基于solidworks-汽車驅動橋有限元分析概要

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上Solidworks(cosmosworks 汽車驅動橋 有限元分析摘 要隨著汽車對安全、節(jié)能、環(huán)保的不斷重視,汽車后橋作為整車的一個關鍵部件,其 產品的質量對整車的安全使用及整車性能的影響是非常大的, 因而對汽車后橋進行有效 的優(yōu)化設計計算是非常必要的。驅動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,而對于載重汽車顯得尤為重要。當采用大功率發(fā)動機輸出大的轉矩以滿足 目前載重汽車的快速、重載的高效率、高效益的需要時,必須要搭配一個高效、可靠的 驅動橋。驅動橋一般由主減速器、差速器、車輪傳動裝置和驅動橋殼等組成。所以采用 傳動效率高的單級減速驅動

2、橋已成為未來重載汽車的發(fā)展方向。本文參照傳統(tǒng)驅動橋的設計方法進行了載重汽車驅動橋的設計。 本文首先確定主要 部件的結構型式和主要設計參數;然后參考類似驅動橋的結構,確定出總體設計方案; 最后對主,從動錐齒輪,差速器圓錐行星齒輪,半軸齒輪,全浮式半軸和整體式橋殼的 強度進行校核以及對支承軸承進行了壽命校核。本設計具有以下的優(yōu)點: 由于的是采用中央單級減速驅動橋, 使得整個后橋的結構簡單, 制造工藝簡單,從而大大的降低了制造成本。并且,弧齒錐齒輪的單級主減速器提高了 后橋的傳動效率,提高了傳動的可行性。關鍵詞:驅動橋,主減速器,差速器,半軸,橋殼  Abstract To

3、60;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 produ

4、ct'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 calcul

5、ate effective optimization design. Thetransaxle always becomes as four major cars, the quality of its performance influences the performance of completed car directly, and seem

6、0;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 b

7、enefit with high efficiency of the truck at present,must match a high­efficient, reliable transaxle. The transaxle is generally made up of main decelerator, differential mecha

8、nism, transmission device of the wheel and transaxle shell,etc. Adopt transmission with high efficiency single grade moderate transaxle become future heavily loaded developing direction

9、 of car already. With car to security, energy­conservation, constant attention of environmental protection, car rear axle is regard as a key part of the completed ca

10、r, 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 ax

11、le to calculate effective optimization design. This text has carried on the design of the truck transaxle according to the traditional transaxle design method. This text 

12、confirms the structural pattern of the main part and main design parameter at first Then consult the transaxle ­like structure, determine the overall design plan To 

13、the main fact finally, the gear wheel of the drivenawl, the taper planet gear of the differential mechanism, semi­axis gear wheel, the floating type semi­axis and

14、60;shelly intensity of integral bridge check and check the life­span in supporting the bearing completely. It is following to originally design: Because adopt forms central

15、60;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 mai

16、n decelerators of the awl gear wheel of arc tooth has improved the transmission efficiency of the rear axle, have improved the feasibility of the transmission. Key W

17、ords: Transaxle , Main decelerator, Differential mechanism, Semi­axis , Bridge shell 目 錄摘 要 . 1 Abstract. 1 目 錄 . 2 第 1章 緒論 . 3 1.1 驅動橋概述 . 31.2 研究現狀和發(fā)展趨勢 . 5 1.3 課題研究方法 . 5 1.4 本課題要解決的主要問題和設計總體思

18、路 . 6 第 2章  SOLIDWORKS 及 cosmosworks 介紹 . 6 2.1 Solidworks軟件概述 . 6 2.2 cosmosworks介紹 . 7 第 3章 汽車驅動橋 3D 設計 . 9 3.1概述 . 9 3.1.1 選擇研究對象 . 10 3.1.2 模型處理 . 10 3.2建立驅動橋的 3D 模型  .11 3.2.1 進入 SOLIDWORKS 的操作界面 . 11 3.3&

19、#160;驅動橋設計的繪制過程 . 12 第 3章驅動橋的有限元分析 . 14 3.1驅動橋殼強度分析計算 . 15 3.2 實現方法 . 15 3.3 具體分析步驟 . 16 總結與展望 . 26 參考文獻 . 26 致 謝 . 27 第  1 章 緒論  1.1 驅動橋概述驅動橋和其他汽車總成一樣,除了廣泛采用新技術外,在結構設計中日益朝著 “ 零 件標準化、部件通用化、產品系列化 ” 的方向發(fā)展及生產組織專業(yè)化目標前進。應采用 能以幾種典型的零部件,

20、 以不同方案組合的設計方法和生產方式達到驅動橋產品的系列化或變形的目的,或力求做到將某一類型的驅動橋以更多或增減不多的零件,用到不同 的性能、不同噸位、不同用途并由單橋驅動到多橋驅動的許多變形汽車上。驅動橋是汽車傳動系的主要組成部分。汽車的驅動橋處于傳動系的末端,其基本功 用是增大由傳動軸或直接由變速器傳來的轉矩,將轉矩分配給左、右驅動輪,并使左、 右驅動車輪具有汽車行駛運動學所要求的差速功能;同時,驅動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。它要保證當變速器處于最高擋時,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, 這主要取決于驅動橋的 傳動比。雖然

21、在汽車的整體設計時,從整車性能出發(fā)決定驅動橋的傳動比,但是用什么 形式的驅動橋、什么結構的主減速器和差速器等在驅動橋設計中要具體考慮。決大多數 的發(fā)動機在汽車上是縱置的,為了使扭矩傳給車輪,驅動橋必須改變扭矩的方向,同時 根據車輛的具體要求解決左右扭矩的分配。整體式驅動橋一方面需要承擔汽車的載荷; 另一方面車輪上的作用力以及傳遞扭矩所產生的作用力矩都要由驅動橋承擔, 所以驅動 橋的零件必須具有足夠的強度和剛度,以保證機件的可靠工作。驅動橋還必須滿足通過 性和平順性的要求。  6 。在一般的汽車結構中,驅動橋包括主減速器、差速器、驅動車輪的傳動裝置和橋殼 等組成。它們應具有足

22、夠的強度和壽命、良好的工藝、合適的材料和熱處理等。對零件 應進行良好的潤滑并減少系統(tǒng)的振動和噪音等  1 。驅動橋的結構型式雖然可以各不相同,但在使用中對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能滿足汽車在給定使用條件下具有最佳的動力性和燃油經 濟性。2差速器在保證左、右驅動車輪能以汽車運動學所要求的差速滾動外并能將轉矩 平穩(wěn)而連續(xù)不斷(無脈動地傳遞給左、右驅動車輪。  3當左右驅動車輪與地面的附著系數不同時,應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

23、和橫向力以及驅動時的反作 用力矩和制動時的制動力矩。  5驅動橋各零部件在保證其強度、剛度、可靠性及壽命的前提下應力求減小簧下 質量,以減小不平路面對驅動橋的沖擊載荷,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動橋離地間隙相適應。7齒輪與其他傳動機件工作平穩(wěn),無噪聲。  8驅動橋總成及零部件的設計應能滿足零件的標準化,部件的通用化和產品的系 列化及汽車變型的要求。  9在各種載荷及轉速工況下有高的傳動效率。  10結構簡單,維修方便,機件工藝性好,容易制造。  1.2 研究現狀和發(fā)展趨勢隨著汽車

24、向采用大功率發(fā)動機和輕量化方向發(fā)展以及路面條件的改善 , 近年來主減 速比有減小的趨勢 , 以滿足高速行駛的要求。  1 為減小驅動輪的外廓尺寸 , 目前主減速器中基本不用直齒圓錐齒輪。 實踐和理論分析 證明,螺旋錐齒輪不發(fā)生根切的最小齒數比直齒齒輪的最小齒數少。顯然采用螺旋錐齒 輪在同樣傳動比下,主減速器的結構就比較緊湊。此外,它還具有運轉平穩(wěn)、噪聲較小 等優(yōu)點。因而在汽車上曾獲得廣泛的應用。近年來,準雙曲面齒輪在廣泛應用到轎車的 基礎上,愈來愈多的在中型、重型貨車上得到采用。  3 在現代汽車發(fā)展中, 對主減速器的要求除了扭矩傳輸能力、 機械效率和重

25、量指標外, 它的噪聲性能已成為關鍵性的指標。噪聲源主要來自主、被動齒輪。噪聲的強弱基本上 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,采用適當的磨削方法 可以消除在熱處理中產生的變形。因此,與常規(guī)加工方法相比,磨齒工藝可獲得很高的 精度和很好的重復性。  4 汽車在行駛過程中的使用條件是千變萬化的。 為了擴大汽車對這些不同使用條件的 適應范圍,在某些中型車輛上有時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力性和燃料經濟性。  1.3 課題研究方法  1. 了解驅動橋的構成。

26、  2. 通過上網,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計總體思路  1. 本課題解決的主要問題:國內外對驅動橋的研究很多,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動橋 (按結構可以分為中央單級減 速驅動橋、中央雙級減速驅動橋、中央單級、輪邊減速驅動橋 ,分析其主要組成部 分的具體結構,得出不同扭矩的情況下驅動橋各個部件的受力及變形狀況。  2. 本課題的設計總體思路:選擇一種機型的驅動橋。應用三維軟件 solidworks 對其各個部分進行建模

27、及裝配, 運用 solidworks 軟件自帶的有限元分析模塊 cosmosworks 對驅動橋整體進行有限元分 析不同扭矩的情況下驅動橋各個部件的受力及變形狀況。 優(yōu)化設計結構, 以減小不平 路面對驅動橋的沖擊載荷,從而改善汽車行駛的平順性。第  2 章  SOLIDWORKS 及  cosmosworks 介紹  2.1 Solidworks軟件概述  SolidWorks 為達索系統(tǒng)(Dassault Systemes S.A下的子公司,專門負責研發(fā)與銷售 機械設計軟件的視窗產品

28、。達索公司是負責系統(tǒng)性的軟件供應,并為制造廠商提供具有  Internet 整合能力的支援服務。該集團提供涵蓋整個產品生命周期的系統(tǒng),包括設計、 工程、制造和產品數據管理等各個領域中的最佳軟件系統(tǒng),著名的  CA TIA V5 就出自該 公司之手,目前達索的 CAD 產品市場占有率居世界前列。特點:Solidworks 軟件功能強大,組件繁多。 Solidworks 功能強大、 易學易用和技術 創(chuàng)新是  SolidWorks 的三大特點,使得  SolidWorks 成為領先的、主流的三維  C

29、AD 解決 方案。  SolidWorks 能夠提供不同的設計方案、 減少設計過程中的錯誤以及提高產品質量。  SolidWorks 不僅提供如此強大的功能, 同時對每個工程師和設計者來說, 操作簡單方便、 易學易用。 對于熟悉微軟的 Windows 系統(tǒng)的用戶, 基本上就可以用 SolidWorks 來搞設 計了。 SolidWorks 獨有的拖拽功能使用戶在比較短的時間內完成大型裝配設計。  SolidWorks 資源管理器是同  Windows 資源管理器一樣的  CAD

30、0;文件管理器,用它可以方 便地管理 CAD 文件。使用 SolidWorks ,用戶能在比較短的時間內完成更多的工作,能夠更快地將高質量的產品投放市場。在目前市場上所見到的三維  CAD 解決方案中,  SolidWorks 是設計過程比較簡便而方便的軟件之一。 美國著名咨詢公司 Daratech 所評論: “在基于  Windows平臺的三維 CAD 軟件中, SolidWorks 是最著名的品牌,是市場快速 增長的領導者?！?在強大的設計功能和易學易用的操作(包括  Windows風格的拖/放、 點/擊、剪切/粘貼協(xié)同下,使用

31、SolidWorks ,整個產品設計是可百分之百可編輯的, 零件設計、裝配設計和工程圖之間的是全相關的。  2.2 cosmosworks介紹針對  SolidWorks 有史以來最好的原創(chuàng)設計驗證解決方案!使用相同的  SolidWorks 介面,提供快速、功能 強大與精確的設計分析不用懷疑, COSMOSWorks 是主流市 場的第一名。 COSMOSWorks 針對工程師與設計人員,提供了簡學易用且功能強大的設 計驗證與最佳化工具。 全球超過 14,000家各個業(yè)界的公司, 目前正使用 COSMOS 來改 善

32、設計品質,避免現場故障,減少材料成本與縮短上市時間。  COSMOSWorks 賦予您 更快速、低成本與最佳化的產品研發(fā)能力,比起要使用到最精細的原型測試,還 更具 有全面性的產品效能驗證功能?，F有的產品包裝如下, COSMOSWorks 可以隨時依據您 擴充的分析需求而增加與改變: COSMOSWorks Designer 利用易學易用的虛擬仿真工具 進行分析,其效果遠遠優(yōu)于手算  COSMOSWorks Professional 提供了一系列功能強大的 工具,可幫助那些熟悉分析概念的工程師對零件和裝配體進行虛擬

33、測試和分析。  COSMOSWorks Advanced Professional 是目前市場上最全面、最復雜的分析工具之一, 它為經驗豐富的分析員提供了多種分析功能,而價格卻遠遠低于大多數的高端  FEA 軟 件價格適中的設計驗證工具,適合每個工程師使用 COSMOSWorks Designer 是專門為 那些非設 計驗證 領域專 業(yè)人 士的設 計師和工 程師 量身定 做的,該軟 件通過 表明 SolidWorks 模 型 在 構 建 之 前 的 運 作 狀 況 , 從 而 幫 助 提 高 產 品 質 量 。 使

34、 用  COSMOSWorks Designer 可以在不退出 SolidWorks 窗口的情況下, 驗證您的直覺并 對不同設計思路的實際性能進行分析,其效果要遠遠優(yōu)于手算.易學易用,很快即可見 成效 COSMOSWorks Designer­完全嵌入在  SolidWorks 界面中, 并且使用  SolidWorks FeatureManager® 和許多相同的鼠標和鍵盤命令, 因此任何能夠在  SolidWorks 中設 計零件的人都可以對其進行分析,而無需學

35、習如何使用新的界面。 COSMOSWorks Designer 包含最常用的設計驗證工具, 提供了對零件和裝配體的應力、 應變和位移分析的功能,而且價格非常適中。使用  COSMOSWorks Designer,您可以: 利用易學易用的 虛擬仿真工具進行分析,其效果要遠遠優(yōu)于手算,研究裝配體和不同零部件之間的交互 作用,在任何位置都可以使用像動態(tài)截面和探測這樣的可視化工具對驗證結果進行分析, 在不同的現實條件下對各種設計思路進行分析,從中選擇最佳的設計,快速檢驗您的直 覺,減少物理測試.使用 SolidWorks 時,設計人員可以在最初建模階段輸入材料屬

36、性。 適合專業(yè)工程師使用的強大分析工具, COSMOSWorks Professional 提供了一系列功能 強大的工具,可幫助那些熟悉分析概念的工程師對零件和裝配體進行虛擬測試和分析。 對于需要更多特定分析功能的工程師來說,他們可以使用  COSMOSWorks Professional 對幾乎任何零部件或裝配體在任何載荷條件下的物理特性進行預測。 智能化的分析使您 的工作更輕松、更有效。除了  COSMOSWorks Designer 內所包含的分析功能外,它還 提供了跌落測試、優(yōu)化分析、熱傳導分析、熱應力分析

37、、振動分析、疲勞分析和扭曲分 析等功能。無論應用于從機械設計和消費產品到醫(yī)療設備的哪個行業(yè),COSMOSWorks 都 能夠大大提高產品質量,使工程師可以快速找出設計問題,所需時間要比制造 原型機 短得多。使用  COSMOSWorks Professional,您可以: 執(zhí)行跌落測試分析,優(yōu)化零件和裝 配體以最大程度地減小質量和體積,確定您的設計是否會因扭曲或振動而出現故障,減 少因物理原型機開發(fā)而產生的成本和時間延誤,確定您的設計是否會因循環(huán)荷載產生的 疲勞而出現故障,找出潛在的設計問題, 并盡早在設計過程中予以糾正,解決大量的熱力 模擬問題,執(zhí)行熱耦合和結構分析 CO

38、SMOSWorks Professional 利用  COSMOSWorks 設 計情形功能,用戶可以對具有可變參數(例如,載荷或幾何尺寸的設計進行分析高端 的分析工具,非高端的價格 COSMOSWorks Advanced Professional 是目前市場上最全面、 最復雜的分析工具之一,它為經驗豐富的分析員提供了多種分析功能,而價格卻遠遠低 于大多數的高端 FEA 軟件。精密準確的 FEA,適合經驗豐富的用戶使用.對于棘手的工 程問題 (例如, 高級動力問題和非線性模擬問題 , 您需要一個能夠快速分析出可靠結 果 的

39、強大工具。  COSMOSWorks Advanced Professional 有 20 多年的 FEA 專業(yè)知識和技 術 創(chuàng) 新 作 為 堅 實 的 后 盾 , 為 您 提 供 了 完 成 工 作 所 需 的 高 端 分 析 功 能 。 使 用  COSMOSWorks Advanced Professional,您可以: 對塑料、橡膠、聚合物、泡沫和鎳鈦合 金執(zhí)行非線性分析,對非線性材料間的接觸進行分析,研究您的設計在動態(tài)載荷下的性 能,了解復合材料的特性,在  COSMOSWorks 中,用戶可以

40、執(zhí)行多種設計分析。此示例 對一個籃圈同時進行了線性和非線性分析。第  3 章 汽車驅動橋  3D設計  3.1概述驅動橋是汽車傳動系的主要組成部分。汽車的驅動橋處于傳動系的末端,其基本 功用是增大由傳動軸或直接由變速器傳來的轉矩, 將轉矩分配給左、 右驅動輪, 并使左、 右驅動車輪具有汽車行駛運動學所要求的差速功能;同時,驅動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。它要保證當變速器處于最高擋時,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, 這主要取決于驅動橋的 傳動比。雖然在汽車的整體設計時,從整車性能出發(fā)決定驅

41、動橋的傳動比,但是用什么 形式的驅動橋、什么結構的主減速器和差速器等在驅動橋設計中要具體考慮。決大多數 的發(fā)動機在汽車上是縱置的,為了使扭矩傳給車輪,驅動橋必須改變扭矩的方向,同時 根據車輛的具體要求解決左右扭矩的分配。整體式驅動橋一方面需要承擔汽車的載荷; 另一方面車輪上的作用力以及傳遞扭矩所產生的作用力矩都要由驅動橋承擔, 所以驅動 橋的零件必須具有足夠的強度和剛度,以保證機件的可靠工作。驅動橋還必須滿足通過 性和平順性的要求。  6 。驅動橋的結構型式雖然可以各不相同,但在使用中對它們的基本要求卻是一致的, 其基本要求可以歸納為  1 : 

42、;1所選擇的主減速比應能滿足汽車在給定使用條件下具有最佳的動力性和燃油經 濟性。2差速器在保證左、右驅動車輪能以汽車運動學所要求的差速滾動外并能將轉矩 平穩(wěn)而連續(xù)不斷(無脈動地傳遞給左、右驅動車輪。  3當左右驅動車輪與地面的附著系數不同時,應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動時的反作 用力矩和制動時的制動力矩。  5驅動橋各零部件在保證其強度、剛度、可靠性及壽命的前提下應力求減小簧下 質量,以減小不平路面對驅動橋的沖擊載荷,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動

43、橋離地間隙相適應。  7齒輪與其他傳動機件工作平穩(wěn),無噪聲。8驅動橋總成及零部件的設計應能滿足零件的標準化,部件的通用化和產品的系 列化及汽車變型的要求。  9在各種載荷及轉速工況下有高的傳動效率。  10結構簡單,維修方便,機件工藝性好,容易制造。  3.1.1 選擇研究對象鑒于本課題研究的特殊性,本課題不是從無到有的設計,也不是理論性的設計說 明,而是根據前人的經驗和實際產品模型的基礎上進行的分析和驗證,運用一種新的設 計方法和途徑來探索問題的研究方法的。本設計選擇一種汽車的驅動橋作為研究對象,結合該汽車廠商提供的數據進行分析 和處理,然后

44、用三維軟件建立 3D 模型進行有限元分析和處理。表 1 汽車的主要技術參數 3.1.2 模型處理在選擇驅動橋總成的結構型式時, 應當從所設計汽車的類型及使用、 生產條件出發(fā), 并和所設計汽車的其他部件,尤其是懸架的結構型式與特性相適應,以共同保證整個汽 車預期使用性能的實現。驅動橋的總成的結構型式,按其總體布置來說有三種:普通的非斷開式驅動橋、帶有擺動半軸的非斷開式驅動橋合和斷開式驅動橋  5 。由于驅動橋整個運行過程比較復雜,零配件也相對有很多個,不可能每個零件都進 行分析和處理。按理論來講是可行的。但是從具體實際來講,沒有那個必要,受計算機 內存和處

45、理信息的要求,無法實現整體全部零件的分析處理,只能選取其中的一些關鍵 的零配件進行一個分析。  3.2建立驅動橋的  3D模型  3.2.1 進入  SOLIDWORKS 的操作界面點新建進入零件界面 , 如下圖 .  選中參考面進入草圖環(huán)境.3.3 驅動橋設計的繪制過程 畫主體殼體主要部分草圖,然后拉伸生成實體。 生成實體。 完善連接部位的實體造型。 完善一側輪胎結構 完善整體造型設計 . 第  3 章驅動橋的有限元分析有限元法是一種在工程分析中常用的解決復雜問題的近似數值分析方法,

46、以其在機 械結構強度和剛度分析方面具有較高的計算精度而得到普遍應用,特別是在材料應力、 應變的線性范圍更是如此。在汽車設計領域,無論是車身、車架的計算仿真,還是發(fā)動 機的曲軸以及傳動系統(tǒng)的計算均使用到該方法。汽車驅動橋殼是汽車上的主要承載構件之一, 其作用主要有: 支撐并保護主減速器、 差速器和半軸等,使左右驅動車輪的軸向相對位置固定;同從動橋一起支撐車架 及其 上的各總成質量;汽車行駛時,承受由車輪傳來的路面反作用力和力矩并經懸架傳給車 架等。驅動橋殼應有足夠的強度和剛度且質量小,并便于主減速器的拆裝 和調整。由 于橋殼的尺寸和質量比較大,制造較困難,故其結構型式應在滿足使用要求的前提下應

47、盡可能便于制造。驅動橋殼分為整體式橋殼,分段式橋殼和組合式 橋殼三類。整體式 橋殼具有較大的強度和剛度,且便于主減速器的裝配、調整和維修,因此普遍應用于各 類汽車上。但是由于其形狀復雜,因此應力計算比較困難。 根據汽車設計理論,驅動 橋殼的常規(guī)設計方法是將橋殼看成一個簡支梁并校核幾種典型計算工況下某些特定斷 面的最大應力值,然后考慮一個安全系數來確定工作應 力,這種設計方法有很多局限 性。因此近年來,許多研究人員利用有限元方法對驅動橋殼進行了計算和分析。本文中所研究的對象是在某型號貨車上使用的整體式橋殼。3.1驅動橋殼強度分析計算可將橋殼視為一空心橫梁,兩端經輪轂軸承支撐于車輪上,在鋼板彈簧座

48、處橋殼承 受汽車的簧上載荷,而沿左右輪胎中心線,地面給輪胎以反力(雙胎時則沿雙胎中心 , 橋殼承受此力與車輪重力之差,受力如圖 1所示。橋殼強度計算可簡化成三種典型的工況,只要在這三種載荷計算工況下橋殼的強度 得到保證,就認為該橋殼在汽車行駛條件下是可靠的。  3.2 實現方法一般來說,在整個有限元求解過程中最重要的環(huán)節(jié)是有限元前處理模型的建立。 這一般包括幾何建模、定義材料屬性和實常數(要根據單元的幾何特性來設置,有些單 元沒有實常數 、定義單元類型,網格劃分、添加約束與載荷等。由于汽車零部件結構 形狀較為復雜,包含許多復雜曲面,而一般有限元軟件所提供的幾何建模工具功能相

49、當 有限,難以快速方便地對其建模。因此,針對較復雜的結構,可以先在三維  CAD 軟件 (如在  SOLIDWORKS 中建立幾何模型,然后在有限元分析軟件  COSMOSWORKS 中通過輸入接口讀入實體模型,最后在 COSMOSWORKS 中完成其分析過程。被分析汽車的參數為:汽車的名義裝載量  m1=4.0t ,滿載軸荷時后橋負荷  m2= 6.0t ,車輪中心線至鋼板彈簧座中心距離  b =370mm ,兩鋼板彈簧座中心間的距離  s = 1004mm ,橋殼本身的重

50、力  G0=931.6N ,橋殼設計的安全系數為  7,彈簧上表面面積  5000mm2,由此可得到面載荷為 5.88MPa 。根據國家標準,當承受滿載軸荷時,橋殼最大變形量不能超過 1.5mm/m;承受 2.5倍滿載軸荷時,橋殼不能出現斷裂和塑性變形。 所以垂直方向的載荷取滿載軸荷的 2.5倍,即  5.88×2.5=14.78MPa 。  3.3 具體分析步驟啟動 COSMOSWORKS,進入工作界面 . 然后點“下一步” ,進入下面的,要求對要分析哪些部位進行選擇。 根據情況我們選擇中間的主體結構,是主要的受

51、力部位。 要求進行材料的選擇,我這里選擇的是合金鋼材料。點下一步進入施加約束的環(huán)節(jié)了。 我選擇的是固定兩端與輪子連接的部位。進入下一步。 要求對施加的約束進行命名處理。下一步進行約束的編輯處理。 我們這里不需要進行編輯操作就不作選擇了,進入下一步環(huán)節(jié)了。下一步是進行受 力的一個約束設定環(huán)節(jié)。 下一步進行的是載荷類型的一個選擇問題。我們選擇的是力。 下一步彈出的是施加的部位選擇的問題。 下一步進行的是受力的數值輸入。 點下一步進入分析環(huán)節(jié)?？梢园凑账奶崾具M行一個系統(tǒng)的操作。 點運行按鈕,進行模型的網格化處理。 網格化處理結束,進行優(yōu)化環(huán)節(jié)。 運行結果界面: 有幾種結果可以查看,我把幾種運行結果

52、的截圖都一一進行截圖表達。應力結果: 位移結果: 變形結果: 總結與展望 一、總結 在這次畢業(yè)設計中，我系統(tǒng)的復習了機械制圖、機械原理、汽車構造、汽車設計及 生產制造等方面的基本理論和專業(yè)知識，從理論上到實踐上了解各種驅動系統(tǒng)，同時也 體現了我對所學的專業(yè)知識的程度。在這次設計中，首先的收獲是查閱資料的能力。到 圖書館借書、到網上搜索資料、到閱覽室查閱期刊雜志，在大量的文字中找到我們需要 的，并加以分析很整理，再把它融入到自己的設計中去。其次就是動手能力了。在我畫 驅動橋的裝配圖的過程中遇到很多的困難，對結構不是很了解，于是我們就到實驗室對 著實物一點一點的琢磨。通過對實際驅動橋的研究，再參照我們設計的驅動