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13t挂车车轴设计
一．课题的来源及现状
本课题来源于山东顺驰车轴有限公司，适合13t挂车车轴设计的选用，因此具有一定的实用价值。支承桥的基本结构是从货运汽车的后轴中去掉差速器齿轮和传动轴，其属于从动轴。要求它既能承受垂直载荷，又能承受纵向和横向载荷，并经过弹性悬架传递。
汽车的车桥也称为车轴，其两端安装车轮，通过悬架与车架相联。根据悬架的结构不同，车桥可分成转向桥、驱动桥、转向驱动和支承桥四种类型；汽车上的前桥多为转向桥，后桥或中后两桥多为驱动桥；越野汽车或部分轿车前桥既要转向又要驱动，故称为转向驱动桥；单桥驱动的三轴汽车的中桥或后桥多为支承桥，挂车上的车桥也是支承桥；重型车驱动桥因其驱动力矩和承载能力大，使其制造相对要求较高。国内重型车桥按技术水平分成三类，第一类：带有ABS、自动调整臂、轮边减速器、气囊悬挂的告诉重载车桥，如：北方奔驰引进德国奔驰技术。第二类：带有轮边减速器，具有更好越野性能的重型车桥，如：重汽、川汽、陕汽引进斯太尔技术。第三类：一汽、二汽自有技术。重型车桥从工艺不同可分为两类：一.铸造桥：重量较大，冲击韧性差，超载能力差。二.冲焊桥：重型冲焊桥，重量较轻，冲击韧性好，超载能力强。
目前国内桥壳的制造技术：(1)冲焊桥壳：冲焊桥壳工艺是经过气割下料后，中频加热冲压成型后两半对焊。这是一种传统的桥壳加工形式，具有工艺简单、材料利用率高、质量小、韧性高、弹性好、成本低的优点。但由于冲焊过程中，材料受热，使得材料分子结构发生了变化，失去了原有的状态致使强度降低。同时，由于在焊接过程中，不可避免地出现焊接缺陷，而焊接缺陷是影响整体强度的主要原因之一。(2)铸造桥壳：具有刚性好、强度高、塑性变形小、易铸成等强度梁等优点，但韧性及弹性没有冲焊桥壳好。为了达到更大的承载能力，往往以加大截面、增加安装尺寸的方式进行局部加强，这就使得整体质量大、铸造质量不易保证、成本较高，不适合整车进行轻量化及降成本设计。(3)整体冷成型无焊缝桥壳：这是一种新型的桥壳成型方式，其特点是采用国际最先进的低合金无缝钢管整体冷成形，无纵向焊缝，消除了由于材料受热而使品格发生变化后强度下降的影响。在冷成形的过程中，反而使强度大幅度提高，据实验，冷成形桥壳的抗弯和疲劳强度比热成型两半壳焊接桥壳可提高近一倍。
鼓式制动器的发展现状：中国经济的高速发展，对大吨位重型货车的需求将越来越多，所以各家厂家都加快发展国产重型载货汽车。而制动系统是重型载货汽车最重要的总成之一，它对保障汽车安全行驶起着极大作用，而且随着以提高动力性为目的的大功率和大扭矩的发动机装车数量逐步增多和行驶速度的提高，这种重要性表现得越来越明显；另一方面，由于道路行车密度的日益增大，交通事故频繁发生，引起了公众对道路交通安全的密切关注，这些因素对制动系统提出了更加苛刻的要求。制动控制的效果最终都须通过制动起来实现，通过制动盘和摩擦块或制动鼓和摩擦片的相互摩擦作用而控制车辆的运动状态，实现减速或停车。车辆的制动性能是主动安全性能的重要组成部分，也是车辆安全设计的基础和现代汽车研究的重要课题。为满足重型载货车因为整车重量增加、平均车速提高、比功率增加而迫切需要更大制动力的要求，目前在制动系统设计时采用加长调整臂、增大制动气室直径、加大制动气压、加大制动气制动要能因数等措施，这些措施在一定程度上解决了整车制动力不足的问题，但在实际使用中并未达到预期的设计初衷，还引发了制动响应慢、贮气筒容量不足及一些制动重要部件寿命降低的问题。因此需要对制动系统各部件性能相互匹配、影响制动力的主要参数作更深入的研究和找出解决此问题的有效措施。
二、设计要求
1、技术指标
（1）、标准载荷：13t
（2）、105km/h的行驶速度下，车轴安全系数大于3
（3）、制动力足够
2、质量指标
（1）、车轴轴体要有足够的强度和刚度，工艺性好；
（2）、制动可靠，可驻车制动，具有良好的制动稳定性；
（3）、转向灵活，转动阻力小，应有最小的转向半径。
三、工作内容
1、完成13t挂车车轴结构设计
2、完成13t挂车车轴的装配总图
3、完成13t挂车车轴的重要零件图设计
4、毕业设计说明书一份（中文摘要不少于300字，英文摘要不少于1200个印
刷符号）。
5、翻译与本专业相关的15000个印刷符号的科技英语文章
四．设计方案
1、本设计是挂车车后桥的设计，挂车后桥是非转向从动桥，采用较为广泛
的非断开式支持桥。非断开式驱动半轴中常采用全浮式支承和半浮式支承
两种形式。
2、桥壳应具有足够的强度和刚度，并尽量减小质量以提高汽车行驶平顺性，
保证足够的离地间隙，结构工艺好，成本低，拆装、维修方便。
3、设计支持桥时为悬架系统预留装配空间，并计算支持桥所受载荷。
4、支持桥两端装有鼓式制动器，鼓式制动器虽然没有盘式制动器制动效 率
高，但是它结构紧凑，价格便宜，而且本设计用车为13t挂车，挂车车速
较慢，适合使用鼓式制动器。
五、技术路线
1、车轴及车轴断面形状设计
2、车轴结构设计
3、车轴刚度和强度的计算
4、制动系统设计
六、预期目标
本课题要求完成标准承载13t的挂车通用车轴设计。在105km/h的行驶速度下，车轴安全系数一般大于3。完成车轴端面形状、悬架系统的选择，车轴结构设计，制动系统设计，进行必要的设计计算。
七．时间安排
3周 到 4周 明确设计任务，收集资料、调查研究。
5周 到 7周 完成毕业设计开题报告，方案论证、确定课题总体方案。
8周 到10周 完成总体设计草图。
11周到15周 完成装配总图、部件图及部分零件图。
16周到18周 编写毕业设计说明书以及答辩准备。
八、参考文献
[1] 辛健成．新一代挂车车轴[J]．商用汽车．2003．7：15-18
[2] 沈昌娟．斯泰尔提升支承轴的介绍与分析[J];汽车与配件．1988．1：33-35
[3] 莫思剑．浅析我国商用汽车车桥的发展现状及趋势[J]．装备制造技术，2005.1；34-35
[4] 候金钟．斯太尔6×2货车支承轴工作原理 [J]．汽车与配件． 1996．13：12-15
[5] 张玉甫．高铝瓷支承轴研制成功[J]．砖瓦世界．1990．7：23-25
[6] 王望予．汽车设计（第三版）[M]．北京：机械工业出版社．2000．5
[7] 周建方．《材料力学》[M] 机械工业出版社．2002
[8] 张洪欣．汽车设计（第三版）[M]．北京：机械工业出版社．2000．5
[9] 卞学良．专用汽车结构与设计[M]．机械工业出版社．2008．1
[10] 冯晋祥．专用汽车设计[M]．人民交通出版社．2007．1
[11] 蔡兴旺．汽车构造与原理[M]．北京：机械工业出版社．2004．8
指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见和对毕业设计结果的预测）：
挂车车轴的基本结构是从货运汽车的后轴中去掉差速器齿轮和传动轴，其属于从动轴。要求它既能承受垂直载荷，又能承受纵向和横向载荷，并经过弹性悬架传递。本课题来源于山东顺驰车轴有限公司，适合半挂车、全挂车支承桥的选用，因此具有一定的实用价值。
本课题要求学生具有一定的综合应用所学理论知识与技能方面的能力，并要求学生具备扎实的机械设计基础和全面的汽车专业知识以及汽车设计的能力，所以该课题具有一定的深度和广度。
该同学的工作内容有：完成13t挂车车轴的结构设计，完成13t挂车车轴的装配总图及重要零件的零件图，毕业设计说明书一份（中文摘要不少于300字，英文摘要不少于1200个印刷符号），翻译与本专业相关的英文资料一份。
因此该同学的毕业设计工作量比较饱满，通过设计计算使车轴结构合理，刚度足够，制动性能良好，保证车辆的行驶平顺性和稳定性。
一．课题的来源及现状
本课题来源于山东顺驰车轴有限公司，适合13t挂车车轴设计的选用，因此具有一定的实用价值。支承桥的基本结构是从货运汽车的后轴中去掉差速器齿轮和传动轴，其属于从动轴。要求它既能承受垂直载荷，又能承受纵向和横向载荷，并经过弹性悬架传递。
汽车的车桥也称为车轴，其两端安装车轮，通过悬架与车架相联。根据悬架的结构不同，车桥可分成转向桥、驱动桥、转向驱动和支承桥四种类型；汽车上的前桥多为转向桥，后桥或中后两桥多为驱动桥；越野汽车或部分轿车前桥既要转向又要驱动，故称为转向驱动桥；单桥驱动的三轴汽车的中桥或后桥多为支承桥，挂车上的车桥也是支承桥；重型车驱动桥因其驱动力矩和承载能力大，使其制造相对要求较高。国内重型车桥按技术水平分成三类，第一类：带有ABS、自动调整臂、轮边减速器、气囊悬挂的告诉重载车桥，如：北方奔驰引进德国奔驰技术。第二类：带有轮边减速器，具有更好越野性能的重型车桥，如：重汽、川汽、陕汽引进斯太尔技术。第三类：一汽、二汽自有技术。重型车桥从工艺不同可分为两类：一.铸造桥：重量较大，冲击韧性差，超载能力差。二.冲焊桥：重型冲焊桥，重量较轻，冲击韧性好，超载能力强。
目前国内桥壳的制造技术：(1)冲焊桥壳：冲焊桥壳工艺是经过气割下料后，中频加热冲压成型后两半对焊。这是一种传统的桥壳加工形式，具有工艺简单、材料利用率高、质量小、韧性高、弹性好、成本低的优点。但由于冲焊过程中，材料受热，使得材料分子结构发生了变化，失去了原有的状态致使强度降低。同时，由于在焊接过程中，不可避免地出现焊接缺陷，而焊接缺陷是影响整体强度的主要原因之一。(2)铸造桥壳：具有刚性好、强度高、塑性变形小、易铸成等强度梁等优点，但韧性及弹性没有冲焊桥壳好。为了达到更大的承载能力，往往以加大截面、增加安装尺寸的方式进行局部加强，这就使得整体质量大、铸造质量不易保证、成本较高，不适合整车进行轻量化及降成本设计。(3)整体冷成型无焊缝桥壳：这是一种新型的桥壳成型方式，其特点是采用国际最先进的低合金无缝钢管整体冷成形，无纵向焊缝，消除了由于材料受热而使品格发生变化后强度下降的影响。在冷成形的过程中，反而使强度大幅度提高，据实验，冷成形桥壳的抗弯和疲劳强度比热成型两半壳焊接桥壳可提高近一倍。
鼓式制动器的发展现状：中国经济的高速发展，对大吨位重型货车的需求将越来越多，所以各家厂家都加快发展国产重型载货汽车。而制动系统是重型载货汽车最重要的总成之一，它对保障汽车安全行驶起着极大作用，而且随着以提高动力性为目的的大功率和大扭矩的发动机装车数量逐步增多和行驶速度的提高，这种重要性表现得越来越明显；另一方面，由于道路行车密度的日益增大，交通事故频繁发生，引起了公众对道路交通安全的密切关注，这些因素对制动系统提出了更加苛刻的要求。制动控制的效果最终都须通过制动起来实现，通过制动盘和摩擦块或制动鼓和摩擦片的相互摩擦作用而控制车辆的运动状态，实现减速或停车。车辆的制动性能是主动安全性能的重要组成部分，也是车辆安全设计的基础和现代汽车研究的重要课题。为满足重型载货车因为整车重量增加、平均车速提高、比功率增加而迫切需要更大制动力的要求，目前在制动系统设计时采用加长调整臂、增大制动气室直径、加大制动气压、加大制动气制动要能因数等措施，这些措施在一定程度上解决了整车制动力不足的问题，但在实际使用中并未达到预期的设计初衷，还引发了制动响应慢、贮气筒容量不足及一些制动重要部件寿命降低的问题。因此需要对制动系统各部件性能相互匹配、影响制动力的主要参数作更深入的研究和找出解决此问题的有效措施。
二、设计要求
1、技术指标
（1）、标准载荷：13t
（2）、105km/h的行驶速度下，车轴安全系数大于3
（3）、制动力足够
2、质量指标
（1）、车轴轴体要有足够的强度和刚度，工艺性好；
（2）、制动可靠，可驻车制动，具有良好的制动稳定性；
（3）、转向灵活，转动阻力小，应有最小的转向半径。
三、工作内容
1、完成13t挂车车轴结构设计
2、完成13t挂车车轴的装配总图
3、完成13t挂车车轴的重要零件图设计
4、毕业设计说明书一份（中文摘要不少于300字，英文摘要不少于1200个印
刷符号）。
5、翻译与本专业相关的15000个印刷符号的科技英语文章
四．设计方案
1、本设计是挂车车后桥的设计，挂车后桥是非转向从动桥，采用较为广泛
的非断开式支持桥。非断开式驱动半轴中常采用全浮式支承和半浮式支承
两种形式。
2、桥壳应具有足够的强度和刚度，并尽量减小质量以提高汽车行驶平顺性，
保证足够的离地间隙，结构工艺好，成本低，拆装、维修方便。
3、设计支持桥时为悬架系统预留装配空间，并计算支持桥所受载荷。
4、支持桥两端装有鼓式制动器，鼓式制动器虽然没有盘式制动器制动效 率
高，但是它结构紧凑，价格便宜，而且本设计用车为13t挂车，挂车车速
较慢，适合使用鼓式制动器。
五、技术路线
1、车轴及车轴断面形状设计
2、车轴结构设计
3、车轴刚度和强度的计算
4、制动系统设计
六、预期目标
本课题要求完成标准承载13t的挂车通用车轴设计。在105km/h的行驶速度下，车轴安全系数一般大于3。完成车轴端面形状、悬架系统的选择，车轴结构设计，制动系统设计，进行必要的设计计算。
七．时间安排
3周 到 4周 明确设计任务，收集资料、调查研究。
5周 到 7周 完成毕业设计开题报告，方案论证、确定课题总体方案。
8周 到10周 完成总体设计草图。
11周到15周 完成装配总图、部件图及部分零件图。
16周到18周 编写毕业设计说明书以及答辩准备。
八、参考文献
[1] 辛健成．新一代挂车车轴[J]．商用汽车．2003．7：15-18
[2] 沈昌娟．斯泰尔提升支承轴的介绍与分析[J];汽车与配件．1988．1：33-35
[3] 莫思剑．浅析我国商用汽车车桥的发展现状及趋势[J]．装备制造技术，2005.1；34-35
[4] 候金钟．斯太尔6×2货车支承轴工作原理 [J]．汽车与配件． 1996．13：12-15
[5] 张玉甫．高铝瓷支承轴研制成功[J]．砖瓦世界．1990．7：23-25
[6] 王望予．汽车设计（第三版）[M]．北京：机械工业出版社．2000．5
[7] 周建方．《材料力学》[M] 机械工业出版社．2002
[8] 张洪欣．汽车设计（第三版）[M]．北京：机械工业出版社．2000．5
[9] 卞学良．专用汽车结构与设计[M]．机械工业出版社．2008．1
[10] 冯晋祥．专用汽车设计[M]．人民交通出版社．2007．1
[11] 蔡兴旺．汽车构造与原理[M]．北京：机械工业出版社．2004．8
指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见和对毕业设计结果的预测）：
挂车车轴的基本结构是从货运汽车的后轴中去掉差速器齿轮和传动轴，其属于从动轴。要求它既能承受垂直载荷，又能承受纵向和横向载荷，并经过弹性悬架传递。本课题来源于山东顺驰车轴有限公司，适合半挂车、全挂车支承桥的选用，因此具有一定的实用价值。
本课题要求学生具有一定的综合应用所学理论知识与技能方面的能力，并要求学生具备扎实的机械设计基础和全面的汽车专业知识以及汽车设计的能力，所以该课题具有一定的深度和广度。
该同学的工作内容有：完成13t挂车车轴的结构设计，完成13t挂车车轴的装配总图及重要零件的零件图，毕业设计说明书一份（中文摘要不少于300字，英文摘要不少于1200个印刷符号），翻译与本专业相关的英文资料一份。
因此该同学的毕业设计工作量比较饱满，通过设计计算使车轴结构合理，刚度足够，制动性能良好，保证车辆的行驶平顺性和稳定性。