1.1驱动桥壳简介

驱动桥壳是汽车总成中的主要承载件之一，它既是传动系的组成部分，也是行驶系的组成部分。驱动桥壳分为分段式桥壳、组合式桥壳、整体式桥壳。

分段式桥壳一般分为两段，因而易于铸造加工，但检修及拆卸很不方便，而且桥壳的强度和刚度比较低，过去主要用于轻型商用汽车，目前较少采用。组合式桥壳的铸件尺寸较小，因此桥壳质量较轻; 但它还不具备将主减速器及差速器总成调整好后再装入桥壳的优势，而是需要边安装边调整。组合式桥壳对加工精度的要求较高，其整个桥壳的刚度与整体式相比较差。整体式桥壳使用较广泛。整体式桥壳具有较高的强度和刚度，便于主减速器的装配、调整和维修; 但其形状复杂，应力计算相对较困难。整体式桥壳按照成形方式又可分为铸造桥壳、冲焊桥壳、机械胀形桥壳和内高压成形桥壳，各有其优缺点(见下表)。

1.2国内发展现状

早期的中重型车以铸造桥壳为主。铸造桥壳可以保证足够的壁厚和承载能力，但缺点是自重较大，而且常会出现制造砂眼等问题。2002 年，一汽集团开始在中重型车中采用冲焊桥壳。与铸造桥壳相比，冲焊桥壳具有重量轻、工艺性好、成形效率高、成本低等优点。冲焊桥壳的热成型不仅有效降低了成形力，而且基本解决了回弹问题，使产品质量得到很大提升。但一些卡车制造商已经开始采用抗疲劳性能更好的管坯胀形桥壳。

随着入世和中国运输结构变化、消费水平的提高，国内市场对中重型车产品需求向多层次、多品种方向发展。根据市场需求预测，未来市场对中重型载货车的需求稳步上升，到2005年将达到31万辆，2010 年达到40万辆。在总量需求中，重型车的需求增量较大，2005 年将占总需求的60%；2010 年将占总需求的70%。中型车需求量逐年递减且需求趋于稳定，需求量将长时间维持在总量的30%左右。未来5-10 年，中型车比重大幅度下降；7-10 吨车将逐步替代目前的中型车而成为未来市场的主导产品；10 吨以上重型车将随着国家的基础建设投资力度增加和公路运网的逐年完善而在未来几年内有较大幅度的增长。特别是高速公路的飞速发展，为大吨位、大功率载货车提供了得天独厚的有利条件；我国集装箱运输业的高速发展，也为大吨位、大功率载货车提供了广阔的用武之地。进入1999年后，重 型载货汽车高速增长，特别是2000 年、2001 年（上半年）其增长率分别达66.64%、86.32%，远远高于汽车行业增长率14%。2005 年的销售20万辆，每年增长率预测为17%。在未来的几年内，重型车和大型客车将进入高速增长时期，车桥的需求量也将随之剧增。重型车中一汽和二汽仍以生产准重型车为主，今后，其将加大大吨位16T和30T 重型车的开发。

1.3国外发展现状

在关于驱动桥壳强度和刚度考核的研究中，以往主要采用台架试验和整车行驶试验的方法，或采用在桥壳上贴应变片的电测方法。但这些方法都是在有桥壳样品的情况下才能采用，研究成本较高。为了节约研发成本，目前很多桥壳生产厂家依照经验来修改主要部件的参数，往往只校核一般静态工况下的强度、刚度，对动态特性的研究较少。汽车实际行驶中的工况比较复杂，驱动桥需要承受各种复杂工况所产生的动态载荷，而这些动态载荷所产生的动应力往往比静态应力高出很多倍；因此，动态荷载才是真正导致桥壳破坏的危险因素，按照经验修改参数的方法存在较大局限性。随着汽车智能化技术的发展，人们对汽车的舒适性、安全性要求也不断提高。国内外汽车专业研究人员投入了大量的时间和精力来分析研究 驱动桥壳总成，研究新材料、创新结构、改进工艺等，并取得了阶段性的成果。研究中主要运用了有限元法，提高产品的设计质量，缩短开发周期，降低了成本。

1.4研究目的及意义

目前国内外汽车驱动桥壳研究取得了很大的成果，但桥壳设计方面还存在很多缺陷。无论从传统研究方法的不确定性，到目前有限元方法研究的局限性，还是从CAE建模、性能分析到工艺设计方面研究等方面都存在不同程度的缺陷。若仅从单一工艺角度来进行分析，无法满足整体设计的精度要求。因此本次关于重型载货汽车车桥桥壳结构设计的毕业设计，我会以国内外桥壳现状为参考，尽量避免以上所列举的缺陷，虽然是以传统车桥桥壳设计为目标，但通过本次设计，可以学习到很多关于车桥设计的知识、一些3d建模软件、有限元分析方法等等，为今后学习和工作打下基础。

2. 研究的基本内容与方案

2.1设计的基本内容和目标

（1）根据重载货车的市场定位与承载要求，选择合适的驱动桥壳结构形式；

（2）选择合适的驱动器型号、参数，确定桥壳整体设计方案；

（3）对桥壳进行受力分析与数据计算，绘制桥壳结构图与三维效果图；

（4）计算并设计桥壳两端轴管，选择合适的焊接方式；

（5）设计驱动桥壳上的板簧结构，计算确定板簧距，实现桥壳最佳承载；

（6）根据驱动桥不同工况受力特点，对驱动桥结构进行强度校核。

2.2拟采用的技术方案及措施

（1）通过本校武汉理工大学图书馆、知网等途径查阅相关资料以及英文文献，了解国内外桥壳发展现状，提出自己的总体设计方案；

（2）参考国内关于重载货车驱动桥桥壳型号、参数资料数据，确定整体设计方案；

（3）参考《汽车车桥设计》一书对桥壳进行收了分析与数据计算，然后使用CAD等二维绘图软件绘制驱动桥壳结构图，使用Proe等三维绘图软件绘制三维效果图；

（4）通过数据计算设计出桥壳两端轴管，学习各种焊接方式的优缺点，选择合适的焊接方式，连接两端轴管与桥壳；

（5）根据重载货车的载重范围，计算桥壳最佳承载，设计出板簧结构并确定板簧距；

（6）用有限元分析法，针对各种不同工况对驱动桥进行强度校核。

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