1.1 目的及意义

汽车自诞生以来，经历了几百年的改变和升级，逐渐形成了如今的汽车技术和汽车设计方式。汽车是国民经济的支柱企业，最近十年，尤其是2009我国汽车产销量连续九年排名世界第一，而且近年来汽车呈现不断增长姿态，产销量不断刷新全球市场记录^[1]。汽车设计的水平能侧面反映出一个国家的生产技术水平和工业发展水平。现代汽车设计对汽车也提出了进一步的要求，轻量化、智能化、共享化、电动化及网联化成为了未来汽车发展的新方向。

传统驱动桥可分为主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳等部件，位于传动系统末端，起着减速、增大转矩以及差速等功用。另外，驱动桥作为底盘的一部分，不仅要承受来自车架的铅垂力、纵向力及横向力，而且还要承受来自地面的冲击载荷和由于车身振动而产生的附加载荷等^[2-4]。驱动桥工作环境恶劣，因此驱动桥的性能尤其重要，直接关系到汽车的传动效率、振动噪声、稳定性等^[5]。

驱动桥性能的保证离不开一个良好的设计过程，驱动桥的设计与生产过程共同决定着驱动桥的使用性能。驱动桥设计过程保证的各项要求指标以及轻量化设计研究为汽车性能提供良好保障，也为汽车燃油经济性和行驶平顺性等能有进一步的提升。

1.2 国内外研究现状

汽车的研究发展向来离不开市场的表现，根据中汽协数据显示，在2018年，汽车产销分别完成2780.9万辆和2808.1万辆，产销量比上年同期分别下降4.2%和2.8%。虽然中国2018汽车销量仍然保持着连续十年以来的全球销量冠军，但是却表现出了1990年以来首次的年度下降^[6]。在汽车整体市场表现不佳的情况下，商用车的产销量却逆势增长，在汽车市场占比份额进一步扩大。这对于国内车桥企业生产来说，机遇与挑战并存。

我国目前车桥生产企业众多，大小规模企业都有一定存在，但是能作为行业领袖引领发展的企业并不多，行业发展受到一定限制。车桥的制造技术是限制车桥行业发展的主要瓶颈，但近些年随着整车的引进与合资，车桥行业有了一定的进步与发展，相比于国外相关产品，国产车桥有一定成本优势，但在噪声、加工精度、寿命以及承载能力方面还存在较大不足。目前国产车桥在国内市场中占比已经处于领先位置，但进口车桥的数量占比仍然明显。当前车桥行业自主研发意识薄弱，产品革新长期停滞不前，导致车桥在设计上的依旧存在过于笨重以及设计分析方法落后等缺点^[7]。

传统的驱动桥设计方法在进行设计流程时大多采用一些经验公式，采取一些近似的力学模型进行设计计算，这样的方法具有一定盲目性和随意性。随着生产技术的不断进步，汽车设计中采用的技术手段也越来越多，设计方法也有了较大改进。比如采用CAD/CAE技术进行建模和有限元分析，极大的缩短了设计周期，并提高了产品质量。国内的驱动桥生产厂家通过对应用软件的利用，开发出了针对不同类型汽车的驱动桥设计系统，改进了传统设计方法。

华中科技大学在2010年与江西江铃底盘股份有限公司进行的合作项目中，对汽车驱动桥桥壳进行了静力学建模与分析，利用UG软件建立了桥壳3D模型，在ABAQUS仿真软件中有限元仿真分析，结合台架试验结果验证出该分析方法有效可行，保证了驱动桥相应的强度要求^[8]。

另外，青岛理工大学针对汽车驱动桥传统设计方法和有限元技术方法存在的问题，运用VB.NET和ANSYS软件的参数化设计语言APDL开发了驱动桥零部件参数化有限元分析系统，并通过对半轴的自动有限元分析结果表明，该方法可以完成零部件的分析工作，减轻了分析的工作量，提高了设计质量和设计效率^[9]。

随着电动汽车的进一步发展，国内对电动汽车驱动桥的研究也进一步展开。重庆大学的赵来杰通过对传统驱动桥和现有电动汽车驱动桥的结构分析，结合车型参数进行了同轴一体化电驱动后桥的建模，并结合行驶工况进行受力和约束情况分析，运用ANSYS仿真分析其强度刚度，对相关结构参数进行了修正和改良，实现了设计要求^[10]。

国外的机械设计技术一直领先于国内，传统的机械设计水平以及CAD/CAE技术的运用都已经相对完善，开发出了大量的类如PROE、UG、CATIA等大型功能齐全使用便捷的CAD软件。国外的驱动桥在研究设计中考虑的问题更加的全面周到，不仅兼顾本身的设计要求，更进一步在驱动桥的稳定性，噪声和使用寿命等方面提出了进一步的要求。