毕业设计(论文)
文献综述
专业机械设计制造及其自动化
班级
学生
指导教师
x x x x x x x x大学
2016
摘要
驱动桥作为汽车的四大总成之一位于汽车传动系统末端,一般由主减速器、车轮传动装置、差速器和驱
动桥壳等组成。驱动桥在整车系统的功能是增大由传动轴或变速器传来的转矩,并将动力合理的分配给左、右驱动轮,实现汽车行驶运动中所要求的左、右驱动轮的差速功能。它的性能的好坏直接影响着汽车整车性能的好坏,所以驱动桥对于汽车非常重要。同时汽车在行驶的过程中面临的道路环境多种多样,这样就使得驱动桥的工作环境变得极其恶劣,要承受来自路面和车体的各种振动、冲击和作用力。而汽车在运行过程中的平顺性、舒适性、耐久性、通过性、振动噪声、传动效率都与驱动桥密切相关[1]。本文主要介绍汽车驱动桥的研发现状、发展前景、应用现状、内部主要零件的组成、传动方案等。
汽车桥壳关键词:汽车驱动桥,模块化设计,开发模式,整体性能,车桥市场
前言
随着我国经济的不断发展,目前我国已经成为世界第二大经济体,在经济发展的同时我国的汽车工业也迅猛的发展壮大,汽车工业随之带动了个汽车领域的零部件相关的产业链的发展。驱动桥作为汽车四大总成之一,也跟随着汽车工业的发展而得到了相应的发展,国内的零部件厂家已经在研发生产过程中逐步形成了专业化、系列化、批量化生产的局面。
驱动桥位于汽车动力传动系的末端,其主要部分为:主减速器(轮边减速器)、差速器、车轮传动装置和驱动桥壳等,驱动桥的基本功能是传递扭矩、增大扭矩,同时合理的将扭矩分配给左、右驱动轮并实现差速功能,还需要承受各种复杂的力的作用。驱动桥还对整车的机械性、可靠性、经济性等起着至关
重要的作用。
虽然目前我国汽车工业已经得到了一定的发展,但就汽车驱动桥方面而言,我国仍旧存在诸多需要继续提升的地方,例如我们自主的研发能力还是有一定的局限性,现代先进的电子技术运用在产品的研发生产上的不够全面,现代产品设计分析方法没有得到充分的运用,生产自动化、智能化不够明显等。同时中国现阶段正处
于不断发展的阶段,所以我们要紧跟时代的步伐,加快我们汽车工业的发展,成为时代潮流中的领航者。
1.汽车驱动桥的国内外发展研究现状
1.1国外驱动桥的发展
通过观察国外驱动桥技术,不难发现国外主要采用模块化技术和模态分析进行驱动桥的设计分析,所谓的模块化设计是指在一定的范围内在不同规格、不同功能或者相同功能而性能有差异的机械产品进行功能分析的基础上,设计划分一系列的功能模块,再将模块进行选择和组合构成不同的产品的设计方法。通过资料显示意大利企业许多都已经采用模块化设计方法进行设计,其中以DANA为代表企业。而摸态分析是当前运用于工程领域对工程结构进行振动分析研究,是当前最先进的现代设计方法与手段之一[2]。
模态分析即是对结构动态特性的解析(有限元分析)以及实验分析(实验静态分析),通常用模态参数来表征其动态特性。模态分析技术的工作原理是在做系统动力学分析时,采用模态坐标代替物理学坐标。这样做大大的压缩了系统分析时的自由度数量,并且提高了分析的精度。这样就减少了设计的投入量和在制造过程中的工装的投入量,提高了生产规模化的程度,压缩了零件的种类,大大的降低了制造的成本,同时将市场的响应程度提高了[8]。国外企业通过模态分析的方法在改善驱动桥的振动性能特性上取得了巨大的进步,同时运用于调整驱动桥的强度,以及改善整车的平顺性。
西欧国家采用的带轮边减速的双级主减速后驱动桥只在整个产品中占2/5已成下降的趋势。与此同时美国则只占到10%,究其根本原因与各个国家的路况存在密不可分的关系,与采用单级减速双曲线螺旋锥齿轮副成本相比较,前者的成本过高,所以在亚洲、非洲和南美洲国家才采用带轮边减速的双级主减速器的驱动桥(用于恶劣道路的车辆使用)。所以关于驱动桥种类的发展与国家的地域和国家的实际情况有关。
1.2国内驱动桥的发展
我国自主技术创新力不够,技术含量低,开发模式落后,运用到计算机辅助设计制造相当少,企业管理模式落后,是国内的驱动桥制造企业的主要问题。纵观国内的大多数中小企业中的开发模式主要由引进、测绘、自主开发三种组成,其中的测绘市场的在国内销路比较好,也是当前国内主要的开发模式。而那些民营企业或者小中型企业由于自身因素的局限,用于技术开发的资金不足,技术含量低,因此
只能通过测绘、仿制当前市场销售比较旺盛的汽车的驱动桥盈利,再销售给全国各地的配件市场。这种开发模式对我国的驱动桥产品的研发水平的提高无疑是杯水车薪,无法带动我国驱动桥产品的开发水平。
驱动桥产业在中国的发展过程中还存在许多的问题,例如将重心放在劳动力密集型的产品中,同时驱动桥产业结构也不合理;生产技术密集型的产品还不成熟,明显的落后于那些发达国家;生产要素的决定性作用没有得到稳定的体现而是转向削弱的方向;驱动桥企业生产中对自然的破坏力大、对环境的污染严重、自动化程度低、能源消耗大、生产效率低;国内的相关企业总体呈现管理水平落后、自主创新能力薄弱、生产规模偏小等。我的重型汽车驱动桥的研发能力与世界先进驱动桥设计技术还有相当大的差距,虽然我过驱动桥制造企业在过去的发展历程中取得了一些成果,但是大多是在引进国外技术、仿制、以及改进的基础上取得的。我国也存在及个别有实力的驱动桥制造企业,它们有属于自己的研究开发机构,但是都处于发展的初级阶段。而在科技蓬勃发展的今天,随着科技迅速的推动,高新技术应用和推广于汽车领域,国外先进技术的不断引进,企业自身研发团队的研发能力的提升,我们相信我国的驱动桥设计与制造会迎头赶上,跻身于世界世界先进汽车零部件设计制造技术水平的行列。
2.汽车驱动桥的发展前景和方向
由于中国正处于经济建设阶段,目前重型汽车的驱动桥主要应用于重型载货车上,我国的重型车桥总成
的整体性能上还存在许多的不足,由此在经济不断发展的今天,我国的车桥应该向轻量化低噪音、高效率、大扭矩、宽速比、长寿命、低成本、更舒适、更安全、更加注重电子化和环保的方向发展方向;同时向电子化、智能化方向迈进,比如在重型车车桥系统总成上运用电子制动系统(EBS)、ABS/ASR 系统,以及轮胎气压监控报警系统(TPM)集中润滑的运用,在车桥上安装充放气系统悬架等。然而满足大功率、大扭矩的发动机车桥产品必将是重型车桥的未来发展方向之一;车桥内部的零部件比如齿轮、其他传动机件工作平稳、可靠、低噪音也将是重型车桥的发展方向之一;车桥的零部件的标准化、产品的系列化、部件的通用化亦是发展的重要方向[12]。
3.汽车驱动桥的应用现状
随着近些年来我国重型车市场的不断的快速增长,以前重型车桥主要运用在重卡,现在随着我国的重型商用车市场的迅速的扩张,重型车车桥也逐渐的运用在商用车上。纵观我国车桥的销售数据,以2009年为例分析,我国2009年全年车桥的
销售总量是180万根,销售总额收入大约300亿元左右,就此而言我国的车桥的销售市场还是相当可观的。而数据车桥的销售额中前桥的销售量占整个车桥行业的销售额大约为30%,支撑桥在总的销售额中的比例不到1/10,数据分析后驱动桥、双联后驱动桥在目前的市场销售需求中还是占到了绝对的主导地位。再通过分析国内的重型车商用汽车的市场可知,目前驱动桥中运用单级减速器与双级减速器的比例
大致为4:6,在重型汽车上运用单级减速器驱动桥桥的主要是集中在一汽解放,东风汽车;而双级减速器驱动桥运用的企业主要是上汽红岩依维柯、陕西重卡、中国重汽以及北方奔驰等。
4.汽车驱动桥的组成
重型汽车的驱动桥主要由主减速器、车轮传动装置(半轴)、差速器、壳体等组成。
零部件介绍:
(1)主减速器:降低转速、增加扭矩、改变扭矩的传递方向。
(2)半轴:将扭矩从差速器传给车轮。
(3)差速器:使两侧车轮不等速旋转,适应转向和不同路面。
(4)驱动桥壳体:是主减速器、差速器等传动装置的安装基础。
5.结束语
随着我我国经济实力的不断提升,目前我国的汽车工业正在快速的腾飞,在过去的几十年里我们通过不断引进新技术并向国际先进技术学习,在自主设计研发能力上已经有了很大的进步,但在许多关键技术
上仍然与国际先进水平有一定的距离。因此我们不但应该取国际先进技术之长弥补我国的不足,同时加大力度提升我国汽车工业自主研发能力,在重型汽车领域取得巨大的突破。这对我国的经济、军事的发展也有着巨大的影响。同时随着我国科技的不断进步,许多高科技技术不断的引进入汽车工业例如有限元分析方法、自动控制系统的应用,我相信不久我将来我国的汽车工业一定会屹立在国际之巅。
6.参考文献
[1] 刘永辉,朱小波. 重型汽车驱动桥的基本结构及发展方向[J]. 科技经济市场. 2006(08)
[2] 郑燕萍,王瑜,宋怀兰. 汽车驱动桥壳现代设计方法的探讨[J]. 轻型汽车技术. 2007(06)
[3] 成大先,机械设计手册,单行本,[M].北京:化学工业出版社,2004.
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