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SY-025-BY-3
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
學(xué)生姓名
鄭重
院系
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)、班級
車輛工程B07-2班
指導(dǎo)教師姓名
崔宏耀
職稱
副教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
HLJ-QZ100整體式驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
課題研究現(xiàn)狀: 我國驅(qū)動(dòng)橋制造企業(yè)的開發(fā)模式主要由測繪、引進(jìn)、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(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)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(jìn)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(yàn)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)。驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)在低速載貨汽車設(shè)計(jì)中占有很重要的地位,汽車驅(qū)動(dòng)橋位于傳動(dòng)系的末端,其基本功用是增大由傳動(dòng)軸或直接從變速器傳來的轉(zhuǎn)矩,將轉(zhuǎn)矩合理的分配給左、右驅(qū)動(dòng)車輪具有汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)所要求的差速功能;同時(shí),驅(qū)動(dòng)橋還要承受作用于路面和車架或車廂之間的鉛垂力、縱向力和橫向力。?驅(qū)動(dòng)橋一般由主減速器,差速器,驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置和橋殼組成。?汽車傳動(dòng)系總?cè)蝿?wù)是傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力,使之適應(yīng)于汽車行駛的需要。在一般汽車的機(jī)械式傳動(dòng)中,有了變速器還不能完全解決發(fā)動(dòng)機(jī)特性與汽車行駛要求間的矛盾和結(jié)構(gòu)布置上的問題。首先是因?yàn)榻^大多數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車上是縱向安置的,為使其轉(zhuǎn)矩能傳給左、右驅(qū)動(dòng)橋的主減速器來改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向,同時(shí)還得有驅(qū)動(dòng)橋的差速器來解決左、右驅(qū)動(dòng)車輪間的轉(zhuǎn)矩分配問題和差速要求。其次是因?yàn)樽兯倨鞯闹饕蝿?wù)僅在于通過選擇適當(dāng)?shù)臋n位數(shù)及各檔傳動(dòng)比,以使內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)矩—轉(zhuǎn)速特性能適應(yīng)汽車在各種行駛阻力下對動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性的要求,而驅(qū)動(dòng)橋主減速器的功用則在于當(dāng)變速器處于最高檔位時(shí),使汽車有足夠的牽引力、適當(dāng)?shù)淖罡哕囁俸土己玫娜剂辖?jīng)濟(jì)性。對于重型載貨汽車來說,要傳遞的轉(zhuǎn)矩較乘用車和客車,以及輕型商用車都要大得多,以便能夠以較低的成本運(yùn)輸較多的貨物,所以選擇功率較大的發(fā)動(dòng)機(jī),這就對傳動(dòng)系統(tǒng)有較高的要求,而驅(qū)動(dòng)橋在傳動(dòng)系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。隨著目前國際上石油價(jià)格的上漲,汽車的經(jīng)濟(jì)性日益成為人們關(guān)心的話題,這不僅僅只對乘用車,對于載貨汽車,提高其燃油經(jīng)濟(jì)性也是各商用車生產(chǎn)商來提高其產(chǎn)品市場競爭力的一個(gè)法寶。為了降低油耗,不僅要在發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)節(jié)上節(jié)油,而且也需要從傳動(dòng)系中減少能量的損失。這就必須在發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出之后,在從發(fā)動(dòng)機(jī)—傳動(dòng)軸—驅(qū)動(dòng)橋這一動(dòng)力輸送環(huán)節(jié)中尋找減少能量在傳遞的過程中的損失。在這一環(huán)節(jié)中,發(fā)動(dòng)機(jī)是動(dòng)力的輸出者,也是整個(gè)機(jī)器的心臟,而驅(qū)動(dòng)橋則是將動(dòng)力轉(zhuǎn)化為能量的最終執(zhí)行者。因此,在發(fā)動(dòng)機(jī)相同的情況下,采用性能優(yōu)良且與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配性比較高的驅(qū)動(dòng)橋便成了有效節(jié)油的措施之一。載貨汽車在汽車發(fā)展趨勢中,有著很好的發(fā)展前途。生產(chǎn)車質(zhì)量好,操作簡便,價(jià)格便宜的載貨汽車將適合大多數(shù)消費(fèi)者的要求。在國家積極投入和支持發(fā)展汽車產(chǎn)業(yè)的同時(shí),能研制出適合我國國情,包括道路條件和經(jīng)濟(jì)條件的車輛,將大大推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和社會經(jīng)濟(jì)的提高。
國外中型貨車驅(qū)動(dòng)橋開發(fā)技術(shù)已經(jīng)非常的成熟,建立新的驅(qū)動(dòng)橋開發(fā)模式成為國內(nèi)外驅(qū)動(dòng)橋開發(fā)團(tuán)體的新目標(biāo)。驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)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(dòng)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(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上,劃分并設(shè)計(jì)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(jì)方法,能夠縮短新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)時(shí)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(jì)方法, 優(yōu)點(diǎn)是: 減少設(shè)計(jì)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(fèi)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(jìn)行振動(dòng)分析研究的最先進(jìn)的現(xiàn)代方法與手段之一。它可以定義為對結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性的解析分析(有限元分析)和實(shí)驗(yàn)分析(實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析),其結(jié)構(gòu)動(dòng)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(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)是在對系統(tǒng)做動(dòng)力學(xué)分析時(shí),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(dòng)橋的振動(dòng)特性不但直接影響其本身的強(qiáng)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(dòng)橋進(jìn)行模態(tài)分析,掌握和改善其振動(dòng)特性,是設(shè)計(jì)中的重要方面。
(3) 驅(qū)動(dòng)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(jìn)行嚴(yán)格的簡化,既可以考慮各種計(jì)算要求和條件,也可以計(jì)算各種工況,而且計(jì)算精度高。有限元法將具有無限個(gè)自由度的連續(xù)體離散為有限個(gè)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(jì)算機(jī)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(dòng)橋殼設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)有力的工具。
(4) 電子智能控制技術(shù)進(jìn)入驅(qū)動(dòng)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(dòng)防抱死控制)、ASR(驅(qū)動(dòng)力控制系統(tǒng))等系統(tǒng)。
(5) 高性能制動(dòng)器技術(shù)
在發(fā)達(dá)國家驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品中, 已出現(xiàn)了自循環(huán)冷卻功能的濕式制動(dòng)器橋、帶散熱風(fēng)送的盤式制動(dòng)器橋、適于ABS的蹄、鼓式和盤式制動(dòng)器橋、帶自動(dòng)補(bǔ)償間隙的盤式制動(dòng)器等配置高性能制動(dòng)器橋, 同時(shí)制動(dòng)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(dòng)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。
選題的目的和意義:驅(qū)動(dòng)橋是汽車底盤的重要組成部分,汽車驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)參數(shù)除了對汽車的可靠性與耐久性有重要影響外,也對汽車的行駛性能如動(dòng)力性、平順性和操作穩(wěn)定性等有著直接的影響,因此它的性能好壞直接影響汽車的整車性能,其工作條件惡劣,易磨損,經(jīng)常發(fā)生故障,這些都對其設(shè)計(jì)提出了很高的要求。設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、造價(jià)低廉的驅(qū)動(dòng)橋,能大大降低整車生產(chǎn)的總成本,推動(dòng)汽車經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此研究驅(qū)動(dòng)橋的工作特性,并對其進(jìn)行設(shè)計(jì),是非常重要和必須的。本設(shè)計(jì)的研究目的在于通過汽車整體的匹配性設(shè)計(jì)完成驅(qū)動(dòng)橋的主減速器、差速器等部件的設(shè)計(jì)與技算,并完成校核的設(shè)計(jì)過程。
二、設(shè)計(jì)(論文)的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容:
(1)研究主減速器的組成、結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì);
(2)然后參考類似驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu),確定出總體設(shè)計(jì)方案;
(3)對主,從動(dòng)錐齒輪,差速器圓錐行星齒輪,半軸齒輪,全浮式半軸和整體式橋殼的強(qiáng)度進(jìn)行校核以及對支承軸承進(jìn)行壽命校核。
(4)對結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
技術(shù)要求(研究方法):
(1)要求研究汽車有限元分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)基本理論,并將其與機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、材料力學(xué)、計(jì)算機(jī)軟件等相關(guān)知識有機(jī)結(jié)合、熟練運(yùn)用;
(2)要求運(yùn)用CAD/CAM/CAE軟件進(jìn)行建模;
(3)運(yùn)用有限元分析軟件進(jìn)行有限元靜力學(xué)分析,重點(diǎn)進(jìn)行彎曲強(qiáng)度分析;
(4)應(yīng)用有限元分析軟件實(shí)現(xiàn)參數(shù)優(yōu)化。
擬解決的主要問題:
(1)汽車驅(qū)動(dòng)橋方案的確定;
(2)驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)形式分析和主要參數(shù)的確定;
(3)主減速器及差速器等部件的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核;
(4)保證汽車具有最佳的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。
三、技術(shù)路線(研究方法)
調(diào)研并查閱相關(guān)資料
確定總體方案
驅(qū)動(dòng)橋殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
驅(qū)動(dòng)半軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
差速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
主減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
完成畢業(yè)設(shè)計(jì)和說明書
主減速器參數(shù)計(jì)算
差速器參數(shù)計(jì)算
驅(qū)動(dòng)橋殼參數(shù)計(jì)算
驅(qū)動(dòng)半軸參數(shù)計(jì)算
強(qiáng)度校核
利用AUTO CAD繪圖
四、進(jìn)度安排
(1)調(diào)研、資料收集、完成開題報(bào)告 第2周
(2)整體方案設(shè)計(jì),完成結(jié)構(gòu)示意圖(手繪)第3周
(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算,有限元分析,4-8周
(4)繪制設(shè)計(jì)圖9-12周
(5)編寫設(shè)計(jì)說明書13周
(6)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)審核、修改 第14、15周
(7)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯準(zhǔn)備及答辯 第16周
五、參考文獻(xiàn)
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六、備注
指導(dǎo)教師意見:
簽字: 年 月 日