537693694

桥壳是汽车的重要零件之一，不仅起着支撑汽车荷重的作用，还是主减速器、差速器及驱动车轮传动装置和半轴的外壳。在动载荷条件下，要求桥壳在具有足够的强度和刚度的条件下还应力求减小桥壳的质量。此外桥壳还应具备结构简单，制造成本低，便于保证主减速器拆装、调整、维修和保养等优点。汽车目前使

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用的驱动桥壳只要有可分式、整体式和组合式三种，其中整体式桥壳普遍用于各类汽车。

目前，国内外的桥壳制造分为铸造桥壳、冲焊桥壳、机械扩胀式桥壳和内高压成型桥壳几种类型。其中，铸造桥壳是历史最为悠久的桥壳，早起的卡车后桥桥壳多为铸造而成，后来为了提高桥壳的强度开发了铸钢

桥壳。冲压焊接桥壳和内高压成型桥壳是近年来发展起来的新型桥壳，重量相对于铸造桥壳要低，生产效率高。随着汽车工业 的进步和人们生活水平的提高，卡车在保证可靠性的同时向两个方向发展：一方面卡车驾驶乘用车化，另一个方向是超级重型化。前者主 要考虑长、短途运输，行驶路面相对比较好，后者则主要用于矿山、水库工地等条件恶劣的环境。因此桥壳的发展是管坯成形的桥壳在大吨位桥上将逐渐取代冲焊桥壳，对于超级重型车而言，铸钢桥壳在一定时期内仍将占据主要市场。

有限单元法是一种现代化的结构计算方法，在一定前提条件下它可以计算出各种机械零件的各个几何部位的应力和应变。随着有限单元法和计算机技术的发展，有限单元法的应用，特别是在汽车零部件设计中的应用越来越重要。应用有限单元法，不仅可以对所有汽车结构和零部件进行刚度、强度等静态分析，还可以进行相应的动态分析，较清晰地描绘出其动态过程。

国外的那些差速器生产企业的研究水平已经很高，而且还在不断进步。年销售达18亿美金的伊顿汽车集团是全球化的汽车零部件制造供应商，在发动机气体管理，变速箱，牵引力控制盒安全排放控制领域居全球领先地位，对汽车差速器的内部各零件的加工制造要用精密制造方法。零件主要产品包括发动机气体管理部分及动力控制系统，其中属于动力控制系统的差速器产品在同类产品中居领先地位。伊顿公司开发了新型的锁式差速器，它的工作原理与其他差速器的不同之处：当一侧轮子打滑时，普通开式差速器几乎不能提供任何有效扭矩给车辆，而伊顿的锁式差速器则可以在发现车轮打滑，锁式动力传递百分之百的扭矩到不打滑车轮，足以克服各种困难路面给车辆带来的。在牵引力测试、连续弹坑、V型沟等试验中，两驱车在装有伊顿锁式差速器后，越野性能及通过性能甚至超过了四轮驱动的

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车辆，通过有限元分析，就可以知道各个车轮的受力情况。因为只要驱动力的任何一侧发生打滑空转以后，伊顿锁式差速器会马上锁住动力，并把全部动力转移到另一有附着力的轮上，使车辆依然能正常向前或向后行驶。毫无疑问，更强的越野性和安全性是差速器的最终目标。

在国外,有限元技术在汽车零部件的优化设计中已经得到了很大应用。从上世纪七十年代开始，伴随着几家大的美国汽车企业掀起的关于汽车结构设计的热潮，一系列介绍汽车有限元模型的文章也相继出现，如R.J.Melosh,K.Kirioka和T.Hirata等人发表在美国SAE杂志上的文章。1977年Kamal和Wolf发表在ASME上的一篇文章全面详述了有限元技术在整个小客车模型上应用的情况，有限元方法逐渐在汽车零部件的强度分析中得到应用。进入80年代以来，随着计算机软件的硬件的不断发展和计算方法的创新，建立有限元模型的技术和发展日趋完善，有限元分析技术在汽车零部件的优化设计中也得到了很大的应用，应用较广的几种有限元分析软件有ANSYS、MSC.NASTRAN、PATRAN、DYNAM DESIGNER、SOLID WORKS等。模型的规模也逐渐增大，从线性到非线性，从静态到动态分析，单元数也在逐渐增加，从数以十计到数以百计、数以万计。各大汽车零部件公司以将应用有限元软件建立汽车零部件的有限元模型，然后静态、模态等各种分析，以达到汽车零部件的优化设计的方法作为汽车设计的一种基本方法。有限元分析软件NASTRAN在70年代就已经被美国福特汽车公司所采用，他们用板单元建立车身的有限元模型，然后进行静力分析，找出高应力区，并对其结构进行改进，以改善应力分布，使其结构更加合理。在80年代末，日本五十铃汽车公司已将有限元分析应用到车身设计的各个阶段（从最初设计阶段粗略模型的设计到后期模型的细化），分析的范围包含了强度、刚度、振动、疲劳。从90年代到现在，

有限元分析的应用变得更为广泛。一些汽车公司在通用有限元程序的基础上自主开发了后处理程序，将一些数据集成数据库，然后进行各种分析，极大简化了分析过程。还有些汽车公司利用有限元分析仿真来推动整个设计过程，减少了设计时间，是汽车的一些性能得到优化。201年，智利北部一家铜矿的一辆2500马力的运输扯得后桥壳发生断裂，工程师ReneSuaz负责对该起事故的原因进行调查。根据车辆生产厂家提供的桥壳工程图纸和技术参数，Suaz利用Solidworks对桥壳

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进行了三维建模，然后利用有限元分析软件ALGOL对桥壳进行有限元分析，很快就找出了问题的根源所在，并且提出了改进设计的建议，不但很快完成了运输车的维修，而且避免了更大损失的可能。另外，美国的一些机械研究所、汽车公司、高等院校等，都曾经利用有限元法计算桥壳的强度。

由此可见，在国外，汽车公司和研究部门都不约而同地认识到有限元分析是汽车零部件研究的重要方法之一。

从目前来看，我国差速器行业已经顺利完成了由小到大的转变，正处于由大到强的发展阶段，在这个转型和调整的关键时刻，提高汽车车辆差速器的精度、可靠性是中国差速器行业的紧迫任务。近几年中国汽车差速器市场发展迅速，产品产出持续扩张，国家产业鼓励汽车差速器产业向高科技产品方向发展，国企企业新增投资项目逐渐增加。投资者对汽车差速器行业的关注越来越密切，这就使得汽车差速器行业的发展需求增大。差速器的种类趋于多元化，功用趋于完整化。目前汽车上最常用的是对称式锥齿轮差速器，还有现在各种各样的功能多样的差速器，如：轮间差速器、防滑差速器、强制锁止式差速器、高摩擦自锁式差速器、托森差速器。其中的托森差速器是一种新型差速器机构，它能解决在其他差速器内差动转矩较小时不能起差速器作用的问题和转矩较大时不能自动将差速器锁死的问题。

这里着重介绍一下一种新型差速器为LMC常互锁差速器：LMC常互锁差速器是由湖北力鸣汽车差速器公司投资500万元生产的新型差速器2021年批量生产，2021年达到验收。LMC常互锁差速器用于0.5——1.5吨级车辆，它能有效地提高车辆的通过性、越野性、可靠性、安全性和经济性，能够满足很多不同条件和不同情况下的车辆要求。这种纯机械、非液压、非液粘、非电控的差速器分动装置，已申报了美、英、日、韩、俄罗斯等19个国家的专利保护，这一技术不仅仅是一项中国发明，也是一项世界发明。LMC常互锁差速器是由多种类的齿轮系统及相应的轴、壳体组织，具备传动汽车的前轮和后轮轮间差速器、前后桥轴间差速器。LMC常互锁差速器分动器通过四支传动轴和轮边减速器带动四个车

轮，实现每个车轮驱动，在有两个车轮打滑的情况下仍能正常行驶，在冰雪路面、泥泞路面、无路路面上有其独特优势，可以彻底解决传统四驱汽车的不

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足：如不能告诉行驶；车轮打滑不能正常行驶；不能实现轴间差速；高耗油问题、功率循环问题；四驱转换麻烦等。装有LMC常互锁差速器分动器的车辆具有以下优点：

（1）提高车辆的通过性：基友混合差速，LMC常互锁差速分动器可实现轮间、轴间、对角任意混合差速和锁止，任何情况下单个车轮、对角线双轮不会发生滑转，即使单个车轮悬空，车轮仍有驱动力而能正常行驶。

（2）提高汽车的传动系的寿命和可靠性：因实现了任意差速，消去了功率循环，克服了分时四驱在四驱状态下传动系统因内耗而产生的差速器、传动轴、分动器等机件磨损，甚至于致命性的损坏，延长了传动系统的使用寿命。

（3）提高车辆的安全性：行车安全，转弯容易，加速性好，制动稳定，操纵轻便安全，无需增加操纵机构。

（4）具有良好的经济性：功能领先，制造成本低，维修简便，节油，经济环保，产品适用性广。

LMC常互锁差速分动器的研发是在经济刺激的影响下产生的产品，符合我国国情的需要。

在我国由于各种原因，中国汽车工业距国际水平还有相当大的差距。作为汽车的关键总成之一，汽车车桥的质量水平直接决定着整车的档次。因此，桥壳的设计分析对汽车工业的发展具有重要的作用。

桥壳的计算一般是利用力学分析方法，计算危险截面的强度和刚度。随着计算机在国内的普及和发展，有限元方法也越来越多的应用到汽车桥壳的性能分析中。国内很多单位已花巨资购买了各种商业化的有限元软件。运用有限元软件既可以进行新产品的设计，又可以用来对已有产品进行验算，还可以分析产品失效的原因并进行改进，国内很多人对此进行了研究。如何发挥商业化有限元软件的作用，克服商业化有限元软件存在的不足，形成规范化的分析步骤和方法，是有关驱动桥壳有限元分析必须面对的问题。用I-Deas软件对装载机的前驱动桥壳进行了有限元强度分析，计算出桥壳应力、变形分布和应力集中情况，为提高驱动桥壳的承载能力和新产品的开发提供了较为可靠的依据。

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通过查阅现有文献可知，关于有限元分析在整车或汽车零部件的分析中的应用已经相当成熟和完善。但在关于驱动桥壳的有限元分析中存在一些问题，甚至是错误。因此，关于驱动桥壳的有限元模型的建立及分析仍待进一步研究。

篇二：大型城市客车驱动桥设计开题报告 车辆工程专业本科毕业设计 开题报告 设计

题目：大型城市客车驱动桥设计 专业班级： 学生姓名： 学生学号： 指导教师： 开题日期： 一.

课题的研究背景及意义 (一).我国城市客车的发展

作为发展中国家,我国人口众多,城市人口密集,老龄化比例迅速加大,经济发展和人们的收入相对较低,道路面积率也很低,城市污染严重,所以我国城市公共交通的提高和发展势在必行,并因与国外背景条件不同,有其自身的特点。近几年,虽然我国城市公共汽车的技术水平获得了长足的进步,从沿用货车底盘到开发客车专用底盘,发动机功率由小到大,油耗由大到小,噪声由高到低,排放不断改善,出现了天然气和液化石油气公共汽车,地板高度也开始从800～900m m 降到500～600m m ,车厢的居住性、舒适性也日臻完善。但是与国外产品相比,无论从技术水平、性能和人均占有数量上仍存在较大差距,处于国外同类产品20 世纪80 年代末的水平,超低地板(地板高度在340m m 以下) 客车基本上还是空白。目前在国内，l0～12m大型客车中采用的车桥产品主要来自于重型车桥生产厂家。其中后桥大量采用的是焊接式桥壳，铸造桥只占有较少的份额。

(二).大型城市公交客车的发展趋势

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我国城市人口密集、客流量大,特别是在客流量的高峰期,拥挤不堪的现象非常明显。据有关资料记载,高峰期,车内每平方米站立人数可达11 人之多,使人感到很不舒适。解决此类现象的有效办法之一就是加大车身长度,使车身长度加大到11～12m(包括双层客车和全铰接式客车) 。增加客容量,即是大型化。国外大城市早已有11～12m 公交大客车。

低地板公交车有很多好处。前苏联汽车科学研究部门得出一个结论:对公交 客车运营指标影响最大的是地板高度,地板高度降低57 ,可使乘客上下车的时间节省50 ,从而可提高定线平均运输速度7.

5 。有人推算过,北京市的公共汽车时速每提高1km ,相当于增加了300 辆大公共汽车。地板降低无疑可增加平均运输速度,提高运营效率,同时又便于老龄人、儿童及残疾人上下车。地板高度在320～450m m 的超低地板公交客车在国外发达国家城市已较为普遍。而我国地板高度在500～600m m 的城市中客车目前已经出现,这适合我国国情。有些道路状况很好的特大城市也应着力开发地板高度在450m m 以下的超低地板公交客车。地板高度由900m m 降到600m m ,高度降低了33 ,而上下车时间却可节省50 以上;而从600m m 继续降到400m m 时,上下车时间虽有减少,但幅度不大。不过,客车地板高度降到400mm 时,若再设有伸缩式导板过道,残疾人车与童车则可方便地上下,增加了使用功能。但是,这种超低地板客车需要有较大的投入,因为这种客车的前桥、后桥、悬架、轮胎、车架等各大总成及整体布置都有别于传统结构型式,造价较高。有实力的大城市可以发展这种超低地板客车。

各种污染已对人类生活构成威胁,特别是城市环境污染日益严重,人们正在呼唤“绿色环保汽车”。这主要应从发动机改装着手,一方面电喷、三元催化技术已经从小轿车向大功率发动机延伸;另一方面开发新能源发动机装在城市公交客车上也是一种趋势。新能源主要有电力、压缩天然气(C N G) 、液化石油气(L PG) 、

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甲醇等。在城市客车中,电力、压缩天然气、液化石油气及混合燃料汽车已开始投入使用。

4.向高档、高技术含量和智能化方向发展

首先,在动力配置方面采用大功率、大扭矩、低排放、低噪声、先进可靠的 发动机,而且发动机后横置,给乘客留有宽敞的乘坐空间;采用自动变速箱和动力转向机构,操纵轻便,该机构可减轻驾驶员疲劳,减少安全隐患;采用空气悬架可增加客车行驶平顺性和舒适性,使车身地板高度空载与满载时保持衡定,甚至可带屈膝功能,便于乘客上下车;采用ABS/ ASR 防抱死制动装置和防侧滑装置;前桥为式、后桥为轮边减速或是U 型门式后桥以降低车身地板高度。其次,公共汽车行驶在现代文明程度高的市区,它是一道流动的风景线,因而对整车外形乃至色彩都有更高的要求。最后,公共汽车还要求有醒目和减少乘务人员劳动强度的电子报站器,电子显示路牌、无人售票装置、 前后电视监视系统等新技术的采用也将越来越普及。

（三）.客车车桥发展趋势

目前，客车车桥的各部分主要呈现出以下发展趋势：1．整体式桥壳向轻量化发展；2．减速器的降噪、大扭矩和低宽速比是发展的主流；3．前轴专业化分工更细，安全、平稳、舒适、人性化是目标；4．制动器高效．环保、智能化是其发展方向。

二.

课题的基本内容及重点难点

驱动桥位于传动系末端,其基本功用首先是降速增矩,改变扭矩的传递方向,并将转矩合理地分配给左右驱动车轮;其次,驱动桥还要承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力,纵向力和横向力,以及制动力矩合反作用力矩等。设计驱动桥应满足的基本要求有：选择适当的主减速比，保证汽车在给定条件下具有最佳动力性和燃油经济性；外廓尺寸小，保证汽车具有足够的离地间隙，满足通过性的要求；齿轮及其他传动件工作平稳，噪声小；在各种载荷和转速工况下有高的传动效率；具有足够的刚度和强度，以承

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受和传递作用于路面和车架或车身间的各种力和力矩,在此条件下，尽可能降低质量，尤其是簧下质量，以减少不平路面的冲击载荷，提高汽车行驶平顺性；与悬架导向机构运动协调；结构简单，加工工艺性好，制造容易，维修调整方便。驱动桥一般由主减速器,差速器,车轮传动装置和桥壳组成；本次设计所参照的是上海申沃客车12米级车型，相应的需要根据其产品的动力装置参数的匹配进行主减速器,差速器,车轮传动装置和桥壳的设计。这其中主减速器的传动方式虽然简单，但其齿轮齿形特殊，所以主减速器的方案设计和参数计算既是重点也是难点。

三.

研究方法及成果形式

驱动桥结构复杂，主要由主减速器、差速器、桥壳、半轴及轮毂等分总成组成。依据各分总成的结构特点，必须灵活运用自底向上方法和自顶向下的方法。所谓自底向上方法的主要思路是先设计好各个零件，然后将这些零件拿到一起进行装配，如果在装配过程中发现某些零件不符合要求，就要对零件进行重新设计、装配，若发现问题便再重新设计、装配，直至符合要求为止；自顶向下方法是从产品功能要求出发，选用一系列的零件去实现产品的功能；先设计出初步方案和结构草图，建立约束驱动的产品模型；通过设计计算，确定每个设计参数，然后进行零件的详细设计，通过几何约束求解将零件装配成产品；对设计方案分析之后，返回修改不满意之处，直到得到满足功能要求的产品。研究结果最后需呈现为各部分的结构方案分析，相应的尺寸计算校核，总的装配情况以及与动力系统的匹配情况；另外还需绘制主要的零件图和装配图。

篇三：工程车辆驱动桥开题报告 洛阳理工学院

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