一种新技术公路型驱动桥的开发应用

发布时间：2017-07-16 08:31

  本文关键词：一种新技术公路型驱动桥的开发应用

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【摘要】：商用车动力总成包括发动机、变速箱、驱动桥,驱动桥作为三大总成之一且是动力传递的最末端,作用重大。随着我国高速公路发展迅速,法规的完善,国内商用车主机厂纷纷发展自己的公路型产品,对应公路型驱动桥发展也迫在眉睫。未来公路型驱动桥发展方向为“安全、高可靠、高效、高舒适、高间隔里程”,简称“4H+S”,与国际驱动桥发展趋势符合。首先,论文阐述了课题研究背景与意义,对国内外车桥发展现状进行了描述,说明了课题来源及任务。为提升现有产品竞争力,打造全新一款公路型驱动桥,分析了不同的技术路线,最终选择轻量化程度较高的美驰技术作为技术路线,通过对标分析,确定了课题目标：新的桥总成扭矩能力提升5%,重量降低220kg/套桥,噪音降低3dB,机械效率提升2.3%,轮边维护里程提升3万km,实现了公路型驱动桥安全、可靠、高效、高舒适、高间隔里程的特点。根据国外先进技术路线,结合国内应用实际情况,分主减总成、桥壳总成、轮边总成(含制动器)三大模块分别进行竞争力对标分析,确定开发方案。原设计主减总成存在重量重、零件数量多、空间布置不够合理、传动效率不高等劣势,新研究主减总成将轴间差速器由原来布置在圆柱齿轮上方更改为布置在下方,圆柱齿轮与半轴齿轮合二为一,通过增加主锥轴承支撑臂长度取消导向轴承等。通过结构、工艺创新,解决了原设计主减总成存在的劣势。桥壳总成主要是解决轻量化问题,将原截面150x160x14优化为150x160x12截面,达到了降低桥壳重量的目的。轮边的创新,主要有三点：一是润滑方式由脂润滑更改为油润滑,提升了保养周期；二是轮毂采用高牌号球铁材料,在性能不下降的前提下降低重量,制动鼓采用双金属复合工艺,达到降低重量、延长使用寿命目的。三是制动器的重新设计主要体现在结构优化及轻量化上,将传统结构制动器更改为美驰技术的快换式轻量化制动器,维修工时大大缩短,同时达到轻量化设计目的。根据理论优化设计,样桥试制完成后经过相关道路试验、台架试验、小批试销等,达成了原来设定目标,大大提升了竞争力。
【关键词】：驱动桥 主减总成 桥壳总成 轮边总成
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.218
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 引言11-12
• 1.2 商用车驱动桥国内外发展现状12-14
• 1.3 目前存在的主要问题14-16
• 1.4 主要研究内容16
• 1.5 本章小结16-17
• 第2章 驱动桥整体设计17-34
• 2.1 驱动桥总成结构形式及布置17-18
• 2.2 驱动桥匹配设计一般流程18-20
• 2.3 驱动桥模块化设计20-21
• 2.4 驱动桥设计和分析的理论21-34
• 2.4.1 有限元分析方法介绍21-22
• 2.4.2 Hyperworks仿真分析软件介绍22
• 2.4.3 应用Hyperworks对驱动桥进行设计分析过程介绍22-34
• 2.4.3.1 网格划分26-28
• 2.4.3.2 创建连接28-31
• 2.4.3.3 建立材料及属性31-32
• 2.4.3.4 各工况边界条件及工况的建立32-33
• 2.4.3.5 弯曲工况计算33-34
• 第3章 主减模块的设计研发34-53
• 3.1 引言34-35
• 3.1.1 主减速器的齿轮类型34
• 3.1.2 主减速器的减速形式34-35
• 3.1.3 主减速器主、从动锥齿轮的支承形式35
• 3.3 主减设计的理论计算方法35-43
• 3.3.1 主减速齿轮计算载荷的确定36
• 3.3.2 主减速器从动齿轮的平均计算转矩36-37
• 3.3.3 主减速器从动齿轮的强度计算37-39
• 3.3.4 主减速器轴承的计算39-41
• 3.3.5 差速器齿轮的计算41-43
• 3.4 主减总成设计43-45
• 3.5 理论计算45-51
• 3.5.1 输入轴有限元计算结果46-48
• 3.5.2 贯通轴有限元计算结果48-49
• 3.5.3 十字轴有限元计算结果49
• 3.5.4 半轴有限元计算结果49-50
• 3.5.5 齿轮类计算50-51
• 3.6 主减总成的试验验证51-52
• 3.7 本章小结52-53
• 第4章 桥壳总成的研发53-61
• 4.1 引言53
• 4.2 桥壳总成存在的主要问题53-54
• 4.3 桥壳CAE分析54-58
• 4.4 桥壳总成台架验证58-60
• 4.4.1 加载条件58-59
• 4.4.2 检验结果如下59-60
• 4.5 本章小结60-61
• 第5章 轮边总成的研究61-79
• 5.1 引言61
• 5.2 油润滑轮端开发61-66
• 5.2.1 国际标杆对比61-62
• 5.2.2 “免维护”技术形式特点介绍62-65
• 5.2.3 国产化的油润滑轮边台架验证65-66
• 5.2.3.1 试验依据65
• 5.2.3.2 试验条件65
• 5.2.3.3 试验台示意图65-66
• 5.2.3.4 试验方法66
• 5.2.3.5 试验结果66
• 5.3 一种新型制动鼓开发66-70
• 5.3.1 现有制动鼓存在的问题66-67
• 5.3.2 拟开发的产品概况67
• 5.3.3 国外复合式制动鼓的使用情况67
• 5.3.4 新型制动鼓开发67-70
• 5.4 新型轮毂开发70-75
• 5.4.1 改进前后CAE分析72-75
• 5.6 新型制动器的研发75-78
• 5.6.1 对标分析75-77
• 5.6.2 目标提升方案77-78
• 5.7 本章小结78-79
• 结论与展望79-81
• 参考文献81-84
• 致谢84

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本文编号：547858