斯太爾重型車雙級主減速器設計

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SY-025-BY-3 畢業(yè)設計（論文）開題報告 學生姓名 吳文強 系部 汽車與交通工程 專業(yè)、班級 車輛07-6班 指導教師姓名 趙國遷 職稱 高級實驗師 從事 專業(yè) 汽車運用技術 是否外聘 □是否 題目名稱 斯太爾重型車雙級主減速器 一、 課題研究現(xiàn)狀，選題的目的、依據(jù)和意義 1.重型車主減速器國外發(fā)展現(xiàn)狀： 重卡驅動是靠減速增扭來實現(xiàn)的，減速增扭則要通過車橋的核心部件減速器實現(xiàn)。重卡車橋的減速方式主要有單級減速橋、中央雙級減速橋和輪邊(雙級)減速橋。在歐、美重卡中雙級主減速器后驅動橋只占整個產品的40%，且有呈下降趨勢，在美國只占10%；日本采用該結構的產品更少。其原因是這些地區(qū)的道路較好，采用單級減速雙曲線螺旋錐齒輪副成本較低，故大部分均采用這種結構。而亞洲、非洲和南美國家則采用雙級主減速器的驅動橋，用于非道路和惡劣道路使用的車輛(工程自卸車等)。當?shù)氐缆酚顒t采用雙級主減速器驅動橋愈多，反之，則愈少。 國外汽車驅動橋已普遍采用限滑差速器、濕式行車制動器等先進技術。限滑差速器大大減少了輪胎的磨損，而濕式行車制動器則提高了主機的安全性能，簡化了維修工作。國內僅一部分車使牙嵌式差速器。限滑差速器成本較高，因而在多數(shù)國產驅動橋上一直沒有得到應用。目前向國內提供限滑差速器的制造商主要是美國TraCtech公司和德國采埃孚公司。美國Tractech公司在蘇州的工廠即將建成投產，主要生產牙嵌式、多片摩擦盤式差速器。［1］ 2.重型車主減速器國內發(fā)展現(xiàn)狀： 我國2010年主流重卡企業(yè)市場高速發(fā)展，銷量幾乎全線飄紅，產銷再創(chuàng)歷史新高。其中，前三甲企業(yè)一汽，中國重汽，東風公司上半年重卡銷量均超過10萬年。半掛牽引車累計銷售201953量，銷售同比累計上升227.93%。其中40噸<準拖掛車上半年以前所未有的高速增長，開創(chuàng)了國產大噸位重卡的先河，說明了重卡市場正在向大噸位大馬力，高速化發(fā)展的趨勢。據(jù)我國工信部消息，2015年重卡市場的產能規(guī)劃在300萬量以上。在這樣的汽車行業(yè)市場需求下，作為汽車工業(yè)的重要配套行業(yè)，中國車橋行業(yè)的產銷量同樣呈上升趨勢。隨著汽車行業(yè)的高速發(fā)展，汽車在節(jié)能，環(huán)保，舒適等方面的性能將顯著提升，這就要求車橋產品的性能進一步提高。車橋作為重卡的核心總成，其重要性受到越來越多的關注?？萍嫉难该桶l(fā)展也將帶領未來重卡車橋朝著輕量化，大扭矩，長壽命和地生產成本的方向發(fā)展，同時技術含量高的驅動橋附件和電子技術將會得到廣泛的應用。 在我國重卡中單級橋因為橋包尺寸大，離地間隙小，導致通過性較差，應用范圍相對較小，雙級減速器的應用占有很大一部分比例。我國重卡大量使用的斯太爾驅動橋屬于典型的雙級減速器，其二級減速的結構，主減速器總成相對較小，橋包尺寸減小，因此離地間隙加大，通過性好，承載能力較大。廣泛用于公路運輸，以及石油，工礦，林業(yè)，野外作業(yè)和部隊等多種領域的車輛。不過，雙級減速器也有傳動效率低，油耗高，結構相對復雜，產品價格高等缺點。 不管重型車的技術含量提升得多快,在未來10年大多數(shù)重型車的車橋和懸架結構不會有明顯的改變,傳統(tǒng)的結構和型式仍處于主導地位。在相同結構的基礎上推出各自車橋的亮點，是每一個專業(yè)廠必須不斷研究的問題。以前,各廠家主要是在載重噸位上進行競爭,但在國家法規(guī)的限定下,車橋的載重能力不可能有太多的增加,現(xiàn)在各專業(yè)廠家采用最多的方法是不斷增加車橋及其附件的技術含量,從橋殼的制造工藝、車橋的減速形式、車輪的制動方式等方面入手,通過吸收國外一些先進的技術,推出具有本企業(yè)特色、結構先進、承載能力強的車橋,不斷提升產品的制造質量及服務質量。 在齒輪減速形式上，從傳統(tǒng)的中央單級減速發(fā)展到了現(xiàn)在的中央及輪邊雙級減速或雙級主減速器結構,不但擴寬了車橋轉速比的范圍,有利于輸出轉速及輸出扭矩的調整。還由于把減速機構放到輪邊后,使得車橋中央的第一級減速比做得比較小,因此橋殼中部離地間距較大,能很好地滿足汽車通過性的要求。由于汽車高速行駛要求及法規(guī)對于噪音的控制要求,為了降低齒輪在高速運轉下的磨損,增加車橋的使用壽命,降低維修費用,車橋內部的主、從動齒輪、行星齒輪及圓柱齒輪逐漸采用精磨加。但由于精磨加工成本較高,因此在貨車車橋上的應用還不是很多,但這也是以后高速車橋發(fā)展的需要。［2］ 3.意義： 對于重汽斯太爾等一些重型車來說，由于載荷巨大，所要求的傳動比大，所以減速器的設計至關重要。主減速器是汽車傳動系中減小轉速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齒數(shù)少的錐齒輪帶動齒數(shù)多的錐齒輪。對發(fā)動機縱置的汽車，其主減速器還利用錐齒輪傳動以改變動力方向。由于汽車在各種道路上行使時，其驅動輪上要求必須具有一定的驅動力矩和轉速，在動力向左右驅動輪分流的差速器之前設置一個主減速器后，便可使主減速器前面的傳動部件如變速器、萬向傳動裝置等所傳遞的扭矩減小，從而可使其尺寸及質量減小、操縱省力。 4.目的： 綜合運用機械設計、理論力學、材料力學、汽車構造、汽車理論、汽車設計等知識和繪圖技能，完成傳動裝置的測繪與分析，通過這一過程全面掌握汽車主減速器的結構、強度、制造、裝配以及表達等方面的知識，培養(yǎng)綜合分析、實際解決工程問題的能力。 二、 設計（論文）的基本內容,擬解決的主要問題 1.基本內容： 載貨汽車的有關參數(shù) 名稱 代號 參數(shù) 驅動形式 4×2 裝載質量／t 8.510 總質量／t 16 發(fā)動機最大功率／kw及轉速／r／min - 140-2500 發(fā)動機最大轉矩／N.m及轉速／r／min - 700-1400 輪胎型號 11.00-20 變速器傳動比 5.2 0.72 最高車速／km／h 92 在本畢業(yè)設計中，針對載貨汽汽車的整體式雙級主減速器進行設計，使之具有足夠的強度和剛度以及較高的傳動效率，通過對主減速器主要結構尺寸的計算，分析雙級主減速器的結構形式、特點及工作原理，進行主減速器總成及零部件的結構及尺寸設計，完成齒輪及軸承等的強度校核。繪制總裝配圖和主要零件圖，編寫設計說明書。 2．擬解決的主要問題： 驅動橋中主減速器的設計應滿足如下基本要求： （1）所選擇的主減速比應能保證汽車既有最佳的動力性和燃料經(jīng)濟性。 （2）外型尺寸要小，保證有必要的離地間隙；齒輪其它傳動件工作平穩(wěn)，噪音小。 （3）在各種轉速和載荷下具有高的傳動效率；與懸架導向機構與動協(xié)調。 （4）在保證足夠的強度、剛度條件下，應力求質量小，以改善汽車平順性。 （5）結構簡單，加工工藝性好，制造容易，拆裝、調整方便。 三、技術路線（研究方法） 主減速器結構方案分析 主減速器結構形式 主減速器設計計算 主、從動錐齒輪的支承方案 第一級齒輪設計計算 差速器及橋殼設計 第二級齒輪設計計算 軸的設計與校核 軸承的設計與校核 繪圖及編寫說明書 四、進度安排 第一周～第二周 （3月2日-3月15日） 查閱資料，學習主減速器設計，開題報告。 第三周 （3月16日-3月21日） 撰寫文獻綜述。 第四周～第六周 (3月22日-4月5日） 主減速器傳動比計算及主、從動錐齒輪齒數(shù)分配；主、從動錐齒輪設計計算和校核； 第七周～第九周（4月6日-4月28日） 二級主、從動圓柱齒輪齒數(shù)分配；主、從動圓柱齒輪設計計算和校核； 第十周 (4月29日5月9日) 軸承的選擇及箱體設計 第十一周～第十二周（5月10日-5月24日）繪制主減速器設計裝配圖及零件圖。 第十三周～第十四周（5月25日-6月7日） 修改圖紙、完成設計說明書。 第十五周～第十六周（6月8日-6月21日） 對圖紙及設計說明書進一步修改，對設計圖紙及設計說明書內容、格式、英文摘要等進行最終審查和修改。 第十七周 （6月22日-6月28日） 畢業(yè)答辯 主要參考資料 [1] 劉惟信主編. 汽車設計.北京:清華大學出版社 [2] 仙波正莊（日）．行星齒輪傳動及應用[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1998 [3] 成大先．機械設計手冊[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2002 [4] 陳家瑞主編.汽車構造（下）．北京:人民交通出版社.2000 [5] 《汽車工程手冊》編輯委員會.汽車工程手冊.北京：人民交通出版社.2001 [6] 李秀珍主編.機械設計基礎（第3版）．北京：機械工業(yè)出版社，2003 [7] 吉林工業(yè)大學汽車教研室編.汽車設計.北京：機械工業(yè)出版社，1981 [8] 機械設計手冊委員會編.機械設計手冊第3卷.北京：機械工業(yè)出版社，2004 [9] 機械設計手冊委員會編. 機械設計手冊第2卷.北京：機械工業(yè)出版社，2004 [10] 劉鴻文主編.材料力學（第三版）．北京：高等教育出版社，1993 [11] 機械設計手冊編委會.機械設計手冊 減速器和變速器[M].機械工業(yè)出版社，2007 [12] 沈綿主編.汽車底盤構造與檢修[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006 [13] 彭文生等.機械設計與機械原理指南[M].華中理工大學出版社.1998 [14] 管曉忙等主編，斯太爾系列柴油車結構與維修[M].2009 [15] Detached we Eddy si Lations Over a si lified Landing Gear.L.5.He dges ，A .L Travin[M].PR. Spalart. Journalfo FluidsEngineering.2002 [16] The Key Cballenges for Northerican Truck Manu facturers[M].Beyond Au tmootive design production.JustinCok.2006 六、備注 指導教師意見： 簽字： 年 月 日 6