某商用車雙級減速驅動橋設計最后答辯

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某商用車雙級減速驅動橋設計 匯報人 2014屆學士論文畢業(yè)答辯 目錄頁 CONTENTSPAGE P1 選題背景 P2 設計方案 P3 三維建模 P4 有限元分析 選題背景 本課題的研究目的與意義 通過對汽車驅動橋傳動系統(tǒng)結構的學習和設計實踐 可以 1 鍛煉查閱收集資料的能力 掌握機械設計的方法和過程 2 掌握現(xiàn)代汽車設計與機械設計的全面知識和技能 3 熟練掌握CATIA AutoCAD ANSYS等軟件4 對汽車行業(yè)的發(fā)展有新的認識 國內外研究現(xiàn)狀 國內行業(yè)前景 我國重型汽車銷量 2007年卡車統(tǒng)計數(shù)據 中國汽車工業(yè)協(xié)會 總重量大于32 104N的重卡整車同比增長速度最快 增幅高達208 51 單就重卡市場對重車橋的需求就達到50萬輛以上 特別是19t 26t的重卡 對相應重車橋的需求也大 2010年 我國有望成為世界最大的3個汽車市場之一 據專家預測 未來幾年重型汽車市場仍將保持10 15 的增長率 1 確定設計策略 2 參數(shù)化設計 3 三維建模 4 有限元分析 研究思路及技術路線 設計方案 主減速器 差速器 總體設計方案的確定 車輪傳動裝置 驅動橋殼 傳動比的分配齒輪的尺寸計算一級螺旋錐齒輪二級斜齒圓柱齒輪齒輪的強度計算材料選擇及潤滑 差速器齒輪的參數(shù)計算齒輪的強度計算齒輪材料的選擇 結構形式分析半軸直徑初選強度校核 結構形式分析有限元分析 主減速器的主要參數(shù) 主減速比的分配 i01 1 923i02 3 07 主減速器錐齒輪的尺寸計算如右表 主減速器錐齒輪的主要參數(shù) 主減速器錐齒輪的尺寸計算如右表 主減速器計算載荷 Tce 5950 15N mTcs 7320 5N mTcf 1137 54N m 續(xù)表 差速器的主要參數(shù) 差速器錐齒輪的尺寸計算如右表 行星齒輪數(shù)n 4行星齒輪球面半徑Rb 47mm行星齒輪軸徑d 24mm齒輪在軸上的支撐長度L 29mm 車輪傳動裝置及驅動橋殼 車輪傳動裝置 驅動橋殼 1 結構形式分析本設計選用全浮式半軸 2 半軸直徑的確定經計算d 32mm 3 半軸的強度校核扭轉應力 為554 88MPa 扭轉角 為14 87 均符合許用要求 1 結構形式分析本設計選用整體式橋殼 2 橋殼的材料本設計采用橋殼主體材料為16Mn 半軸套筒等材料為40Cr 3 橋殼的有限元分析稍后在Part4詳細說明 三維建模 驅動橋殼的整體三維建模 全裝配圖 驅動橋殼的整體三維建模 爆炸圖 主減速器的三維建模 各部分零件圖 差速器的三維建模 爆炸圖 橋殼 半軸及其他 零件圖 有限元分析 有限元分析及軟件介紹 1 2 3 4 有限元分析 FEA 利用數(shù)學近似的方法對真實物理系統(tǒng) 幾何和載荷工況 進行模擬 ANSYS大型通用有限元分析軟件 是高級CAE工具之一 本設計應用其結構靜力學分析功能 模型的建立與導入 1 2 3 4 在保證有限元分析精度的條件下 提高運算速度 對實體模型進行一定精度下的簡化后 將CATIA建模的模型轉存成IGS格式導入ANSYS 材料屬性與網格劃分 1 2 3 4 假設橋殼的材料均為16Mn 網格化后的橋殼參數(shù)優(yōu)化模型共有32071個單元 19158個節(jié)點 橋殼材料屬性 施加載荷和約束 1 2 3 4 各工況下橋殼的加載方式和約束條件 四種工況下的載荷 最大垂向力工況 1 最大牽引力工況 2 最大制動力工況 最大側向力工況 最大垂向載荷T 31850N 垂向力為T 28028N縱向力為P 28686 8N 垂向力為T 24026N縱向力為P 19364 8N 左側垂向力T1 0左側側向力P1 0右側垂向力T2 50960N右側側向力P2 50960N 3 4 最大垂向力工況 1 2 3 4 等效位移分布 位移較大區(qū)域出現(xiàn)在兩板簧座之間區(qū)域 最大變形量為1 4135mm 出現(xiàn)在左板簧座和凸包之間的區(qū)域 由于輪距為1 658m 每米輪距變形量為0 8525mm 其值遠小于1 5mm 橋殼滿足剛度要求 最大垂向力工況 1 2 3 4 應力集中出現(xiàn)在半軸前端 最大應力為198 27MPa 應力較大區(qū)域位于半軸套管的前端和板簧座靠近凸包附近區(qū)域 但都遠小于材料的屈服應力 其他區(qū)域應力較小 橋殼滿足強度要求 等效應力分布 最大牽引力工況 1 2 3 效位移分布 橋殼兩板簧座之間的區(qū)域位移較大 最大位移位于板簧座 為5 6 10 3mm 凸包附近區(qū)域位移也較大 其他區(qū)域位移較小 有限元結果滿足橋殼的剛度要求 等效位移分布 最大牽引力工況 1 2 3 最大應力在凸緣和半軸套管相接處 為12 478MPa 遠小于材料的屈服強度 應力較大位置位于板簧座和凸緣之間的區(qū)域以及板簧座和凸包之間的區(qū)域 其他區(qū)域應力較小 等效應力分布 最大制動力工況 1 2 3 4 等效移分布 兩板簧座之間的區(qū)域位移較大 最大位移位于板簧座位置 為4 0095 10 3mm 滿足橋殼的剛度要求 其他位置位移較小 等效位移分布 最大制動力工況 1 2 3 4 板簧座和凸緣之間的區(qū)域應力較大 最大應力位于凸緣與橋殼的交接處 為9 3592MPa 遠小于材料的屈服強度 板簧座附近區(qū)域應力較大 其他位置應力較小 等效應力分布 最大側向力工況 1 2 3 4 橋殼右側位移較大 最大位移位于右側半軸套管端部 為1 2507mm 其他位置位移較小 橋殼滿足剛度要求 等效位移分布 最大側向力工況 1 2 3 4 應力主要在橋殼的右側板簧座和半軸套管區(qū)域分布 最大應力位于左側板簧附近 最大值為448 53MPa 也小于材料的屈服強度 其他位置的應力較小 等效應力分布 感謝母校哈爾濱工業(yè)大學 威海 感謝汽車工程學院車輛工程系感謝導師劉濤老師感謝1001202班全體同學 致謝 謝謝指導