某轻型货车驱动桥的设计文献综述

 2022-08-05 02:08

1. 国内研究状况

目前国内对驱动桥的设计仍然沿用传统的设计方法,首先进行驱动桥总体方案设计,从二维图着手设计出各零件,做简单的强度校核、反复修改,最终得出一种比较完善的设计方案。在设计时经常参考以前设计出的驱动桥并稍加修改(主要是尺寸的变化),最终形成系列化的驱动桥。因此目前驱动桥的设计主要存在以下几个问题技术含量较低采用传统的驱动设计方法,每一步设计都按既定的步骤完成,设计人员没有更多的思考空间。同时,我国的驱动桥制造企业技术力量参差不齐,但不论是大中型企业还是小型企业其产品设计水平和工艺制造水平都相对落后。因此,我国生产的汽车驱动桥普遍存在噪音、异响、漏油甚至更为严重的有抱死等问题。严重地影响整车的性能和安全,是客户所不能接受的。这充分表现了技术含量较低,不能完全满足使用要求。技术创新能力不够使用传统的设计方法对驱动桥进行设计,不重视技术的创新,很多阶段的设计只停留在对以前产品的修改上,对驱动桥所出现的问题(如受力、噪音等)不会分析,只能照搬、照套,从根本上无法创新。CAD软件技术应用落后CAD一般指以计算机作为辅助工具的各种应用技术,是以计算机外围设备及其系统软件为基础,包括二维绘图设计、三维几何造型设计、有限元分析(FEA)及优化设计、数控加工编程(NCP)、仿真模拟及产品数据管理(PDM)等内容。然而,我国驱动桥生产企业的CAD应用大部分只是停留在计算机绘图阶段,产品设计还局限于几何尺寸设计。在产品设计过程中,利用计算机技术及先进软件,对汽车车桥的有限元分析和动态仿真的应用还极为落后。 最近几年,国内驱动桥的设计技术也得到了一定的发展,除了设计人员的CAD软件应用水平得到逐步提升外,一些专业技术人员还对这些大型商用软件(如CATIA)软件进行二次开发,使其完成某一特定产品的设计更为方便。大型商用软件的二次开发技术的应用,就是以大型通用CAD软件为基础,结合自身实际情况,进行不同程度的用户化、本地化开发,以建立本地化的应用绘图系统和数据库,形成具有自身特色的CAD系统。 对大型商用三维CAD软件二次开发虽然得到了一定程度的发展,但国内在这方面软件的应用还是不多,原因是二次开发的应用软件大多附属于大型商业CAD软件平台并作为独立模块被商业化,或一些开发的特定产品设计系统作为企业的技术机密不向社会公开。我国虽有一些文献,但技术层次比较低,缺乏系统的研究资料。 2011年,张学苼,张涛,张慧波分析了CA1040P90L2轻型货车驱动桥中各种主要零部件的结构形式,基本参数选择与设计计算,并对各主要零部件进行了三维建模,给出了CA1040P90L2轻型货车驱动桥的三维设计,实现了三维装配仿真与运动仿真。通过驱动桥的设计实现了零部件的全参数建模[1]。2014年,迟利君提出,驱动桥的作用是放大汽车变速器产生的转矩或由货车传动轴传递 过来的转矩 , 两侧车轮被分配合理转矩 ,使货车驱动轮在行驶过程中符合差速要求 普通载重货车驱动桥简化结构、缩减大小及质量、降低能耗及原材料 、高效利用空间 , 应用双曲面齿轮啮合传动 ,采用单级减速器 ,普通货车适用公路可以根据具体载荷选配差速器。2011年,张平霞,朱永强利用 Solidworks建立了驱动桥三维模型 ,并进行了振动模态分析 ,找到 5阶共振频率以及对应的振动位 移 ,为避免系统共振提供了依据[3]。2016年,袁敬琰,史振萍针对低速货车后驱动桥,对差速器、主减速器、驱动桥壳、半轴等零部件进行了设计与选择,重点计算选择了差速器和主减速器主要参数.对称式圆锥齿轮差速器、组合式桥壳的单级主减速器、分段式桥壳及悬浮式半轴的结构设计符合低速载货汽车对驱动桥的各项要求,对促进低速货车经济的发展具有积极作用[4]。2012年,张广新介绍了驱动桥的功能,驱动桥的故障现象并分析 了产生这种故障的原因,以及分析故障的方法。为更快更准确地处理车辆故障 提供 ,了依据,从而提高了车辆的出动率、保证了车辆的运输效率[5]。2016年,周开平分析了驱动桥承受车轮与车身、车架之间的各种负荷,以及调节整车运动学、动力学特性。半轴套管出现断裂,将严重影响整车的使用性,危及人身安全。通过宏观、微观。金相检验等分析驱动桥半轴套管断裂失效模式,并通过模拟路况和动载工况下的驱动桥半轴套管焊缝强度计算,找出桥壳半轴套管断裂失效原因,以提高煤矿人员运输的安全性[7]。2015年,赵立,俞沛齐,屈义描述了自动导引车在重型卡车行业驱动桥总成装配线中的运用,并通过实际工程案例揭示了自动导引车作为柔性制造平台关键设备,在自动化生产线搭建时展现的柔性优势、效率优势、质量控制优势[8] 。2011年,吴春虎所研究的整体式驱动桥桥壳在载货汽车设计制造领域应用广泛,其不仅支承汽车自身和货物总重量,将载荷传递给车轮,还承受由驱动车轮传递的牵引力、制动力、侧向力、垂向力的反力以及反力矩,并经悬架传给车架或车身。在车辆行驶过程中,由于道路条件差异巨大,驱动桥壳受到车轮与地面间产生的冲击载荷之影响,可能引起桥壳变形或折断。故而驱动桥壳应具有足够的强度、刚度和较好的动态特性[9]。2010年,朱航生对汽车驱动桥的轻量化研究中,从零件材料,制造工艺,产品设计,产品定位等方面介绍了研发轻量化驱动桥的途径,最后还介绍了我国汽车驱动桥轻量化面临的困境[10]

2. 国外研究现状。 在西欧,带轮边减速的双击主减速器后驱动桥只占整个产品的40%,且有呈下降趋势,在美国只占10%,其原因是这些地区的道路较好,采用单机减速双曲线螺旋锥齿轮副成本较低,故大部分均采用这种结构。国外汽车驱动桥已普遍采用限滑差速器,可以大大减少轮胎的磨损。国内企业一部分使用,主要是因为成本较高[11]

亚洲、非洲和拉美国家则采用带轮边减速的双级主减速器的驱动桥,用于非道路和恶劣道路使用的车辆。因此可以得出结论:一个国家的道路越差,则采用带轮边减速双级主减速器驱动桥越多,反之,则越少。国内有几个制造商生产比例扭矩差速器,单据微单周姐,锁紧系数为138,较3周节要小得多。徐州良羽传动机械有限公司在停车制动器上也做了一些工作,主要用于重型卡车产品,但国产此类产品的可靠性还有待提高。 2016年,后驱动桥总成和中和能力的车辆一文指出,具有至少一个后轮驱动的车辆。车辆包括传动,主传动轴和后桥总成。后桥总成可以选择性的发送功率传输到最后的车轮。选择性发射功率、后桥总成包括一个后桥输入轴、中和剂、差分输入轴,和一个差分。中和剂是用于机械连接并从差分输入轴断开后桥输入轴[12]。由于CAD软件研究开发较早,技术力量雄厚,已投入了大量的人力物力发展CAD软件,出现了如CATIA, PRONE, UG, IDEAS等大型且功能齐全的CAD软件。汽车零部件企业根据自身产品的具体设计需求,纷纷通过变量化设计技术研制出适应本企业产品开发的专用CAD软件系统(如英国Locus集团采用的制动器设计系统),使得产品的设计周期大大缩短。据报道,日本各汽车生产厂家最近纷纷导入IT技术,其中最明显的是使用计算机完成设计并在此基础上模拟产品安全性能实验。各种软件的开发,使得新车的性能得到很大地改善,开发时间已缩短到了一年左右,从而大幅度地节省了开发时间和成本。

3. 总结 在具体工艺方面,我国和世界水平的差距还比较大目前国内外驱动桥研究的重点在于:从制造技术寻求制造工艺先进、制造效率高、成本低的方法;从齿轮减速形式上将传统的中央单级主减速器发展到现在的中央及轮边双级减速或双级主减速器结构;从齿轮的加工形式上车桥内部的主从动齿轮、行星齿轮及圆柱齿轮采用精磨加工,以满足汽车高速行驶要求及法规对于噪声控制的要求此外,在驱动桥上采用新的密封技术、降噪技术,归根结底后桥的功用还是承载和驱动。 参考文献:[1]张学忱,张涛,张慧波. CA1040P90L2轻型货车驱动桥设计[J]. 工程图学学报,2011,06:5-8.[2]迟利君. 货车驱动桥分析与设计[J]. 硅谷,2014,04:127 105.[3]张平霞,朱永强. 货车驱动桥振动分析[J]. 拖拉机与农用运输车,2011,01:85-86.[4]袁敬琰,史振萍. 低速载货汽车驱动桥的设计[J]. 河北农机,2016,11:52-53.[5]张广新. 汽车驱动桥故障分析[J]. 中国科技纵横, 2012(9):128-128.[6]雅式. 美国德纳公司推介专为中国市场而设之驱动桥[J]. 轻型汽车技术,1996,02:36.[7]周开平. 防爆胶轮车驱动桥半轴套断裂分析及强度计算[J]. 煤矿机电,2016,01:105-108.[8]赵立,俞沛齐,屈义. 自动导引车在驱动桥装配生产线中的应用[J]. 物流技术与应用,2015,08:127-129.

[9]吴春虎. 轻型货车驱动桥壳结构分析及轻量化设计[D]. 山东大学, 2011.[10]朱航生. 汽车驱动桥的轻量化研究[J]. 汽车零部件,2010,07:74-75 77.

[11]. Volvo Truck Corporation; Patent Application Titled 'Vehicle with Rear Drive Axle Assembly and the Ability to Neutralize' Published Online (USPTO 20160280066)[J]. Politics amp; Government Week,2016.[12]. Trucks and Other Vehicle Companies; New PACCAR Drive Axle Standard for Peterbilt Model 579[J]. Journal of Transportation,2016.

资料编号:[75820]

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