低速载货汽车后驱动桥设计与性能仿真.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流低速载货汽车后驱动桥设计与性能仿真密 级：毕业设计(论文)低速载货汽车后驱动桥设计与性能仿真DESIGN AND PERFORMANCE SIMULATION OF LOW SPEED TRUCK REAR DRIVE AXLE 学生姓名班 级学院名称专业名称指导教师.精品文档.ti图书分类号：学位论文原创性声明我郑重地承诺： 上交的学位论文，是我在我的导师的帮助下，单独采取探索工作从而获得的成效。除了论文中标明引用和参考的内容以外，此论文种不包括其他个人或集体已经发布过的作品或成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名： 日期： 年 月日学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以选用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名： 指导老师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日摘要随着改革开放的到来与我们社会经济不断地进步，不管个人还是企业对于低速载货汽车的要求越来越高，因为现在生活中的各方面与这种载货汽车是密不可分的，所以无论是中央还是当地政府都会这种载货汽车的研究去开发给予鼎力相助，从而促进其发展速度。然而虽然前景美好，但同时这也造就了国内外对于这块区域利益的竞争角逐日益增加，所以为了要让自己的产品要有竞争力，我们唯有不断提升自己的设计理念和不惧开发困难的这种精神才能在让自己的产品在这个大环境下展露峥嵘。此次论文是对低速载货汽车后驱动桥进行设计并且仿真，具体的一些方面就是对其汽车的整体性能和传动过程的设计中的一些难题进行不断分析，整理研究，另外在对一些关键性的一些零部件进行结构分析等等具体设计。 阐述一下这次论文在设计的过程内容与得到的一些结论：首先我们对低速载货汽车后驱动桥的整体全方位的进行了设计与资料查阅，确定大概仿真，这是设计环节中的一个重要的环节，因为这直接对以后的成品的载重和性能方面产生了直接性的作用与影响，直白的说设计出产品的好坏主要这一环节就确定了。这一环节的分开来说，就是涉及了一些对参数的分析选择，关键零部件构造的选择，轮胎的资料分析与实验进行的选择等等并且提供数据来阐明对此作出选择的依据是什么，都会一一说明。 此次设计中Pro/e绘图软件为主要设计绘图软件，对各个单独重要零件的进行建模，接着装配，然后就是运动仿真，最后单独选取一个零件进行一下有限元的受力分析，深刻地对本次设计的后驱动桥进行分析与具体实体的探讨与研究，从而完成这次设计。关键词 低速货车；后驱动桥；仿真；设计Abstract With the continuous progress of the arrival of the policy of reform and opening to the outside world and our social economy, regardless of individuals or businesses for low-speed truck of the increasingly high demand, because the relationship between this life and this truck is inseparable, so whether it is the central or local government will study on the truck to develop give generous help, so as to promote its development speed. However although the prospect of a better, which also resulted in the at home and abroad for this region of interest competition increasing, so in order to make their products to be competitive, we can only continue to improve their own design ideas and don't be afraid of development difficult for this spirit to let their products in this environment to expose towering. The is of low speed truck rear drive axle design and simulation and analysis of concrete is in the car's overall performance and transmission process of design problems, collation and research, in addition to some of the key parts in structure analysis, and so on the concrete design. To elaborate the papers in the design process and obtained some conclusions: first of all, we the low-speed truck rear drive bridge as a whole a full range of were design and data access, determine the approximate simulation. This is an important link in the design stage, because the direct product of the load and performance produced direct effect, straightforward said design quality of products mainly this link is determined. This part separately, is involved in the selection of some parameters on the analysis, selection of key parts of the structure, data analysis and experimental study of the tire, etc. and provide data to clarify make this choice on the basis of what is, will explain one by one.Also use CAD, CATIA drawing software as auxiliary, pro drawing like ah you according to design drawing software, to each alone important parts modeling, assembles and, then is the movement simulation, finally make a finite element stress analysis, this deeply on the design of drive axle for discussion and Research on the text with a specific entity, to complete the design.Keywords Low Speed Truck Truck Driving Bridge Simulation Design目 录摘要IIAbstractIII第一章 绪论11.1 本课题的来源、基本前提条件和技术要求11.2 本课题要解决的主要问题和设计总体思路21.3 预期的成果21.4 国内外发展状况3第二章 总体方案论证32.1 非断开式驱动桥32.2 断开式驱动桥52.3 多桥驱动的布置62.4 本章小结7第三章 对于主减速器的设计理念73.1 主减速器结构方案8 3.1.1 螺旋锥齿轮传动83.1.2 结构形式93.2 从动型锥齿轮的支承设计方案介绍93.2.1 主动型锥齿轮的支承设计方案103.2.2 从动型锥齿轮的支承设计方案113.3 主减速器锥齿轮的设计理念123.3.1 主减速比的确定方法133.3.2 主减速器锥齿轮的主要参数选择对比选择143.4 主减速器锥齿轮的材料类型143.5 主减速器锥齿轮的强度计算153.5.1 转矩153.5.2 弯曲强度153.5.3 接触强度153.6 主减速器锥齿轮轴承的设计计算方法163.6.1 锥齿轮齿面上的相对力163.6.2 锥齿轮轴承的载重16 3.6.3 锥齿轮轴承型号的确定17第四章 差速器的设计方法184.1 差速器结构形式选择184.2 普通锥齿轮式差速器齿轮设计194.3 差速器齿轮的材料194.4 普通锥齿轮式差速器齿轮强度计算204.5 本章小结21第五章 半轴设计225.1 半轴的型式的比较225.2 半轴的设计和计算过程23 5.2.1 全浮式半轴的设计方法与计算方法245.4 本章小结25第六章 桥壳的设计方案的制定266.1 桥壳的整体改造形式36.2 桥壳的受力分以及对强度的算法36.3 本章小结27第七章 三维建模287.1 整体外形297.2 车轮的建模317.3 半轴的建模327.4 车轮毂的建模327.5 主减速器壳的建模33 7.6 后桥壳盖的建模347.7 轴承座的建模347.8 双曲面主动齿轮的建模35第八章 装配过程38第九章 油封座的有限元分析48结 论52致 谢53参考文献54第1章 绪论1.1 本课题的来源、基本前提条件和技术要求本课题追溯到的根源：因为现在很多汽车公司和一些机构都靠制造生产载货汽车来谋取利润，所以说低速载货汽车在如今社会下的他的地位突显的必定是很高的，甚至说可以占据了汽车制造生产的半壁江山，然而对于一个载货汽车而言，对于它的驱动桥的设计制造生产等等这些环节又尤为重要，因为这关系到汽车出售中，它是否可以有效方便的工作，工作效率高不高，价格底不低廉等等这些问题.一些基本条件 为了在最终的设计中得出最好效率最高的方案，我们首先要确定一下主要的参数，并且还要对于驱动桥的各个部分的零部件进行规划设计。指标要求 :首先在不同道路上能够行驶，对于各种驾驶者都能掌控，最终要的成本制造费用要低廉，工作效率要高，并且能够稳定地运作。1.2 此课课题一些突出问题的解决以及对于整体设计理念的把握我们这次设计要解决的一些突出问题是怎么样能够让驱动桥对于汽车的行驶过程中能够适当的使用，让他的驱动桥气的作用绝大多数是刀御天元动力的传递。还有，是否能够对于结构上的编排顺序、发动起的一些特殊问题以及在工作的时候产生的互相矛盾这些问题作出积极地解决方法。根据我的相关了解，为了使左边和右边的驱动的车轮能够有效率的被动力所传递作用到，那么一个变速装置是必不可少的，因为需要用到它来让传递力的方向对于转矩来说。除了这个，我们还需要做些什么。为了尽量避免汽车肯呢过会在雨天路面上以及各种不好的路面上会发生滑倒或者车子翻掉的情况，所以，差速器的放置安装时必不可少的，它有什么作用。显而易见，它是用来解决左边和邮编车轮的转矩问题的，令他们合理的分配。 我们对于驱动桥的刚强度一定要充分重视，因为只有使之得到一定要求后，我们才可以对于驱动桥的质量进行减小，不可或缺，整体的设计思路就是这样的，空心梁很难受力，所以非断开式驱动桥应该和它保持差不多对于它的桥壳来讲。为了使汽车可以工作的更好，这时候减速器的选择至关重要，当然我们必须选择合适的减速器令其动力性和燃料的费用节省性尽可能降低。当碰到不好的路面或者坏天气，这时候驱动桥要满足一些什么条件。所以再设计生产的时候我们要保证他离地的高度够多，这对于一个载货汽车来说，能不能通过质量检测安全性等方面问题是很必要的。为什么噪声这么大，怎样降低噪声？根本原因在于字齿轮和一些传动零件它们的加工和装配的精度不高，所以一解决办法就是针对这一问题，首先精度方面我们尽可能去完善提升，此外齿轮的它的支撑刚度这需要加强，这是另一个可以令驱动桥工作的时候噪声有效降低的另一个方法。一般情况下，不好的路面对于驱动桥的冲击载荷比较大，这是一个很大的问题，这回使驱动桥的中的零部件刚强度都会大大降低，安全可靠方面也存在了隐患，影响最大的当然是使用寿命，这会降低设计出的驱动桥的销售盈利，所以为了保证这些问题得到解决我们应该减小驱动桥的簧下质量，这是一个很有效的措施。1.3 预期的成果在设计方面， 首先我们要做好轴装置，接着是差速器和主减速器的设计，接着就是驱动轮的设计，最后对于其他一些零散零件的设计，这就是此次课题低速载货汽车后驱动桥的整天设计预期想要取得的成效。在性能使用方面，设计出的驱动桥要便宜，能够自如地运作，让它在同产品的竞争中出处于上游层次。1.4 国内外发展状况发动起到传动轴，传动轴再到驱动桥这一能量传递过程中，能量的损失是不可避免的，怎样才能让能量利用最大化，这个问题的得以解决可以有效的降低燃料的使用情况，从而降低开车成本，因为世界的油价是不断提高的，谁在这方面占得先机，我个人觉得就能更有效地让产品占有市场。为什么我们要不断地设计出新的驱动桥，这个命题为什么长久有效并且被我们不断探索，我想节能环保这个问题永远是驱使驱动桥不断发展的重要原因，同事又为各个公司和厂商之间谋得了利益。节能的根本原因在于发动机，而驱动桥就涉及到一个转化率的问题，所以围绕这个难题我们应该积极去探索。 我们普通老百姓需要一些简单操作，质量好当然还要便宜的低速载货汽车，而对于这种产品消费的主题也是我们这些普通民众，总结各方面和对于低速载货汽车发展前景的预测，我相信作为对于载货汽车很重要的驱动桥的设计，是很有必要的，也是值得我们为之提升自己，成就自己的一个好的项目。这对于各个方面都是有利额的，在政府的支持下，我们能够让载货汽车性能不断提升，从而路面状况也会得到改善，老百姓也会更多的去消费这种产品，从而促进了社会经济的提高，这真的是很美好的未来和促进我们这些设计者前进的动力。第2章 总体方案论证驱动桥的作用如下：首先汽车的底座和地面之间会产生垂直力和横向力这都要驱动桥来承受这些力，同时驱动桥传递动能的原理是它需要把左边和邮编的各一个驱动轮使他们有动力补给到，然后在传到传动系的动力的尾巴位置，都是通过增强它的转矩得以实现。我们设计驱动桥这些基础要领有些什么，下面一一说明一下。首先驱动桥的造价要便宜，要满足绝大多数消费者的具体情况。然后质量要过关，它的刚度和强度等等指标要求都要达到合格的水平，让老百姓买到一个放心安全的产品。最后就是一些节能和工作效率问题，要保证驱动桥的工作效率高并且尽可能设计出合理的部件构造减少能量的在传动过程中的损耗。驱动桥因为要在不同的工作环境下工作，根据它们自此情况下工作的一些症状，我们可以把它分成非断开式和断开式这两种类型，这是驱动桥的构造形式。非断开式这种驱动桥就是对于一个车架来说，当我们选择一个车子的轮胎的时候，我们要去判定他是不是独立存在的。相反，就是断开式的驱动桥。当然单独能够独立使用的在悬架上的车轮这种构造是很繁琐的，当然越是这种精密的结构相对的它的能力就越强，可以让车轮对于什么样的路面基本上能达到使用要求，让驾驶变得更安全平稳，令人舒适。2.1 非断开式驱动桥驱动桥虽然被很多类型的车辆所大量使用，然后它还有很多不足的方面例如它的簧下质量太大，什么叫簧下质量，解释一下，就是所有驱动桥包括什么传动装置，主减速器什么的都算在里面。现在那些大型车辆以及越野车等汽车都会被安置非断开形式的驱动桥，总的来说他们的桥壳可能外形构造不一样，但其原理全是差不多的，就是将在左边和右边支撑的驱动轮安置在没有刚性的梁子之间通过传动的零部件这些零部件是加在齿轮上的限制了减速器的形状带下的原因是什么，经过研究发现是由它的形式来确定的；同时主速器它的从动轮的大小尺寸经过研究发现却是距离对面（驱动桥）的离地的长度应该达到的最小距离所约束。我们什么时候改变并且选择使用双极的结构对于当速比在突然给我们的情况下，发现就是最小的缝隙不能被我们肯定的时候就是底座以及地面之间，就在这个时候，我们可以改换。当然可以肯定的是有些时候二级减速器也会被变换成轮边型的减速器，在什么情况下，就是我们选择了双极型的减速器的时候，这个主减速器此时此刻我们在里面放置两轮按对于减速器来讲。人们上下车有的时候不方便在，因为汽车停靠的由于它设计的原因导致汽车的汽车底座很高这样这样上下车就很费力，同事汽车的中心低，这就导致车身不稳，人们上下车会有摇晃感，所以为了解决这些问题，轮边减速器是改进必不可少，目的是什么?主要就是为了离地间隙变得尽量高一些，很多汽车在从动轮的正面上方的位置灵两个轮边的减速一起放置在上面，这个轮边减速器的形状是类似圆柱齿轮形状的。也有个例，作为与我们生活出行息息相关的公交车，设计装配他们的时候。我们会我们会在从动轮的正面的下方令其安置一个主动轮，这就是不同之处。2.2 断开式驱动桥断开和非断开驱动桥的。我们要区分他们，当然可以看出他们有一个很大的辨别的地方，那就是连没连接刚性的柯桥或者有没有连接两个驱动轮，我们可以轻而易举的分辨出来他们的特征。什么被称作驱动桥的独立的悬架形式，那就是桥壳他们相互之间发生了滑动并且桥壳一直是独立与悬挂的架子相互可以搭配的上的，而且这种驱动桥还有一个特点，主减速器等等这件零部件是和车架彼此相互连接着的，或者他们是悬挂在车子的底边上的，往往在这驱动桥的中间的这些空当，我们可以来观察。什么状况下可以一起做相互匹配的摇摆运动对于器驱动车轮它的外面的一层壳和它的里面的一些用来传动的零部件来说，而且是必须使他们做摇摆运动，那就是在我们假设一种情况下，我们选用了独立在某种车轮上悬放挂置，要是这样的情况下，被悬放挂置的在它的两个侧面的驱动型的车轮就会互相发生作用力，那么车子的底厢就会和它的底座下的车子架发生从上到下的摆动这种运动。2.3 多桥驱动的布置多桥驱动顾名思义就是许多桥一起产生动力来驱动装置，并且电源通过驱动器驱动桥有两种输出方式。两输电方案的不同，我们把非贯通与贯通式这两种i型哪个是作为多桥的驱动汽车对于它的驱动桥的分别处置方案形式的划分。驱动桥是靠是靠一系列的的传动轴来传递动力的，而一个个传动装置是由分动器来运作相互影响的，它不仅使驱动轴，并对桥梁的一部分特别是主轴箱的驱动轴和其他原因，不能通用。8×8的车，这非贯通式驱动桥是不合适的，困难的布局。在贯通式驱动桥的布置，桥梁布置在同一垂直平面和驱动桥传动轴不与自己的传动轴和驱动器直接连接，但在移动是在前面或后面的两相邻桥驱动轴安装在系列。开车前和桥结束后，由执行机构通过中间桥梁和通。这辆车的设计（如汽车变型），制造和维修方便。最后我们选择了非断开式的驱动桥，其原因很简单让人欣然接受，因为这种驱动桥便宜，工作的时候很稳定，通过一些资料的查询和对世界上一些这种汽车的对比，最终此课题得以确认。结构(如图2-1)所示： 2.4 本章小结最后我们选择使用了普遍使用的非断开式驱动桥，对此我是经过深思熟虑和大量的方案，优缺点等等发面进行对比得出的结论的。为什么经过层层参考和筛选非断开式通过重围胜出被我们采用。首先很多低俗载货汽车选择了它，就是因为他的低廉，容易上手这最基本的特点，也是令很多老百姓首先考虑的因素。这种驱动桥有很鲜明的一个特色，显而易见的是在设计层面上此驱动桥的桥壳是一根刚性空心梁被安置在了齿轮和传动部上，这根空心梁是支撑着左边和右边两个驱动轮上的。虽然整体汽车的簧下质量变大了，但优点却是大于缺点的，这样设计出的方案是更合理的，因为其设计合理的这些优点我们可以能用其他方法来减轻他的质量良，例如驱动桥上面桥壳和主减速器我们对此优先作出选取。我们可以用吧锻铸的程度用铸铁代替比如球墨型的铸铁选用高强度的，这样做的好处当然显而易见，扩大了桥壳的形式并且使整天的干板焊接变得容易了。第3章 主减速器的设计3.1 主减速器结构方案结 论此次的毕业设计课题是低速载货汽车后驱动桥及其性能仿真这是上一届的学长做过的课题，此次在这个课题的基础上，我们增加了性能仿真的全新的内容，一开始拿到这个课题还是很高兴的，本以为可以踩着前人的肩膀来轻松完成本次设计。结果经过研究发现，后加的部分其实是一个很大的难点，对我来说也是一次新的挑战。本次设计显示总结了对于驱动桥国内外的对比以及它的发展前景，对于设计创新出新型的驱动桥的意义所在，我们开始了我们的设计。首先我们对比了驱动桥的种类，选择了非断开形式的驱动桥，接下来就是主减速器，差速器，半轴的选择，都是通过相同的实验，计算等方式最终确定了下方案。此外对这个方案进行了一些优化升级，使其整体外观卖相更佳，最后对数据和图形进行了最后的检测对比，然后用cad软件把每个零部件的二位零部件绘制出来、 此次设计的最终经过pro/e绘图软件绘制了三维的整体图形，并进行了仿真，通过仿真动画的一些观测，此次设计基本上达到的预期的设计理念，整天仿真运动很顺畅，各个零件之间能正常平稳的搭配运行起来。此驱动桥设计考虑到了节能性，生产流程，装配过程，后期修理过程，并且适合绝大多数车型和地形，已到了最佳搭配方案。当然一个人的设计不会是完美无瑕的，总归会有一些缺陷，或者是现有理论的不完全，导致我眼界的局限性，所以说一个人的创造力是无穷的。也在此方面，希望老师能对我的毕业设计能作出肯定当然不足之处也都指出来，一个人的观念毕竟有时候是狭隘的，别人的建议真的是很宝贵的。到此毕业设计完工了，希望后期的一些改进老师能给予我一些帮助，真的很感激这次毕业设计，我成长了很多。致 谢参考文献1 刘惟信.汽车设计M.北京:清华大学出版社,2001.2 陈家瑞. 汽车构造M. 北京：机械工业出版社，2003.3 汽车工程手册编辑委员会.汽车工程手册M：设计篇.北京：人民交通出版社，2001.4 成大先.机械设计手册M.北京：化学工业出版社，2004.1.5 余志生. 汽车理论M. 北京：机械工业出版社, 1990.6 杨朝会，王丰元，马浩.基于有限元方法的载货汽车驱动桥壳阐发J.农业装备与车辆工程.2006，（10）：19-217 胡迪青，易建军，胡于进，李成刚.基于模块化的越野汽车驱动桥设计及性能综合评价J.机械设计与制造工程，2000，（3）：8-11.8 唐善政.汽车驱动桥噪声的试验研究与控制J.汽车科技，2000，（3）：14-249 石琴，陈朝阳，钱锋，温千红汽车驱动桥壳模态阐发J.上海汽车，1999，(4):1-3，8.10 林军，周晓军，陈子辰，陈庆春.汽车驱动桥总成在线自动检测系统J.机械与电子，2000，（4）：20-21.11 王聪兴,冯茂林. 现代设计方法在驱动桥设计中的应用J.公路与汽运，2004，(4):6-8.12 杨锁望，韩愈琪，杨钰.矿用自卸驱动桥壳结构阐发与改进设计J.专用汽车，2005，（1）：21-23.13 王铁，张国忠，周淑文.路面不平度影响下的汽车驱动桥动载荷J.东北大学学报,2003,(1):50-53.14 常曙光.重载汽车驱动桥齿轮用钢的成分设计J.现代零部件，2006，（1）：90-95.15 徐灦. 机械设计手册M. 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