基于UG的一種汽車驅(qū)動(dòng)橋虛擬裝配仿真_圖文

1、摘 要隨著汽車對(duì)安全、節(jié)能、環(huán)保的不斷重視,汽車驅(qū)動(dòng)橋作為整車的一個(gè)關(guān)鍵部件, 其產(chǎn)品的質(zhì)量對(duì)整車的安全使用及整車性能的影響是非常大的,因而對(duì)汽車驅(qū)動(dòng)橋進(jìn)行 有效的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算是非常必要的。驅(qū)動(dòng)橋作為汽車四大總成之一,它的性能的好壞直 接影響整車性能,而對(duì)于汽車顯得尤為重要。當(dāng)采用大功率發(fā)動(dòng)機(jī)輸出大的轉(zhuǎn)矩以滿足 目前載重汽車的快速、重載的高效率、高效益的需要時(shí),必須要搭配一個(gè)高效、可靠的 驅(qū)動(dòng)橋。驅(qū)動(dòng)橋一般由主減速器、差速器、車輪傳動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)橋殼等組成。所以采用 傳動(dòng)效率高的單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋已成為未來重載汽車的發(fā)展方向。.本文參照傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了汽車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)。本文首先確定主要部件

2、 的結(jié)構(gòu)型式和主要設(shè)計(jì)參數(shù);然后參考類似驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu),確定出總體設(shè)計(jì)方案;本文 主要基于UG的一種汽車驅(qū)動(dòng)橋虛擬裝配仿真。關(guān)鍵詞:驅(qū)動(dòng)橋,主減速器,差速器,半軸,橋殼AbstractTo security, energy­conservation, constant attention of environmental protection with the car, the car rear axle is regarded as a key part of the completed car, its product's impact on safe handling a

3、nd completed car performance of the completed car of quality is very great, therefore is very essential for car rear axle to calculate effective optimization design. The transaxle always becomes as four major cars, the quality of its performance influences the performance of completed car directly,

4、and seem particularly important to the truck. When adopting the high­power engine to output the big torque in order to meet the need of the fast, heavily loaded high benefit with high efficiency of the truck at present, must match ahigh­efficient, reliable transaxle. The transaxle is gener

5、ally made up of main decelerator, differential mechanism, transmission device of the wheel and transaxle shell,etc. Adopt transmission with high efficiency single grade moderate transaxle become future heavily loaded developing direction of car already.With car to security, energy­conservation,

6、 constant attention of environmental protection, car rear axle is regard as a key part of the completed car, its product's impact on safe handling and completed car performance of the completed car of quality is very great, therefore is very essential for car rear axle to calculate effective opt

7、imization design. This text has carried on the design of the truck transaxle according to the traditional transaxle design method. This text confirms the structural pattern of the main part and main design parameter at first Then consult the transaxle ­like structure, determine the overall desi

8、gn plan To the main fact finally, the gear wheel of the driven awl, the taper planet gear of the differential mechanism, semi­axis gear wheel, the floating type semi­axis and shelly intensity of integral bridge check and check the life­span in supporting the bearing completely. It is

9、following to originally design: Because adopt forms central the grades last transaxle,make rear axles whole the of simple structure, manufacturing process is simple, thus big reducing manufacturing cost. And, the single grade of main decelerators of the awl gear wheel of arc tooth has improved the t

10、ransmission efficiency of the rear axle, have improved the feasibility of the transmission.Key Words: Transaxle , Main decelerator,Differential mechanism, Semi­axis , Bridge shell目 錄摘 要.I Abstract.II 目 錄.III 第1章 緒論. (51.1 驅(qū)動(dòng)橋概述 (51.2 研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) (61.3 課題研究方法 (71.4 本課題要解決的主要問題和設(shè)計(jì)總體思路 (7第2章 UG的功能與特

11、點(diǎn)分析 (72.1 參數(shù)化與模塊化設(shè)計(jì) (72.2 UG的功能與特點(diǎn) (82.3 UG NX 產(chǎn)品設(shè)計(jì)概述 (10第3章 汽車驅(qū)動(dòng)橋3D設(shè)計(jì) (123.1概述 (123.2建立驅(qū)動(dòng)橋的3D模型 (14第4章 汽車驅(qū)動(dòng)橋虛擬裝配設(shè)計(jì) (58總結(jié)與展望 (64參考文獻(xiàn) (65致 謝 (66第 1章 緒論1.1 驅(qū)動(dòng)橋概述驅(qū)動(dòng)橋和其他汽車總成一樣,除了廣泛采用新技術(shù)外,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中日益朝著“零 件標(biāo)準(zhǔn)化、部件通用化、產(chǎn)品系列化”的方向發(fā)展及生產(chǎn)組織專業(yè)化目標(biāo)前進(jìn)。應(yīng)采用 能以幾種典型的零部件,以不同方案組合的設(shè)計(jì)方法和生產(chǎn)方式達(dá)到驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品的系列 化或變形的目的,或力求做到將某一類型的驅(qū)動(dòng)橋以更多或

12、增減不多的零件,用到不同 的性能、不同噸位、不同用途并由單橋驅(qū)動(dòng)到多橋驅(qū)動(dòng)的許多變形汽車上。驅(qū)動(dòng)橋是汽車傳動(dòng)系的主要組成部分。汽車的驅(qū)動(dòng)橋處于傳動(dòng)系的末端,其基本功 用是增大由傳動(dòng)軸或直接由變速器傳來的轉(zhuǎn)矩,將轉(zhuǎn)矩分配給左、右驅(qū)動(dòng)輪,并使左、 右驅(qū)動(dòng)車輪具有汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)所要求的差速功能;同時(shí),驅(qū)動(dòng)橋還要承受作用于路面 和車架或車廂的鉛垂力、縱向力和橫向力。它要保證當(dāng)變速器處于最高擋時(shí),在良好的 路面上有足夠的牽引力以克服行駛阻力和獲得汽車最大的速度,這主要取決于驅(qū)動(dòng)橋的 傳動(dòng)比。雖然在汽車的整體設(shè)計(jì)時(shí),從整車性能出發(fā)決定驅(qū)動(dòng)橋的傳動(dòng)比,但是用什么 形式的驅(qū)動(dòng)橋、什么結(jié)構(gòu)的主減速器和差速器等在

13、驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)中要具體考慮。決大多數(shù) 的發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車上是縱置的,為了使扭矩傳給車輪,驅(qū)動(dòng)橋必須改變扭矩的方向,同時(shí) 根據(jù)車輛的具體要求解決左右扭矩的分配。整體式驅(qū)動(dòng)橋一方面需要承擔(dān)汽車的載荷; 另一方面車輪上的作用力以及傳遞扭矩所產(chǎn)生的作用力矩都要由驅(qū)動(dòng)橋承擔(dān),所以驅(qū)動(dòng) 橋的零件必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度,以保證機(jī)件的可靠工作。驅(qū)動(dòng)橋還必須滿足通過 性和平順性的要求。 6 。在一般的汽車結(jié)構(gòu)中,驅(qū)動(dòng)橋包括主減速器、差速器、驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置和橋殼 等組成。它們應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和壽命、良好的工藝、合適的材料和熱處理等。對(duì)零件 應(yīng)進(jìn)行良好的潤(rùn)滑并減少系統(tǒng)的振動(dòng)和噪音等 1 。驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)型式雖然可以各不

14、相同,但在使用中對(duì)它們的基本要求卻是一致的, 其基本要求可以歸納為 1 :1所選擇的主減速比應(yīng)能滿足汽車在給定使用條件下具有最佳的動(dòng)力性和燃油經(jīng) 濟(jì)性。2差速器在保證左、右驅(qū)動(dòng)車輪能以汽車運(yùn)動(dòng)學(xué)所要求的差速滾動(dòng)外并能將轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)而連續(xù)不斷(無脈動(dòng)地傳遞給左、右驅(qū)動(dòng)車輪。3當(dāng)左右驅(qū)動(dòng)車輪與地面的附著系數(shù)不同時(shí),應(yīng)能充分利用汽車的牽引力。4能承受和傳遞路面和車架式車廂的鉛垂力、縱向力和橫向力以及驅(qū)動(dòng)時(shí)的反作 用力矩和制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)力矩。5驅(qū)動(dòng)橋各零部件在保證其強(qiáng)度、剛度、可靠性及壽命的前提下應(yīng)力求減小簧下 質(zhì)量,以減小不平路面對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的沖擊載荷,從而改善汽車的平順性。6輪廓尺寸不大以便于汽車的總體布并

15、與所要求的驅(qū)動(dòng)橋離地間隙相適應(yīng)。7齒輪與其他傳動(dòng)機(jī)件工作平穩(wěn),無噪聲。8驅(qū)動(dòng)橋總成及零部件的設(shè)計(jì)應(yīng)能滿足零件的標(biāo)準(zhǔn)化,部件的通用化和產(chǎn)品的系 列化及汽車變型的要求。9在各種載荷及轉(zhuǎn)速工況下有高的傳動(dòng)效率。10結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維修方便,機(jī)件工藝性好,容易制造。1.2 研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)隨著汽車向采用大功率發(fā)動(dòng)機(jī)和輕量化方向發(fā)展以及路面條件的改善,近年來主減 速比有減小的趨勢(shì),以滿足高速行駛的要求。 1為減小驅(qū)動(dòng)輪的外廓尺寸,目前主減速器中基本不用直齒圓錐齒輪。 實(shí)踐和理論分析 證明,螺旋錐齒輪不發(fā)生根切的最小齒數(shù)比直齒齒輪的最小齒數(shù)少。顯然采用螺旋錐齒 輪在同樣傳動(dòng)比下,主減速器的結(jié)構(gòu)就比較緊湊。此外

16、,它還具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲較小 等優(yōu)點(diǎn)。因而在汽車上曾獲得廣泛的應(yīng)用。近年來,準(zhǔn)雙曲面齒輪在廣泛應(yīng)用到轎車的 基礎(chǔ)上,愈來愈多的在中型、重型貨車上得到采用。 3在現(xiàn)代汽車發(fā)展中, 對(duì)主減速器的要求除了扭矩傳輸能力、 機(jī)械效率和重量指標(biāo)外, 它的噪聲性能已成為關(guān)鍵性的指標(biāo)。噪聲源主要來自主、被動(dòng)齒輪。噪聲的強(qiáng)弱基本上 取決于齒輪的加工方法。區(qū)別于常規(guī)的加工方法,采用磨齒工藝,采用適當(dāng)?shù)哪ハ鞣椒?可以消除在熱處理中產(chǎn)生的變形。因此,與常規(guī)加工方法相比,磨齒工藝可獲得很高的 精度和很好的重復(fù)性。 4汽車在行駛過程中的使用條件是千變?nèi)f化的。為了擴(kuò)大汽車對(duì)這些不同使用條件的 適應(yīng)范圍,在某些中型車輛上有時(shí)

17、將主減速器做成雙速的,它既可以得到大的主減速比 又可得到所謂多檔高速,以提高汽車在不同使用條件下的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。1.3 課題研究方法1.了解驅(qū)動(dòng)橋的構(gòu)成。2.通過上網(wǎng),查閱書籍等途徑來熟悉它的工作原理。3.溝通討論。1.4 本課題要解決的主要問題和設(shè)計(jì)總體思路1. 本課題解決的主要問題:國(guó)內(nèi)外對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的研究很多,但是涉及到有限元分析的還是較少。本文選擇一款轎車或者重型卡車的驅(qū)動(dòng)橋(按結(jié)構(gòu)可以分為中央單級(jí)減 速驅(qū)動(dòng)橋、中央雙級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋、中央單級(jí)、輪邊減速驅(qū)動(dòng)橋,分析其主要組成部 分的具體結(jié)構(gòu)。2. 本課題的設(shè)計(jì)總體思路:選擇一種機(jī)型的驅(qū)動(dòng)橋。應(yīng)用三維軟件UG對(duì)其各個(gè)部分進(jìn)行建模及裝配,優(yōu)

18、化設(shè) 計(jì)結(jié)構(gòu),以減小不平路面對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的沖擊載荷,從而改善汽車行駛的平順性。第 2章 UG的功能與特點(diǎn)分析2.1 參數(shù)化與模塊化設(shè)計(jì)早期的 CAD 系統(tǒng)中其設(shè)計(jì)結(jié)果僅僅實(shí)現(xiàn)了用計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備出圖,就產(chǎn)品圖形 而言,不過是幾何圖素(點(diǎn),線,圓,弧的拼接,是產(chǎn)品的可視形狀,并不包含產(chǎn)品圖開有 內(nèi)在的拓?fù)潢P(guān)系和尺寸約束.因此,當(dāng)需要改變圖形中哪怕任一微小的部分,都要擦除重 畫.這不僅使設(shè)計(jì)者投入相當(dāng)?shù)木τ糜谥刂貏趧?dòng),而且,這種重復(fù)勞動(dòng)的結(jié)果并不能充 分反映設(shè)計(jì)者對(duì)產(chǎn)品的本質(zhì)構(gòu)思和意圖.一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品,從設(shè)計(jì)到定型 ,其間經(jīng)歷了反 復(fù)的修改和優(yōu)化;定型之后,還要針對(duì)用戶不同的規(guī)格系列的變而自動(dòng)生成.

19、如何將只有 幾何圖素的“死圖”變?yōu)楹性O(shè)計(jì)構(gòu)思,設(shè)計(jì)信息的產(chǎn)品幾何模型,這是研究參數(shù)化設(shè)計(jì) 和變量化設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)。參數(shù)化和變量化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是尺寸驅(qū)動(dòng)幾何模型。 與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)不同,尺寸驅(qū)動(dòng)的幾 何模型可以通過改變尺寸達(dá)到更改設(shè)計(jì)的目的。這意味著,設(shè)計(jì)人員一開始可以設(shè)計(jì)一個(gè)草圖,稍后再通過精確的尺寸完成設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)。參數(shù)化設(shè)計(jì)一般指圖形的拓?fù)潢P(guān)系不變,尺寸形狀由一組參數(shù)進(jìn)行約束。 參數(shù)與圖形 的控制尺寸有顯式的對(duì)應(yīng),不同的參數(shù)值驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生不同大小的幾何圖形?？梢?參數(shù)化設(shè) 計(jì)的規(guī)格化,系列化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一簡(jiǎn)單,高效,優(yōu)質(zhì)的設(shè)計(jì)方法。變量化設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)圖開有修改自由度不僅是尺寸形狀參數(shù),而且包括拜年結(jié)構(gòu)關(guān)

20、 系,甚至工程計(jì)算條件,修改余地大,可變?cè)囟?設(shè)計(jì)結(jié)果受到一組約束方程的控制和 驅(qū)動(dòng).這種方法為設(shè)計(jì)方法為設(shè)計(jì)者提供了更加靈活的修改空間。無論參數(shù)化設(shè)計(jì)還是變量化設(shè)計(jì),其本質(zhì)是相同的,即在約束的基礎(chǔ)上驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生新的 設(shè)計(jì)結(jié)果,所不同的是約束自由度的范圍,在參數(shù)化設(shè)計(jì)方法中要嚴(yán)格的逐個(gè)連續(xù)求解 參數(shù);而在變量設(shè)計(jì)方法中則是方程聯(lián)立求解。模塊化的概念由來已久, 人類的語言無論其表達(dá)能力多么豐富,都是由有限的音節(jié)構(gòu) 成的;再用有限的字符刻錄下來就構(gòu)成了描述不同對(duì)象的文字系統(tǒng)。這里音節(jié)和字符就 是基本?？?通過基本模型的排列組合就構(gòu)成了豐富萬千的不同系統(tǒng);26個(gè)英文字母可 以表達(dá)任何意思;10個(gè)阿拉伯

21、數(shù)字字符可以表達(dá)任何數(shù)字;一組兒童積木可以拼搭不同 的玩具造型;相同的建筑材料可以蓋成不同式樣的樓宇。到 20 世紀(jì) 50 年代,歐美一些 國(guó)家正式提 出“模塊化設(shè)計(jì)”概念,把模塊化設(shè)計(jì)提到理論高度來分。目前,模塊化設(shè) 計(jì)的思想已涌到許多領(lǐng)域,例如機(jī)床,減速器,家電,計(jì)算機(jī)等等.在每個(gè)領(lǐng)域,模塊及模 塊化化設(shè)計(jì)都其特定的含義。所謂模塊化設(shè)計(jì),即在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上,劃分并設(shè)計(jì)出一系列相對(duì)通用 的功能?？?通過模塊的選擇和組合可以構(gòu)成不同功能或相同功能不同性能,不同規(guī)格 的產(chǎn)品,以滿足市場(chǎng)的不同需求。2.2 UG 的功能與特點(diǎn)目前,隨著信息技術(shù)的發(fā)展,市場(chǎng)上已出現(xiàn)了許多不同的CAD/CA

22、PP/CAM軟件,如CAD、 UG 、PRO/E、 CAXA、Solidworks等等,其中,猶以PRO/E和UG為典型代表。PRO/E是基 于參數(shù)化設(shè)計(jì)的典型軟件,UG是基于模塊化設(shè)計(jì)的典型軟件。UG NX主要應(yīng)用于數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、數(shù)字化仿真和數(shù)字化產(chǎn)品制造等3大領(lǐng)域。(1 數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)又稱全面設(shè)計(jì)技術(shù)。作為通向整個(gè)產(chǎn)品工程的一個(gè)主要的部分, Unigraphics 產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)涉及了絕大部分設(shè)計(jì)方法,使概念設(shè)計(jì)與詳細(xì)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)無 縫組合。裝配設(shè)計(jì)被提升為基于系統(tǒng)的建模,它提高了工程師對(duì)整個(gè)產(chǎn)品和生產(chǎn)過程進(jìn) 行評(píng)估的能力。評(píng)估過程中,工程師可以無限制地修改設(shè)計(jì)尺寸、零件或者整

23、個(gè)部件。 UG NX附加的開發(fā)設(shè)計(jì)工具還可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量,并且促進(jìn)產(chǎn)品開發(fā)協(xié)作。(2 數(shù)字化仿真UG NX 軟件具有強(qiáng)大的根據(jù)產(chǎn)品特性進(jìn)行虛擬仿真的功能。傳統(tǒng)的虛擬仿真往往意 味著需要專門訓(xùn)練的工程師和昂貴的物理原型,盡管隨著高級(jí)仿真工具的出現(xiàn)省掉了一 些物理原型,但對(duì)產(chǎn)品而言,這些工具往往顯得笨拙而不易操作,而且還要求操作人員 經(jīng)過高級(jí)的專門培訓(xùn)。而UG NX 軟件提供了專業(yè)的產(chǎn)品仿真應(yīng)用模塊,能夠進(jìn)行產(chǎn)品的 運(yùn)動(dòng)仿真、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析和產(chǎn)品模態(tài)分析。隨著更多現(xiàn)代化的仿真工具的嵌如,UG NX 的虛擬仿真更便于非專業(yè)的設(shè)計(jì)師和工程師使用,并且在最大程度上確保了產(chǎn)品的物理 特性。(3 數(shù)字化產(chǎn)品

24、制造UG NX的數(shù)字化制造應(yīng)用模塊為生成、模擬和驗(yàn)證數(shù)控加工路徑提供了一套全面、 易用的方法,以應(yīng)對(duì)制造業(yè)越來越昂貴的費(fèi)用開支,它是一個(gè)可擴(kuò)展的解決方案,可以 在單機(jī)和多CDA或集成環(huán)境下有效地實(shí)施。在與機(jī)床和傳感器產(chǎn)品的結(jié)合方面,UG NX 倡 導(dǎo)抓住和再利用加工過程中面向知識(shí)驅(qū)動(dòng)的解決方案,以提高精密加工的技術(shù)和含量。UG每次升級(jí)的最新版本都代表了最先進(jìn)的制造技術(shù),很多現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法和理論都能 較快地在其新版本中找到。例如在并行工程中強(qiáng)調(diào)的幾何關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì),參數(shù)化設(shè)計(jì)等都是 這些先進(jìn)方法的體現(xiàn)。UG NX 的主要特點(diǎn)是:實(shí)現(xiàn)了知識(shí)驅(qū)動(dòng)型自動(dòng)化和利用知識(shí)庫進(jìn)行建模,同時(shí)能自 上而下進(jìn)行設(shè)計(jì),以確定

25、子系統(tǒng)和接口,實(shí)現(xiàn)完整的系統(tǒng)庫建模。知識(shí)驅(qū)動(dòng)型自動(dòng)化就 是終端用戶能夠利用系統(tǒng)向?qū)нM(jìn)行操作,由于有制作向?qū)У墓ぞ?因此用戶可以添加設(shè) 計(jì)方法。系統(tǒng)庫建模使用的是先前版本中被稱為“WAVE”的設(shè)計(jì)技術(shù)。同時(shí)UG NX還是Unigraqhics與I-deas進(jìn)行整合的版本, 實(shí)現(xiàn)了它們之間的互操作性。 在一個(gè)系統(tǒng)中進(jìn)行設(shè)計(jì),而在另一個(gè)系統(tǒng)中可以對(duì)該設(shè)計(jì)進(jìn)行分析或加工。用戶可以充 分利用兩套軟件的優(yōu)勢(shì)來優(yōu)化產(chǎn)品的研發(fā)流程,以獲取更高價(jià)值。兩套系統(tǒng)之間保證雙 向變更的相關(guān)通知及更新,實(shí)現(xiàn)對(duì)歷程樹等智能跟蹤。按照不同設(shè)計(jì)階段,兩套系統(tǒng)將逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)幾何參數(shù),模型文件,產(chǎn)品數(shù)據(jù)的交互操作功能。比如,在繪制產(chǎn)

26、品的二維 圖形時(shí),可以將I-deas數(shù)據(jù)自動(dòng)讀入U(xiǎn)G NX中,在草圖設(shè)計(jì)中追加約束條件。·UG NX還具有UG系列軟件通用性·集成的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境·產(chǎn)品設(shè)計(jì)相關(guān)性·產(chǎn)品設(shè)計(jì)并行協(xié)作·基于知識(shí)的工程管理·設(shè)計(jì)客戶化2.3 UG NX 產(chǎn)品設(shè)計(jì)概述UG NX 軟件在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造過程中,體現(xiàn)了并行工程的思想,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的早期, 它的下游應(yīng)用部門(如工藝部門、加工部門、分析部門等就已經(jīng)介入設(shè)計(jì)階段,所以 設(shè)計(jì)過程是一個(gè)可反饋、修改的過程。UG NX 強(qiáng)大的參數(shù)化功能能夠支持模型的實(shí)時(shí)修 改,系統(tǒng)能自動(dòng)刷新模型,以滿足設(shè)計(jì)要求。由此,這種設(shè)計(jì)過

27、程不必等產(chǎn)品全部設(shè)計(jì) 完,才進(jìn)行下游工作,而是在產(chǎn)品初步設(shè)計(jì)后,進(jìn)可進(jìn)行方案評(píng)審,并不斷修改設(shè)計(jì), 直到達(dá)到設(shè)計(jì)要求。應(yīng)用UG NX 軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工作流程如圖2-1所示。 圖2-1 UG NX 的工作流程(1 先做準(zhǔn)備工作·閱讀有關(guān)設(shè)計(jì)的初始文檔,了解設(shè)計(jì)目標(biāo)和設(shè)計(jì)資源。·收集可重復(fù)使用的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)·定義關(guān)鍵參數(shù)的結(jié)構(gòu)草圖·了解產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)的定義·編寫設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)說明書·建立文件目錄(2 再應(yīng)用UG進(jìn)行設(shè)計(jì)·建立主要的產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)·在裝配設(shè)計(jì)的頂層定義產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主要控制參數(shù)和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)描述·將這些參數(shù)和結(jié)構(gòu)

28、描述數(shù)據(jù)·保存整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)·對(duì)不同了部件和零件進(jìn)行細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)·隨時(shí)進(jìn)行裝配層上的檢查(1理想模型的設(shè)計(jì)這里應(yīng)該了解主要的設(shè)計(jì)參數(shù)、關(guān)鍵的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)約束等設(shè)計(jì)情況。(2主體結(jié)構(gòu)造型找出模型的關(guān)鍵結(jié)構(gòu),如主要輪廓和關(guān)鍵定位孔等結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的確定會(huì)對(duì)造型 過程起到關(guān)鍵性作用。對(duì)于復(fù)雜模型而言,模型的分解是造型的關(guān)鍵。如果一個(gè)結(jié)構(gòu)不能直接用三維特征 造型來完成,就需要找到該結(jié)構(gòu)的某個(gè)二維輪廓特征。然后用拉伸、旋轉(zhuǎn)或掃描的方法, 還可以用曲面造型的方法來建立該模型。UG允許用戶在一個(gè)實(shí)體設(shè)計(jì)上使用多個(gè)特征,這樣就可以分別建立多個(gè)主結(jié)構(gòu),然 后在設(shè)計(jì)后期將它們用布爾運(yùn)

29、算連接在一起。對(duì)于能夠確定的設(shè)計(jì)模型,應(yīng)該先造型, 而那些不能確定的設(shè)計(jì)部分應(yīng)該放在造型后期來完成。在進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)造型時(shí),要注意設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的確定。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)常將決定設(shè)計(jì)的思路,好的基準(zhǔn)會(huì)幫助簡(jiǎn)化造型過程,并方便后期的設(shè)計(jì)工作。(3零件的相關(guān)性設(shè)計(jì)UG 允許用戶在建模完成之后,再建立零件之間的參數(shù)關(guān)系。但更直接的方法是在 造型中就直接引用相關(guān)參數(shù)。(4細(xì)節(jié)特征設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)特征設(shè)計(jì)一般放在造型的后期階段,一般不要在早期階段進(jìn)行這些細(xì)節(jié)設(shè)計(jì), 這樣會(huì)大大加長(zhǎng)設(shè)計(jì)周期。UG NX 的功能操作都是在零部件文件的基礎(chǔ)上進(jìn)行的, UG的文件是以 “xxxxx.prt” 格式保存的。下面介紹UG NX 基本的操作流程

30、。(1啟動(dòng)UG NX 。(2如果是新的設(shè)計(jì),應(yīng)該先建立一個(gè)新的文件名。如果是修改一個(gè)已有的零件,可以打開已經(jīng)存在的文件。(3 根據(jù)設(shè)計(jì)需要,進(jìn)入相應(yīng)的設(shè)計(jì)功能模塊,如建模、制圖、裝配和結(jié)構(gòu)分析等模塊。(4 進(jìn)行相關(guān)的準(zhǔn)備工作:如坐標(biāo)系、層和參數(shù)的預(yù)設(shè)置,為具體的設(shè)計(jì)指定相應(yīng) 的參數(shù),它們會(huì)影響用戶的后續(xù)操作。(5 開始做具體的設(shè)計(jì)操作。(6 檢查零部件模型的正確性,如果有必要,對(duì)模型進(jìn)行相應(yīng)的修改。(7 保存需要保存文件后,退出系統(tǒng)。第 3 章 汽車驅(qū)動(dòng)橋 3D設(shè)計(jì)3.1概述驅(qū)動(dòng)橋是汽車傳動(dòng)系的主要組成部分。汽車的驅(qū)動(dòng)橋處于傳動(dòng)系的末端,其基本 功用是增大由傳動(dòng)軸或直接由變速器傳來的轉(zhuǎn)矩,將轉(zhuǎn)

31、矩分配給左、右驅(qū)動(dòng)輪,并使左、 右驅(qū)動(dòng)車輪具有汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)所要求的差速功能;同時(shí),驅(qū)動(dòng)橋還要承受作用于路面 和車架或車廂的鉛垂力、縱向力和橫向力。它要保證當(dāng)變速器處于最高擋時(shí),在良好的路面上有足夠的牽引力以克服行駛阻力和獲得汽車最大的速度,這主要取決于驅(qū)動(dòng)橋的 傳動(dòng)比。雖然在汽車的整體設(shè)計(jì)時(shí),從整車性能出發(fā)決定驅(qū)動(dòng)橋的傳動(dòng)比,但是用什么 形式的驅(qū)動(dòng)橋、什么結(jié)構(gòu)的主減速器和差速器等在驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)中要具體考慮。決大多數(shù) 的發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車上是縱置的,為了使扭矩傳給車輪,驅(qū)動(dòng)橋必須改變扭矩的方向,同時(shí) 根據(jù)車輛的具體要求解決左右扭矩的分配。整體式驅(qū)動(dòng)橋一方面需要承擔(dān)汽車的載荷; 另一方面車輪上的作用力以

32、及傳遞扭矩所產(chǎn)生的作用力矩都要由驅(qū)動(dòng)橋承擔(dān),所以驅(qū)動(dòng) 橋的零件必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度,以保證機(jī)件的可靠工作。驅(qū)動(dòng)橋還必須滿足通過 性和平順性的要求。 6 。驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)型式雖然可以各不相同,但在使用中對(duì)它們的基本要求卻是一致的, 其基本要求可以歸納為 1 :1所選擇的主減速比應(yīng)能滿足汽車在給定使用條件下具有最佳的動(dòng)力性和燃油經(jīng) 濟(jì)性。2差速器在保證左、右驅(qū)動(dòng)車輪能以汽車運(yùn)動(dòng)學(xué)所要求的差速滾動(dòng)外并能將轉(zhuǎn)矩 平穩(wěn)而連續(xù)不斷(無脈動(dòng)地傳遞給左、右驅(qū)動(dòng)車輪。3當(dāng)左右驅(qū)動(dòng)車輪與地面的附著系數(shù)不同時(shí),應(yīng)能充分利用汽車的牽引力。4能承受和傳遞路面和車架式車廂的鉛垂力、縱向力和橫向力以及驅(qū)動(dòng)時(shí)的反作 用力矩

33、和制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)力矩。5驅(qū)動(dòng)橋各零部件在保證其強(qiáng)度、剛度、可靠性及壽命的前提下應(yīng)力求減小簧下 質(zhì)量,以減小不平路面對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的沖擊載荷,從而改善汽車的平順性。6輪廓尺寸不大以便于汽車的總體布并與所要求的驅(qū)動(dòng)橋離地間隙相適應(yīng)。7齒輪與其他傳動(dòng)機(jī)件工作平穩(wěn),無噪聲。8驅(qū)動(dòng)橋總成及零部件的設(shè)計(jì)應(yīng)能滿足零件的標(biāo)準(zhǔn)化,部件的通用化和產(chǎn)品的系 列化及汽車變型的要求。9在各種載荷及轉(zhuǎn)速工況下有高的傳動(dòng)效率。10結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維修方便,機(jī)件工藝性好,容易制造。鑒于本課題研究的特殊性,本課題不是從無到有的設(shè)計(jì),也不是理論性的設(shè)計(jì)說 明,而是根據(jù)前人的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際產(chǎn)品模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行的分析和驗(yàn)證,運(yùn)用一種新的設(shè) 計(jì)方法和途

34、徑來探索問題的研究方法的。 3.2 建立驅(qū)動(dòng)橋的 3D 模型驅(qū)動(dòng)橋的組成驅(qū)動(dòng)橋主要由主減速器、差速器、半軸和驅(qū)動(dòng)橋殼等組成。1、橋殼是汽車上的主要零件之一,非斷開式驅(qū)動(dòng)橋的橋殼起著支承汽車荷重的作用, 并將載荷傳給車輪.作用在驅(qū)動(dòng)車輪上的牽引力,制動(dòng)力、側(cè)向力和垂向力也是經(jīng)過橋 殼傳到懸掛及車架或車廂上。因此橋殼既是承載件又是傳力件,同時(shí)它又是主減速器、 差速器及驅(qū)動(dòng)車輪傳動(dòng)裝置(如半軸的外殼。在汽車行駛過程中,橋殼承受繁重的載荷,設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮在動(dòng)載荷下橋殼有足夠 的強(qiáng)度和剛度。為了減小汽車的簧下質(zhì)量以利于降低動(dòng)載荷、提高汽車的行駛平順性, 在保證強(qiáng)度和剛度的前提下應(yīng)力求減小橋殼的質(zhì)量.橋殼還應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便以利 于降低成本。其結(jié)構(gòu)還應(yīng)保證主減速器的拆裝、調(diào)整、維修和保養(yǎng)方便。在選擇橋殼的 結(jié)構(gòu)型式時(shí),還應(yīng)考慮汽車的類型、使用要求、制造條件、材料供應(yīng)等。1 橋殼的結(jié)構(gòu)型式橋殼的結(jié)構(gòu)型式大致分為可分式(1可分式橋殼可分式橋殼的整個(gè)橋殼由一個(gè)垂直接合面分為左右兩部分,每一部分均由一個(gè)鑄件 殼體和一個(gè)壓入其外端的半軸套管組成。半軸套管與殼體用鉚釘聯(lián)接。在裝配主減速器及差速器后左右兩半橋殼是通過在中央接合面處的一圈螺栓聯(lián)成一個(gè)整體。其特點(diǎn)是橋 殼制造工藝簡(jiǎn)單、主減速器軸承支承剛度好。但對(duì)主減速器的裝配、調(diào)整及維修都很不 方便,橋殼的強(qiáng)度和剛度也比較低。過去這種所謂兩段可分式橋殼見于