2901 基于UG的一種汽車驅動橋虛擬裝配仿真

2901 基于UG的一種汽車驅動橋虛擬裝配仿真,基于,ug,一種,汽車,驅動,虛擬,裝配,仿真 I寧XX 大學畢 業(yè) 設 計 (論 文 )基于 UG 的一種汽車驅動橋虛擬裝配仿真說明書所 在 學 院專 業(yè)班 級姓 名學 號指 導 老 師年 月 日 II摘 要隨著汽車對安全、節(jié)能、環(huán)保的不斷重視，汽車驅動橋作為整車的一個關鍵部件，其產品的質量對整車的安全使用及整車性能的影響是非常大的，因而對汽車驅動橋進行有效的優(yōu)化設計計算是非常必要的。驅動橋作為汽車四大總成之一，它的性能的好壞直接影響整車性能，而對于汽車顯得尤為重要。當采用大功率發(fā)動機輸出大的轉矩以滿足目前載重汽車的快速、重載的高效率、高效益的需要時，必須要搭配一個高效、可靠的驅動橋。驅動橋一般由主減速器、差速器、車輪傳動裝置和驅動橋殼等組成。所以采用傳動效率高的單級減速驅動橋已成為未來重載汽車的發(fā)展方向。本文參照傳統(tǒng)驅動橋的設計方法進行了汽車驅動橋的設計。本文首先確定主要部件的結構型式和主要設計參數(shù)；然后參考類似驅動橋的結構，確定出總體設計方案；本文主要基于 UG 的一種汽車驅動橋虛擬裝配仿真。關鍵詞：驅動橋,主減速器,差速器,半軸,橋殼IIIAbstractTo security, energy-conservation, constant attention of environmental protection with the car, the car rear axle is regarded as a key part of the completed car, its product's impact on safe handling and completed car performance of the completed car of quality is very great, therefore is very essential for car rear axle to calculate effective optimization design. The transaxle always becomes as four major cars, the quality of its performance influences the performance of completed car directly, and seem particularly important to the truck. When adopting the high-power engine to output the big torque in order to meet the need of the fast, heavily loaded high benefit with high efficiency of the truck at present, must match a high-efficient, reliable transaxle. The transaxle is generally made up of main decelerator, differential mechanism, transmission device of the wheel and transaxle shell,etc.. Adopt transmission with high efficiency single grade moderate transaxle become future heavily loaded developing direction of car already. With car to security, energy-conservation, constant attention of environmental protection, car rear axle is regard as a key part of the completed car, its product's impact on safe handling and completed car performance of the completed car of quality is very great, therefore is very essential for car rear axle to calculate effective optimization design. This text has carried on the design of the truck transaxle according to the traditional transaxle design method. This text confirms the structural pattern of the main part and main design parameter at first; Then consult the transaxle -like structure, determine the overall design plan; To the main fact finally, the gear wheel of the driven awl, the taper planet gear of the differential mechanism, semi-axis gear wheel, the floating type semi-axis and shelly intensity of integral bridge check and check the life-span in supporting the bearing completely. It is following to originally design: Because adopt forms central the grades last transaxle,make rear axles whole the of simple structure, manufacturing process is simple, thus big reducing manufacturing cost. And, the single grade of main decelerators of the awl gear wheel of arc tooth has improved the transmission efficiency of the rear axle, have improved the feasibility of the transmission. Key Words: Transaxle , Main decelerator , Differential mechanism , Semi-axis , Bridge shellIV目 錄摘 要 ........................................................................................................................................IIAbstract.....................................................................................................................................III目 錄 ......................................................................................................................................IV第 1 章 緒論...............................................................................................................................61.1 驅動橋概述 ..................................................................................................................61.2 研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 ..................................................................................................71.3 課題研究方法 ..............................................................................................................81.4 本課題要解決的主要問題和設計總體思路 ..............................................................8第 2 章 UG 的功能與特點分析 ................................................................................................82.1 參數(shù)化與模塊化設計 ..................................................................................................82.1.1 參數(shù)化設計和變量化設計 ...............................................................................82.1.2 模塊化設計 .......................................................................................................92.2 UG 的功能與特點 ........................................................................................................92.3 UG NX 產品設計概述 ..............................................................................................112.3.1 UG NX 的工作流程 ........................................................................................112.3.2 UG 產品設計的一般過程 ...............................................................................122.3.3 三維造型的步驟 .............................................................................................122.3.4 UG NX 基本操作流程 ...................................................................................13第 3 章 汽車驅動橋 3D 設計 ..................................................................................................133.1 概述 .............................................................................................................................133.1.1 選擇研究對象 .................................................................................................143.2 建立驅動橋的 3D 模型 ..............................................................................................15第 4 章 汽車驅動橋虛擬裝配設計.........................................................................................59總結與展望...............................................................................................................................65參考文獻...................................................................................................................................66致 謝.........................................................................................................................................67V6第 1 章 緒論1.1 驅動橋概述驅動橋和其他汽車總成一樣，除了廣泛采用新技術外，在結構設計中日益朝著“零件標準化、部件通用化、產品系列化”的方向發(fā)展及生產組織專業(yè)化目標前進。應采用能以幾種典型的零部件，以不同方案組合的設計方法和生產方式達到驅動橋產品的系列化或變形的目的，或力求做到將某一類型的驅動橋以更多或增減不多的零件，用到不同的性能、不同噸位、不同用途并由單橋驅動到多橋驅動的許多變形汽車上。驅動橋是汽車傳動系的主要組成部分。汽車的驅動橋處于傳動系的末端，其基本功用是增大由傳動軸或直接由變速器傳來的轉矩，將轉矩分配給左、右驅動輪，并使左、右驅動車輪具有汽車行駛運動學所要求的差速功能；同時，驅動橋還要承受作用于路面和車架或車廂的鉛垂力、縱向力和橫向力。它要保證當變速器處于最高擋時，在良好的路面上有足夠的牽引力以克服行駛阻力和獲得汽車最大的速度，這主要取決于驅動橋的傳動比。雖然在汽車的整體設計時，從整車性能出發(fā)決定驅動橋的傳動比，但是用什么形式的驅動橋、什么結構的主減速器和差速器等在驅動橋設計中要具體考慮。決大多數(shù)的發(fā)動機在汽車上是縱置的，為了使扭矩傳給車輪，驅動橋必須改變扭矩的方向，同時根據(jù)車輛的具體要求解決左右扭矩的分配。整體式驅動橋一方面需要承擔汽車的載荷；另一方面車輪上的作用力以及傳遞扭矩所產生的作用力矩都要由驅動橋承擔，所以驅動橋的零件必須具有足夠的強度和剛度，以保證機件的可靠工作。驅動橋還必須滿足通過性和平順性的要求。 [6]。在一般的汽車結構中，驅動橋包括主減速器、差速器、驅動車輪的傳動裝置和橋殼等組成。它們應具有足夠的強度和壽命、良好的工藝、合適的材料和熱處理等。對零件應進行良好的潤滑并減少系統(tǒng)的振動和噪音等 [1]。驅動橋的結構型式雖然可以各不相同，但在使用中對它們的基本要求卻是一致的，其基本要求可以歸納為 [1]：1）所選擇的主減速比應能滿足汽車在給定使用條件下具有最佳的動力性和燃油經濟性。2）差速器在保證左、右驅動車輪能以汽車運動學所要求的差速滾動外并能將轉矩7平穩(wěn)而連續(xù)不斷（無脈動）地傳遞給左、右驅動車輪。3）當左右驅動車輪與地面的附著系數(shù)不同時，應能充分利用汽車的牽引力。4）能承受和傳遞路面和車架式車廂的鉛垂力、縱向力和橫向力以及驅動時的反作用力矩和制動時的制動力矩。5）驅動橋各零部件在保證其強度、剛度、可靠性及壽命的前提下應力求減小簧下質量，以減小不平路面對驅動橋的沖擊載荷，從而改善汽車的平順性。6）輪廓尺寸不大以便于汽車的總體布并與所要求的驅動橋離地間隙相適應。7）齒輪與其他傳動機件工作平穩(wěn)，無噪聲。8）驅動橋總成及零部件的設計應能滿足零件的標準化，部件的通用化和產品的系列化及汽車變型的要求。9）在各種載荷及轉速工況下有高的傳動效率。10）結構簡單，維修方便，機件工藝性好，容易制造。1.2 研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢隨著汽車向采用大功率發(fā)動機和輕量化方向發(fā)展以及路面條件的改善,近年來主減速比有減小的趨勢,以滿足高速行駛的要求。 [1]為減小驅動輪的外廓尺寸,目前主減速器中基本不用直齒圓錐齒輪。實踐和理論分析證明，螺旋錐齒輪不發(fā)生根切的最小齒數(shù)比直齒齒輪的最小齒數(shù)少。顯然采用螺旋錐齒輪在同樣傳動比下，主減速器的結構就比較緊湊。此外，它還具有運轉平穩(wěn)、噪聲較小等優(yōu)點。因而在汽車上曾獲得廣泛的應用。近年來，準雙曲面齒輪在廣泛應用到轎車的基礎上，愈來愈多的在中型、重型貨車上得到采用。 [3]在現(xiàn)代汽車發(fā)展中，對主減速器的要求除了扭矩傳輸能力、機械效率和重量指標外，它的噪聲性能已成為關鍵性的指標。噪聲源主要來自主、被動齒輪。噪聲的強弱基本上取決于齒輪的加工方法。區(qū)別于常規(guī)的加工方法，采用磨齒工藝，采用適當?shù)哪ハ鞣椒梢韵跓崽幚碇挟a生的變形。因此，與常規(guī)加工方法相比，磨齒工藝可獲得很高的精度和很好的重復性。 [4]汽車在行駛過程中的使用條件是千變萬化的。為了擴大汽車對這些不同使用條件的適應范圍，在某些中型車輛上有時將主減速器做成雙速的，它既可以得到大的主減速比又可得到所謂多檔高速，以提高汽車在不同使用條件下的動力性和燃料經濟性。81.3 課題研究方法1.了解驅動橋的構成。2.通過上網，查閱書籍等途徑來熟悉它的工作原理。3.溝通討論。1.4 本課題要解決的主要問題和設計總體思路1. 本課題解決的主要問題：國內外對驅動橋的研究很多，但是涉及到有限元分析的還是較少。本文選擇一款轎車或者重型卡車的驅動橋（按結構可以分為中央單級減速驅動橋、中央雙級減速驅動橋、中央單級、輪邊減速驅動橋） ，分析其主要組成部分的具體結構。2. 本課題的設計總體思路：選擇一種機型的驅動橋。應用三維軟件 UG 對其各個部分進行建模及裝配，優(yōu)化設計結構，以減小不平路面對驅動橋的沖擊載荷，從而改善汽車行駛的平順性。第 2 章 UG 的功能與特點分析2.1 參數(shù)化與模塊化設計2.1.1 參數(shù)化設計和變量化設計早期的 CAD 系統(tǒng)中其設計結果僅僅實現(xiàn)了用計算機及其外圍設備出圖,就產品圖形而言,不過是幾何圖素(點,線,圓,弧)的拼接,是產品的可視形狀,并不包含產品圖開有內在的拓撲關系和尺寸約束.因此,當需要改變圖形中哪怕任一微小的部分,都要擦除重畫.這不僅使設計者投入相當?shù)木τ糜谥刂貏趧?而且,這種重復勞動的結果并不能充分反映設計者對產品的本質構思和意圖.一個機械產品,從設計到定型 ,其間經歷了反復的修改和優(yōu)化;定型之后,還要針對用戶不同的規(guī)格系列的變而自動生成.如何將只有幾何圖素的“死圖”變?yōu)楹性O計構思,設計信息的產品幾何模型,這是研究參數(shù)化設計和變量化設計的出發(fā)點。參數(shù)化和變量化設計的基礎是尺寸驅動幾何模型。與傳統(tǒng)的設計不同,尺寸驅動的幾何模型可以通過改變尺寸達到更改設計的目的。這意味著,設計人員一開始可以設計9一個草圖,稍后再通過精確的尺寸完成設計的細節(jié)。參數(shù)化設計一般指圖形的拓撲關系不變,尺寸形狀由一組參數(shù)進行約束。參數(shù)與圖形的控制尺寸有顯式的對應,不同的參數(shù)值驅動產生不同大小的幾何圖形?？梢?參數(shù)化設計的規(guī)格化,系列化產品設計的一簡單,高效,優(yōu)質的設計方法。變量化設計是指設計圖開有修改自由度不僅是尺寸形狀參數(shù),而且包括拜年結構關系,甚至工程計算條件,修改余地大,可變元素多,設計結果受到一組約束方程的控制和驅動.這種方法為設計方法為設計者提供了更加靈活的修改空間。無論參數(shù)化設計還是變量化設計,其本質是相同的,即在約束的基礎上驅動產生新的設計結果,所不同的是約束自由度的范圍,在參數(shù)化設計方法中要嚴格的逐個連續(xù)求解參數(shù)；而在變量設計方法中則是方程聯(lián)立求解。2.1.2 模塊化設計模塊化的概念由來已久，人類的語言無論其表達能力多么豐富,都是由有限的音節(jié)構成的；再用有限的字符刻錄下來就構成了描述不同對象的文字系統(tǒng)。這里音節(jié)和字符就是基本模快，通過基本模型的排列組合就構成了豐富萬千的不同系統(tǒng)；26 個英文字母可以表達任何意思；10 個阿拉伯數(shù)字字符可以表達任何數(shù)字；一組兒童積木可以拼搭不同的玩具造型；相同的建筑材料可以蓋成不同式樣的樓宇。到 20 世紀 50 年代,歐美一些國家正式提 出“模塊化設計”概念,把模塊化設計提到理論高度來分。目前,模塊化設計的思想已涌到許多領域,例如機床,減速器,家電,計算機等等.在每個領域,模塊及模塊化化設計都其特定的含義。所謂模塊化設計,即在對產品進行功能分析的基礎上,劃分并設計出一系列相對通用的功能模快,通過模塊的選擇和組合可以構成不同功能或相同功能不同性能,不同規(guī)格的產品,以滿足市場的不同需求。2.2 UG 的功能與特點目前,隨著信息技術的發(fā)展,市場上已出現(xiàn)了許多不同的 CAD/CAPP/CAM 軟件,如CAD、 UG 、PRO/E、 CAXA、Solidworks 等等, 其中,猶以 PRO/E 和 UG 為典型代表。PRO/E 是基于參數(shù)化設計的典型軟件,UG 是基于模塊化設計的典型軟件。UG NX 主要應用于數(shù)字化產品設計、數(shù)字化仿真和數(shù)字化產品制造等 3 大領域。（1） 數(shù)字化產品設計10數(shù)字化產品設計又稱全面設計技術。作為通向整個產品工程的一個主要的部分，Unigraphics 產品設計技術涉及了絕大部分設計方法，使概念設計與詳細的產品設計無縫組合。裝配設計被提升為基于系統(tǒng)的建模，它提高了工程師對整個產品和生產過程進行評估的能力。評估過程中，工程師可以無限制地修改設計尺寸、零件或者整個部件。UG NX 附加的開發(fā)設計工具還可以提高產品的質量，并且促進產品開發(fā)協(xié)作。（2） 數(shù)字化仿真UG NX 軟件具有強大的根據(jù)產品特性進行虛擬仿真的功能。傳統(tǒng)的虛擬仿真往往意味著需要專門訓練的工程師和昂貴的物理原型，盡管隨著高級仿真工具的出現(xiàn)省掉了一些物理原型，但對產品而言，這些工具往往顯得笨拙而不易操作，而且還要求操作人員經過高級的專門培訓。而UG NX 軟件提供了專業(yè)的產品仿真應用模塊，能夠進行產品的運動仿真、結構強度分析和產品模態(tài)分析。隨著更多現(xiàn)代化的仿真工具的嵌如，UG NX的虛擬仿真更便于非專業(yè)的設計師和工程師使用，并且在最大程度上確保了產品的物理特性。（3） 數(shù)字化產品制造UG NX的數(shù)字化制造應用模塊為生成、模擬和驗證數(shù)控加工路徑提供了一套全面、易用的方法，以應對制造業(yè)越來越昂貴的費用開支，它是一個可擴展的解決方案，可以在單機和多CDA或集成環(huán)境下有效地實施。在與機床和傳感器產品的結合方面，UG NX 倡導抓住和再利用加工過程中面向知識驅動的解決方案，以提高精密加工的技術和含量。UG每次升級的最新版本都代表了最先進的制造技術，很多現(xiàn)代設計方法和理論都能較快地在其新版本中找到。例如在并行工程中強調的幾何關聯(lián)設計，參數(shù)化設計等都是這些先進方法的體現(xiàn)。UG NX 的主要特點是：實現(xiàn)了知識驅動型自動化和利用知識庫進行建模，同時能自上而下進行設計，以確定子系統(tǒng)和接口，實現(xiàn)完整的系統(tǒng)庫建模。知識驅動型自動化就是終端用戶能夠利用系統(tǒng)向導進行操作，由于有制作向導的工具，因此用戶可以添加設計方法。系統(tǒng)庫建模使用的是先前版本中被稱為“WAVE”的設計技術。同時UG NX還是Unigraqhics與I-deas進行整合的版本，實現(xiàn)了它們之間的互操作性。在一個系統(tǒng)中進行設計，而在另一個系統(tǒng)中可以對該設計進行分析或加工。用戶可以充分利用兩套軟件的優(yōu)勢來優(yōu)化產品的研發(fā)流程，以獲取更高價值。兩套系統(tǒng)之11間保證雙向變更的相關通知及更新，實現(xiàn)對歷程樹等智能跟蹤。按照不同設計階段，兩套系統(tǒng)將逐步實現(xiàn)對幾何參數(shù)，模型文件，產品數(shù)據(jù)的交互操作功能。比如，在繪制產品的二維圖形時，可以將I-deas數(shù)據(jù)自動讀入UG NX中，在草圖設計中追加約束條件?！G NX還具有UG系列軟件通用性·集成的產品開發(fā)環(huán)境·產品設計相關性·產品設計并行協(xié)作·基于知識的工程管理·設計客戶化2.3 UG NX 產品設計概述2.3.1 UG NX 的工作流程UG NX 軟件在產品的設計制造過程中，體現(xiàn)了并行工程的思想，在產品設計的早期，它的下游應用部門（如工藝部門、加工部門、分析部門等）就已經介入設計階段，所以設計過程是一個可反饋、修改的過程。UG NX 強大的參數(shù)化功能能夠支持模型的實時修改，系統(tǒng)能自動刷新模型，以滿足設計要求。由此，這種設計過程不必等產品全部設計完，才進行下游工作，而是在產品初步設計后，進可進行方案評審，并不斷修改設計，直到達到設計要求。應用UG NX 軟件進行產品設計的工作流程如圖2-1所示。12圖2-1 UG NX 的工作流程2.3.2 UG 產品設計的一般過程（1） 先做準備工作·閱讀有關設計的初始文檔，了解設計目標和設計資源?！な占芍貜褪褂玫脑O計數(shù)據(jù)·定義關鍵參數(shù)的結構草圖·了解產品裝配結構的定義·編寫設計細節(jié)說明書·建立文件目錄（2） 再應用UG進行設計·建立主要的產品裝配結構·在裝配設計的頂層定義產品設計的主要控制參數(shù)和設計結構描述·將這些參數(shù)和結構描述數(shù)據(jù)·保存整個產品設計結構·對不同了部件和零件進行細節(jié)設計·隨時進行裝配層上的檢查2.3.3 三維造型的步驟（1）理想模型的設計13這里應該了解主要的設計參數(shù)、關鍵的設計結構和設計約束等設計情況。（2）主體結構造型找出模型的關鍵結構，如主要輪廓和關鍵定位孔等結構。關鍵結構的確定會對造型過程起到關鍵性作用。對于復雜模型而言，模型的分解是造型的關鍵。如果一個結構不能直接用三維特征造型來完成，就需要找到該結構的某個二維輪廓特征。然后用拉伸、旋轉或掃描的方法，還可以用曲面造型的方法來建立該模型。UG允許用戶在一個實體設計上使用多個特征，這樣就可以分別建立多個主結構，然后在設計后期將它們用布爾運算連接在一起。對于能夠確定的設計模型，應該先造型，而那些不能確定的設計部分應該放在造型后期來完成。在進行主體結構造型時，要注意設計基準的確定。設計基準常將決定設計的思路，好的基準會幫助簡化造型過程，并方便后期的設計工作。（3）零件的相關性設計UG 允許用戶在建模完成之后，再建立零件之間的參數(shù)關系。但更直接的方法是在造型中就直接引用相關參數(shù)。（4）細節(jié)特征設計細節(jié)特征設計一般放在造型的后期階段，一般不要在早期階段進行這些細節(jié)設計，這樣會大大加長設計周期。2.3.4 UG NX 基本操作流程UG NX 的功能操作都是在零部件文件的基礎上進行的，UG的文件是以“xxxxx.prt”格式保存的。下面介紹UG NX 基本的操作流程。（1） 啟動UG NX 。（2） 如果是新的設計，應該先建立一個新的文件名。如果是修改一個已有的零件，可以打開已經存在的文件。（3） 根據(jù)設計需要，進入相應的設計功能模塊，如建模、制圖、裝配和結構分析等模塊。（4） 進行相關的準備工作：如坐標系、層和參數(shù)的預設置，為具體的設計指定相應的參數(shù)，它們會影響用戶的后續(xù)操作。（5） 開始做具體的設計操作。14（6） 檢查零部件模型的正確性，如果有必要，對模型進行相應的修改。（7） 保存需要保存文件后，退出系統(tǒng)。第 3 章 汽車驅動橋 3D 設計3.1 概述驅動橋是汽車傳動系的主要組成部分。汽車的驅動橋處于傳動系的末端，其基本功用是增大由傳動軸或直接由變速器傳來的轉矩，將轉矩分配給左、右驅動輪，并使左、右驅動車輪具有汽車行駛運動學所要求的差速功能；同時，驅動橋還要承受作用于路面和車架或車廂的鉛垂力、縱向力和橫向力。它要保證當變速器處于最高擋時，在良好的路面上有足夠的牽引力以克服行駛阻力和獲得汽車最大的速度，這主要取決于驅動橋的傳動比。雖然在汽車的整體設計時，從整車性能出發(fā)決定驅動橋的傳動比，但是用什么形式的驅動橋、什么結構的主減速器和差速器等在驅動橋設計中要具體考慮。決大多數(shù)的發(fā)動機在汽車上是縱置的，為了使扭矩傳給車輪，驅動橋必須改變扭矩的方向，同時根據(jù)車輛的具體要求解決左右扭矩的分配。整體式驅動橋一方面需要承擔汽車的載荷；另一方面車輪上的作用力以及傳遞扭矩所產生的作用力矩都要由驅動橋承擔，所以驅動橋的零件必須具有足夠的強度和剛度，以保證機件的可靠工作。驅動橋還必須滿足通過性和平順性的要求。 [6]。驅動橋的結構型式雖然可以各不相同，但在使用中對它們的基本要求卻是一致的，其基本要求可以歸納為 [1]：1）所選擇的主減速比應能滿足汽車在給定使用條件下具有最佳的動力性和燃油經濟性。2）差速器在保證左、右驅動車輪能以汽車運動學所要求的差速滾動外并能將轉矩平穩(wěn)而連續(xù)不斷（無脈動）地傳遞給左、右驅動車輪。3）當左右驅動車輪與地面的附著系數(shù)不同時，應能充分利用汽車的牽引力。4）能承受和傳遞路面和車架式車廂的鉛垂力、縱向力和橫向力以及驅動時的反作用力矩和制動時的制動力矩。5）驅動橋各零部件在保證其強度、剛度、可靠性及壽命的前提下應力求減小簧下質量，以減小不平路面對驅動橋的沖擊載荷，從而改善汽車的平順性。156）輪廓尺寸不大以便于汽車的總體布并與所要求的驅動橋離地間隙相適應。7）齒輪與其他傳動機件工作平穩(wěn)，無噪聲。8）驅動橋總成及零部件的設計應能滿足零件的標準化，部件的通用化和產品的系列化及汽車變型的要求。9）在各種載荷及轉速工況下有高的傳動效率。10）結構簡單，維修方便，機件工藝性好，容易制造。3.1.1 選擇研究對象鑒于本課題研究的特殊性，本課題不是從無到有的設計，也不是理論性的設計說明，而是根據(jù)前人的經驗和實際產品模型的基礎上進行的分析和驗證，運用一種新的設計方法和途徑來探索問題的研究方法的。3.2 建立驅動橋的 3D 模型驅動橋的組成驅動橋主要由主減速器、差速器、半軸和驅動橋殼等組成。1、橋殼是汽車上的主要零件之一，非斷開式驅動橋的橋殼起著支承汽車荷重的作用，并將載荷傳給車輪．作用在驅動車輪上的牽引力，制動力、側向力和垂向力也是經過橋殼傳到懸掛及車架或車廂上。因此橋殼既是承載件又是傳力件，同時它又是主減速器、差速器及驅動車輪傳動裝置(如半軸)的外殼。16在汽車行駛過程中，橋殼承受繁重的載荷，設計時必須考慮在動載荷下橋殼有足夠的強度和剛度。為了減小汽車的簧下質量以利于降低動載荷、提高汽車的行駛平順性，在保證強度和剛度的前提下應力求減小橋殼的質量．橋殼還應結構簡單、制造方便以利于降低成本。其結構還應保證主減速器的拆裝、調整、維修和保養(yǎng)方便。在選擇橋殼的結構型式時，還應考慮汽車的類型、使用要求、制造條件、材料供應等。1 橋殼的結構型式橋殼的結構型式大致分為可分式（1）可分式橋殼可分式橋殼的整個橋殼由一個垂直接合面分為左右兩部分，每一部分均由一個鑄件殼體和一個壓入其外端的半軸套管組成。半軸套管與殼體用鉚釘聯(lián)接。在裝配主減速器及差速器后左右兩半橋殼是通過在中央接合面處的一圈螺栓聯(lián)成一個整體。其特點是橋殼制造工藝簡單、主減速器軸承支承剛度好。但對主減速器的裝配、調整及維修都很不方便，橋殼的強度和剛度也比較低。過去這種所謂兩段可分式橋殼見于輕型汽車，由于上述缺點現(xiàn)已很少采用。（2）整體式橋殼整體式橋殼的特點是將整個橋殼制成一個整體，橋殼猶如一整體的空心粱，其強度及剛度都比較好。且橋殼與主減速器殼分作兩體，主減速器齒輪及差速器均裝在獨立的主減速殼里，構成單獨的總成，調整好以后再由橋殼中部前面裝入橋殼內，并與橋殼用螺栓固定在一起。使主減速器和差速器的拆裝、調整、維修、保養(yǎng)等都十分方便。整體式橋殼按其制造工藝的不同又可分為鑄造整體式、鋼板沖壓焊接式和鋼管擴張成形式三種。17零件 24KB23-02058181920212223242526272829用相同方法，最終可得到30零件 24KB23-02140313233逐步 并經過簡單孔，螺紋，倒斜角處理，最終得到得到34零件 24KB23-02020353637383940零件 24B1-010514142零件 24A1-02050843444546零件 24KB23-020204748495051521．主減速器主減速器一般用來改變傳動方向，降低轉速，增大扭矩，保證汽車有足夠的驅動力和適當?shù)乃俣?。主減速器類型較多，有單級、雙級、雙速、輪邊減速器等。 1）單級主減速器 由一對減速齒輪實現(xiàn)減速的裝置，稱為單級減速器。其結構簡單，重量輕，東風BQl090 型等輕、中型載重汽車上應用廣泛。 2）雙級主減速器 對一些載重較大的載重汽車，要求較大的減速比，用單級主減速器傳動，則從動齒輪的直徑就必須增大，會影響驅動橋的離地間隙，所以采用兩次減速。通常稱為雙級減速器。雙級減速器有兩組減速齒輪，實現(xiàn)兩次減速增扭。 為提高錐形齒輪副的嚙合平穩(wěn)性和強度，第一級減速齒輪副是螺旋錐齒輪。二級齒輪副是斜齒圓柱齒輪。 主動圓錐齒輪旋轉，帶動從動圓錐齒輪旋轉，從而完成一級減速。第二級減速的主動圓柱齒輪與從動圓錐齒輪同軸而一起旋轉，并帶動從動圓柱齒輪旋轉，進行第二級減速。因從動圓柱齒輪安裝于差速器外殼上，所以，當從動圓柱齒輪轉動時，通過差速器和半軸即驅動車輪轉動。 2．差速器差速器用以連接左右半軸，可使兩側車輪以不同角速度旋轉同時傳遞扭矩。保證車輪的正常滾動。有的多橋驅動的汽車，在分動器內或在貫通式傳動的軸間也裝有差速器，稱為橋間差速器。其作用是在汽車轉彎或在不平坦的路面上行駛時，使前后驅動車輪之間產生差速作用。 目前國產轎車及其它類汽車基本都采用了對稱式錐齒輪普通差速器。對稱式錐齒輪差速器由行星齒輪、半軸齒輪、行星齒輪軸（十字軸或一根直銷軸）和差速器殼等組成。 目前大多數(shù)汽車采用行星齒輪式差速器，普通錐齒輪差速器由兩個或四個圓錐行星齒輪、行星齒輪軸、兩個圓錐半軸齒輪和左右差速器殼等組成。 3．半軸半軸是將差速器傳來的扭矩再傳給車輪，驅動車輪旋轉，推動汽車行駛的實心軸。由于輪轂的安裝結構不同，而半軸的受力情況也不同。所以，半軸分為全浮式、半浮53式、3／4 浮式三種型式。 1）全浮式半軸 一般大、中型汽車均采用全浮式結構。 半軸的內端用花鍵與差速器的半軸齒輪相連接，半軸的外端鍛出凸緣，用螺栓和輪轂連接。輪轂通過兩個相距較遠的圓錐滾子軸承文承在半軸套管上。半軸套管與后橋殼壓配成一體，組成驅動橋殼。用這樣的支承形式，半軸與橋殼沒有直接聯(lián)系，使半軸只承受驅動扭矩而不承受任何彎矩，這種半軸稱為“全浮式 ”半軸。所謂 “浮”意即半軸不受彎曲載荷。 全浮式半軸，外端為凸緣盤與軸制成一體。但也有一些載重汽車把凸緣制成單獨零件，并借花鍵套合在半軸外端。因而，半軸的兩端都是花鍵，可以換頭使用。 2）半浮式半軸 半浮式半軸的內端與全浮式的一樣，不承受彎扭。其外端通過一個軸承直接支承在半軸外殼的內側。這種支承方式將使半軸外端承受彎矩。因此，這種半袖除傳遞扭矩外，還局部地承受彎矩，故稱為半浮式半軸。這種結構型式主要用于小客車。 圖示為紅旗牌 CA7560 型高級轎車的驅動橋。其半軸內端不受彎矩，而外端卻要承受全部彎矩，所以稱為半浮式支承。 3）3／4 浮式半軸 3／4 浮式半軸是受彎短的程度介于半浮式和全浮式之間。此式半軸目前應用不多，只在個別小臥車上應用，如華沙 M20 型汽車。 其它零件不一一介紹建模過程，附圖如下5455565758596061第 4 章 汽車驅動橋虛擬裝配設計行星齒輪軸及齒輪的裝配，現(xiàn)將軸放在裝配界面，進行缺省放置。裝配端蓋，第一采用花鍵鏈接，然后在平面對齊。同理裝配軸承62按照相同的步驟裝配其它輔件裝配螺絲和彈墊63裝配半軸行星齒輪橋殼的裝配6465裝配十字頭裝配裝配主減速器從動齒輪。十字頭輔件(傘齒輪及墊片等)66裝配螺栓、螺母。67總結與展望一、總結在這次畢業(yè)設計中，我系統(tǒng)的復習了機械制圖、機械原理、汽車構造、汽車設計及生產制造等方面的基本理論和專業(yè)知識，從理論上到實踐上了解各種驅動系統(tǒng)，同時也體現(xiàn)了我對所學的專業(yè)知識的程度。在這次設計中，首先的收獲是查閱資料的能力。到圖書館借書、到網上搜索資料、到閱覽室查閱期刊雜志，在大量的文字中找到我們需要的，并加以分析很整理，再把它融入到自己的設計中去。其次就是動手能力了。在我畫驅動橋的裝配圖的過程中遇到很多的困難，對結構不是很了解，于是我們就到實驗室對著實物一點一點的琢磨。通過對實際驅動橋的研究，再參照我們設計的驅動橋，進一步加深對它的認識。最能體現(xiàn)動手能力的方面還是 CAD 制圖和手工繪圖。這次的設計是對四年所學過的知識的一個復習，包括汽車構造、機械設計、機械制圖等等。很多知識以前只是停留在理論上的認識，現(xiàn)在我們把理論運用到實踐中去了，又有了更為深刻的認識。任何的事情都不可能達到完美，我們的設計更是這樣的。通過反復的演算、修改、優(yōu)化才能使我們的結果趨于合理，才會使圖形效果更理想。通過這次設計，對這四年的學習做了一個總結，對自己也做了一個總結。這次的畢業(yè)設計給我最大的感受就是結果不是最重要的，我們享受的是一個努力的過程和認真的態(tài)度。二、今后研究方向對汽車關鍵結構進行仿真分析，有條件的話進行實驗驗證。并去改正設計，這是一項探索的工程。68參考文獻[1]王望予.汽車設計（第 4 版）[M].機械工業(yè)出版社，2005[2]劉惟信.汽車設計[M].清華大學出版社，2001[3]劉海江、于信匯、沈斌編著.汽車齒輪[M].同濟大學出版社，1997 [4]顧柏良等譯.BOSCH 汽車工程手冊[M].北京理工大學出版社，2004 [5] 劉惟信編著.汽車設計叢書 驅動橋[M] .清華大學出版社，2004[6]陳家瑞.汽車構造[M].機械工業(yè)出版社，2005[7]Jerry Kinsey. The Advantages of an Electronically Controlled Limited Slip Differential. [J] Copyright@ 2004 SAE international[8] 《汽車工程手冊》編輯委員會.汽車工程手冊[M].人民交通出版社，2001[9] 余志生.汽車理論（第 3 版）[M].機械工業(yè)出版社，2000[10] 劉惟信編著.圓錐齒輪與雙曲面齒輪傳動[M].北京:人民交通出版社,1980[11]機械工程手冊編輯委員會編.機械工程手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,1997[12] 濮良貴,紀名剛主編．機械設計（第七版）[M]．高等教育出版社．2007[13] 駱素君、朱詩順主編．機械課程設計簡明手冊[M]．化學工業(yè)出版社．2006[14]徐學林主編．互換性與測量技術基礎[M]．湖南大學出版社．200569致 謝本論文是在導師 XXX 的悉心指導下完成的，為期三個多月的畢業(yè)設計即將結束，回顧整個過程，我深有感受。在設計工作開始之前，XX 老師帶領我們參觀了很多汽車企業(yè)，老師和一些技術人員認真地給我們講解了其工作原理，分析了各部件的功能特性和構造，避免了我在畢業(yè)設計過程中的盲目性。在設計過程中，我翻閱了大量的相關資料，同時將大一至大四上學期所學的相關專業(yè)課本認真的溫習了一邊，增加了很多理論知識。以前我對汽車的工作原理、工廠的工作環(huán)境和汽車的構造，沒什么認識，但通過這次設計，我了解了，也感受到了?？傊@次設計，使我將四年中所學到的基礎知識得到了一次綜合應用，使學過的知識結構得到科學組合，同時也從理論到實踐發(fā)生了一次質的飛躍，可以說這次設計是理論知識與實踐運用之間互相過渡的橋梁。知識的鞏固固然重要，但能力的培養(yǎng)同樣不可忽略。我覺得這次設計的完成,不僅鍛煉了我搞設計的工作能力，培養(yǎng)了我獨立思考的能力，解決困難的方法，并且也培養(yǎng)了我獨立﹑創(chuàng)新﹑力求先進的思想。同時我認識到：無論做什么事，只要你深入的去做，難事不難，但如果你不去用心的做，易事不易。機不可失，我在這次的設計中傾注了大量的心血，盡一切力量爭取將設計做到在最好。我認為我在這段時間內所有的收獲，對我今后的學習和工作會是一筆難得的財富。由于本人以前對汽車結構和制造過程了解不多，實踐知識更是不足，但老師總是耐心地給我講解有關方面的知識，及時了解我設計中遇到的難題，使我得以在短時間內完成設計工作，同時教導我們不管是在以后的工作還是學習中，都要保持治學嚴謹?shù)膽B(tài)度。在本次畢業(yè)設計中，老師以及其他指導老師付出了辛勤的勞動，在此向他們表示衷心的感謝。此次設計的圓滿完成與同組其他人員的通力合作也是分不開的，他們給了我許多幫助和指點，在此一并表示感謝！ 由于自己能力所限，時間倉促,設計中還存在許多不足之處，懇請各位老師同學給予批評指正。70