后橋總成
關注創建者：匿名 創建時間：2021-11-19
后橋總成的實例教程
汽車后橋總成是汽車底盤的關鍵零部件，后橋總成中齒輪傳遞的不平穩性是后橋主減速器產生嘯叫噪聲的根本原因。目前國內汽車企業解決后橋總成齒輪嘯叫噪聲的方法主要是通過人工依靠經驗進行齒輪修形，并結合實車測試反復調整齒輪參數達到降低齒輪噪聲的目的。這種人工經驗修形的方法由于缺少理論依據，耗時長，效率低。為此，本文結合某車型后橋總成嘯叫噪聲問題，提出一種基于傳動軸-后橋系統動態響應分析的齒輪優化設計解決方法。
1 后橋總成嘯叫噪聲產生的原因分析
汽車的后橋總成是復雜的振動系統，它由主減速器（主動齒輪、被動齒輪及差速器總成等），半軸及橋殼等部件組成，通過主減速器實現降速增扭的作用。后橋總成模型如圖1 所示。
展開 摘要：后橋總成是整車的重要組成部分，對其進行失效分析對提高整車安全性有著重要的意義。文中對一款新設計后
橋進行CAE 分析，發現橋殼減震器支架周圍有斷裂風險，因此對其進行疲勞試驗驗證，試驗結果確定在此位置易過早
疲勞斷裂。通過實驗結果分析其失效原因，并對這些因素進行排查。最后通過改變減震器支架形式及焊接方法等優化手
段，使得后橋橋殼疲勞壽命提高至國家標準，并為以后的后橋設計提 一定的依據。
汽車驅動橋殼疲勞壽命分析及結構優化.pdf
采用雙聯橋中橋斷開、后橋提升技術：在常規中橋總成主減速器的基礎上增加動力分離裝置，在常規后橋總成主減速器的基礎上增加提升裝置，在車輛半載或空載時通過提升后橋降低滾阻，通過斷開中后橋減少傳動鏈。工作原理為：動力分離裝置不充氣時，滑動嚙合套在回位彈簧的作用下與主動圓柱齒輪分離，主動圓柱齒輪不工作，后貫通軸無動力輸出，動力分離裝置充氣時，通過拔叉將滑動嚙合套與主動圓柱齒輪接合，將動力傳遞至后貫通軸。
2.1.2優化齒輪油及管理系統
通過潤滑及平衡油溫試驗，重新優化車橋加油量，中后橋分別減少1 L油量，以減少齒輪攪油功率損失。通過對道路載荷譜、坡度的數據進行分析，模擬驅動橋在整車工況下的姿態角，在保證齒輪、軸承充分潤滑，達到油面設計要求的情況下，在實驗室進行模擬試驗。優化后的結果表明：中橋總成主減速器和后橋總成主減速器都可以減少1 L油量，減少了齒輪攪油功率損失[6-8]。
采用從動齒輪擋油罩結構，實現油液分離，減少齒輪攪油功率損失。在橋殼與主減速器運行的腔體內，增加一款擋油罩，將其安裝在橋殼上，通過螺栓進行連接，在擋油罩底部設計一個圓孔（圖2），當齒輪在轉動時，改進前需要攪動整個橋殼主減腔體下半部分的齒輪油，改進后，只需攪動擋油罩內部的齒輪油，就可減少攪油功率損失。同時，齒輪油可通過圓孔進行腔體內外轉換，以免油溫過高。
圖2 驅動橋齒輪擋油罩
采用高性能低黏度齒輪油，由GL-5 85W-90改為SAE 75W-85，降低攪油力。齒輪油是在齒與齒之間的接觸面上的，它能夠形成連續堅韌的油膜，同時也具備高油性，可使傳動機件之間維持有韌性的邊界油層，以免傳動機件受到磨損，可預防擦傷。此外，齒輪油還具備良好的粘溫特性，這樣可以保證動力傳動機構的摩擦損耗較小，減少齒輪攪油損失[9]。
展開 車速傳感器/ABS輪速傳感器最低響應頻率∶5 Hz;變速器輸出軸靶輪齒數∶ 48; 后橋主減速比∶ 3.417;輪胎規格及滾動半徑∶12R22.5，527 mm;ABS靶輪齒數∶100。
車速傳感器最低識別車速:
3. 工程實現及售后
3.1工程實現
為了實現車速計算，VCU需要獲取以下車輛參數∶
①車速傳感器靶輪齒數;
②ABS齒圈齒數;
③后橋主減速比;
④輪胎滾動半徑。
其中，FAW某車型前兩項為標準配置，固化于軟件中 （可標定），后兩項不同車型變化較為多樣，為了不讓這兩項影響VCU的整車標定數據種類，通過下面方法可以實現。
1）在PDM（Product Data Management，產品數據管理系統）車型結構下的后橋總成、輪胎總成中增加屬性信息，后橋總成增加主減速比，輪胎總成增加滾動半徑，如圖2、 圖3所示。
2）在解放整車裝配線終端，EOL設備掃面車型碼獲取裝車BOM中的后橋減速比、輪胎半徑信息，并寫入VCU的預留Flash區，VCU獲取用于車速計算。
3.2 關于售后
商用車在用戶使用過程中經常遇見更換不同規格輪胎的情況，甚至為了適應運輸區域地理特點更換不同減速比的后橋，又或者車輛某些原因更換了新的VCU，VCU刷寫的整車數據中只有默認的輪胎半徑和后橋速比，這些可能的變化勢必會影響車速計算的準確性。傳統車輛這種情況需要重新計算傳遞參數選擇不同的車速控制盒，實現過程較為復雜且會增加成本。
展開 驅動橋總成是否滿足產品的設計需要，對整車的性能起到關鍵作用。
橋殼是驅動橋總成上一個單獨的件，它具有支撐汽車載荷的作用，并將載荷傳遞給車輪。作用在后橋車輪的牽引力、制動力和側向力及垂直載荷經后橋傳遞到車架上。若汽車后橋的強度及剛度不能達到要求，則會失效，可能會造成后橋斷裂，或永久變形，不能再繼續使用。因此在設計上，為了達到安全要求，對驅動橋的剛度有一定要求。本文中的驅動橋橋殼主要用于微型貨車，它是由中段的鋼板沖焊件分別與兩端的無縫鋼管焊接而成。
2 有限元模型的建立及分析
圖1 后橋主要結構
后橋總成包括：橋殼焊接總成、主減總成、半軸總成，他們之間通過螺栓和軸承傳遞力，因此，在進行有限元模型建立時，按照以往分析經驗對一些連接和零件進行簡化。
圖2 通過HyperMesh建立的模型
3 驅動橋橋殼有限元分析模型建立
根據汽車相關設計要求及試驗標準，利用有限元軟件HyperMesh建立有限元模型，使用有限元求解器RADIOSS對驅動橋進行力學性能分析。當汽車高速行駛于不平路面上時，驅動橋除承受在靜止狀態下的那部分載荷外，還承受附加的沖擊載荷，這種工況下最為危險， 此時后橋橋殼的位移分布情況，如圖3所示。
圖3
圖4
4 驅動橋橋殼優化目標建立
由圖3可知，該后橋的剛度為1.17，不能滿足企業后橋剛度為1的標準，后橋最大位移在中段，將橋殼中段單獨提取出來，我們查看中段的位移云圖（圖4），我們可以看出，紅色區域是影響剛度的關鍵位置。因此我們需要對紅色區域截面進行優化。根據產品結構和現有的加工工藝，我們選取形狀優化方法(Shape Optimization)。
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優化后的結果表明：中橋總成主減速器和后橋總成主減速器都可以減少1 L油量，減少了齒輪攪油功率損失[6-8]。
采用從動齒輪擋油罩結構，實現油液分離，減少齒輪攪油功率損失。
汽車后橋總成是汽車底盤的關鍵零部件，后橋總成中齒輪傳遞的不平穩性是后橋主減速器產生嘯叫噪聲的根本原因。目前國內汽車企業解決后橋總成齒輪嘯叫噪聲的方法主要是通過人工依靠經驗進行齒輪修形，并結合實車測試反復調整齒輪參數達到降低齒輪噪聲的目的。這種人工經驗修形的方法由于缺少理論依據，耗時長，效率低。
在傳送鏈的起始位置首先放上車架(底朝天)，然后將后橋總成(包括鋼板彈簧和輪轂)和前橋總成(包括鋼板彈簧、轉向節和輪轂)安裝到車架上，繼而將車架翻過來以便安裝轉向器、貯氣筒和制動管路、油箱及油管、電線以及車輪等，最后安裝發動機總成(包括離合器、變速器和中央制動器)，接上傳動軸,再安裝駕駛室和車前板制件等。
1）在PDM（Product Data Management，產品數據管理系統）車型結構下的后橋總成、輪胎總成中增加屬性信息，后橋總成增加主減速比，輪胎總成增加滾動半徑，如圖2、 圖3所示。
此外值得一提的是，MEB平臺基礎配置車型多數將采用后輪驅動形式，直流電機將被安裝在模塊化后橋總成內，但高階產品可通過在前橋增加電機實現四輪驅動，同時這套系統還可實現動能回收。
不過，有家企業比福特出手快。
2 有限元模型的建立及分析
圖1 后橋主要結構
后橋總成包括：橋殼焊接總成、主減總成、半軸總成，他們之間通過螺栓和軸承傳遞力，因此，在進行有限元模型建立時，按照以往分析經驗對一些連接和零件進行簡化。
2 有限元模型的建立及分析
后橋總成包括：橋殼焊接總成、主減總成、半軸總成，他們之間通過螺栓和軸承傳遞力，因此，在進行有限元模型建立時，按照以往分析經驗對一些連接和零件進行簡化。
摘要：后橋總成是整車的重要組成部分，對其進行失效分析對提高整車安全性有著重要的意義。文中對一款新設計后
橋進行CAE 分析，發現橋殼減震器支架周圍有斷裂風險，因此對其進行疲勞試驗驗證，試驗結果確定在此位置易過早
疲勞斷裂。通過實驗結果分析其失效原因，并對這些因素進行排查。最后通過改變減震器支架形式及焊接方法等優化手
段，使得后橋橋殼疲勞壽命提高至國家標準，并為以后的后橋設計提 一定的依據。
