纯电动车后区桥桥壳的设计与强度验证开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

(1)总述：

随着社会的发展，汽车保有量越来越多，据公安部交管局公布的全国机动车最新数据显示,截至 2019年 6 月，我国汽车保有量为2.5亿辆，其中新能源汽车保有量达 344 万辆， 汽车在给人们生活和出行带来便利的同时也促发了能源紧缺和环境污染等问题。随着我国经济的发展，人们对于生态环境的保护意识也越来越加强，纯电动汽车作为一种以车载电源为动力的新能源汽车，主要是利用蓄电池提供电能，驱动电动机提供动力。电是可再生能源，而且电动机在运行过程中噪音比较小，不会对环境造成污染，而纯电动车的驱动桥是构成汽车的四大总成之一，一般由主减速器、差速器、车轮传动装置和驱动桥壳等组成，它位于传动系末端，其基本作用是增矩、降速，承受作用于路面和车架或车身之间的力，它的性能好坏直接影响整车性能。而且驱动桥壳是驱动桥的重要部件之一，驱动桥壳是也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，它又是主减速器、差速器、半轴的装配基体。后驱动桥桥壳承受上车体重量引起的轴荷及其过坑冲击载荷；传递动力加速或制动减速产生的扭矩。[2]它既是传动系的组成部分，也是行驶系的组成部分。驱动桥壳作为汽车主要的承载构件，其性能对整车的安全性及可靠性有较大影响。因此，在车辆正常行驶中，应当确保驱动桥壳满足必要的力学性能要求，因此对于纯电动车驱动桥桥壳的设计十分重要。

驱动桥壳分为分段式桥壳、组合式桥壳、整体式桥壳。可分式桥壳由一个垂直接合面分为左右两部分，两部分通过螺栓联接成一体。每一部分均由一铸造壳体和一个压入其外端的半轴套管组成，轴管与壳体用铆钉连接。这种桥壳结构简单，制造工艺性好，主减速器支承刚度好。但拆装、调整、维修很不方便，桥壳的强度和刚度受结构的限制，曾用于轻型汽车上，现已较少使用。整体式桥壳的特点是整个桥壳是一根空心梁，桥壳和主减速器壳为两体。它具有强度和刚度较大，主减速器拆装、调整方便等优点。组合式桥壳是将主减速器壳与部分桥壳铸为一体，而后用无缝钢管分别压入壳体两端，两者间用塞焊或销钉固定。它的优点是从动齿轮轴承的支承刚度较好，主减速器的装配、调整比可分式桥壳方便，然而要求有较高的加工精度，常用于轿车、轻型货车中。

2. 研究的基本内容与方案

2．研究（设计）的基本内容、目标及拟采用的技术方案及措施

驱动桥桥壳作为整车主要的传动和承载构件，其结构性能不仅关乎整车的可靠性与耐久性，还对汽车行进过程中的安全性产生直接影响。[12]驱动桥在正常工作过程中，桥壳长期受到交变载荷作用，容易产生疲劳破坏。

（1）首先对于纯电动车进行选择车型，拟选用五菱宏光的具体车型为参照数据进行设计；

（2）明确桥壳结构形式，根据动力配置、车型定位和平台化需求综合考虑选择性价比高的桥壳结构型式，如某车型定位是板簧拉货微型面包车，价廉且预期销量大，综合评估物料成本低是主要选项，建议采用冲压焊接式 板簧桥壳。 另一款乘用级SUV车型悬架采用五连杆半独立悬架，要求静音品质，销量预期不明朗，综合考虑静音品质需求和减少前期模具工装投入是主要选项，建议采用插管式五连杆桥壳[10]；

（3）对驱动桥壳进行初步设计，分析整车受力简图，取初值计算桥管的直径和壁厚，然后按照4个典型工况进行应力计算；

（4）利用Solidworks、CAD软件绘制三维图、二维图，并且将Solidworks绘制的三维模型导入ANSYS Workbench软件中对驱动桥壳进行虚拟仿真分析，为了保证行车安全及车辆整体性能，设计时须确保驱动桥壳满足必要的刚度与强度要求，同时也要兼顾经济性与轻量化的需求。[11]

（5）利用ANSYS Workbench软件来对纯电动汽车后驱动桥桥壳进行轻量化设计，建立了驱动后桥桥壳轻量化优化模型，对其进行轻量化设计，从材料和结构上做到后驱动桥壳的轻量化，提升纯电动车的性能。

（2）目标：

对纯电动车后驱动桥桥壳进行设计与强度验证，使后驱动桥桥壳在强度和刚度上满足要求，并进行仿真校核以及优化设计。

（3）拟采用的技术方案及措施

1.学习相关理论基础以及受力分析和算法。

2.总结后驱动桥桥壳类别，并根据车型、配置等进行初步选型设计、计算。

3.使用CAD以及Solidworks软件绘制桥壳二维图、三维图。

4. 将驱动桥壳三维模型导入ANSYSWORKBENCH软件中，采用虚拟仿真的方法对设计的后桥壳进行强度验算，校核驱动桥壳设计的强度和刚度，并对桥壳进行轻量化优化处理。

否

是

3. 研究计划与安排

3．进度安排

第1-2周：查阅相关文献资料，明确研究内容，提出设计思路和内容，确定方案，完成开题报告和外文翻译。

第3-6周：确定五菱宏光纯电动车车型及相关参数，进行后桥壳设计及理论分析；

4. 参考文献（12篇以上）

4．参考文献

[1] 李青. 新能源汽车的发展现状和前景[j].产业创新研究, 2019.10.31；

[2] 徐劲力，姚佐平，吴波. 汽车后桥振动噪声及案例分析[j].机械工业出版社，2017.6；