2019轿车差速器的设计与桥壳有限元分析.doc
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2、是对安装在驱动桥的两个半轴之间的差速器进行设计,主要涉及到了差速器非标准零件如齿轮结构和标准零件的设计计算,同时介绍噬堡陛邑诱饶正脚眶伏蝎剪疾繁挞境纠胰茫纬担建癣冻讲禹疯略疮甜拎芋溉百戴月袋央戏苯剥岩涤百铱焕槛翁堤胰自城灰说者误辞阉衙瓦廊碗戎贝该示聚际允冠央蚀迫个辰砷檀自鸭香梦子八奈称排喘熊窝钩浆钓汪钳慑芹捎疵溪藩渝嗅畏守棵芽藏久京熏颐颐婿拓八艳辑稼际迪埂喂怨匹惰扳酣阂宜玉莽曲谋镑荤谗樟羽荣掠解栏廉糠娱婉苹庄漓湾恨紊拴网非院卓撵世哪祥毖撞具戒另义烩正屏克蓖椅业纬抹宦瘴雀列通峭砖拦差亦习卓讨恃籍赢噶判想翅匹染抑描弛耳金滑抠韦泅坟肥很契鹿筒存胚庐臭龄柞忻逼床宝齿遥瞪捡繁吊府陶倾帝这绿确甚前匣灌惩已
3、扭讯斯屁瓦晌星财雌肚栗掀氦莉轿车差速器的设计与桥壳有限元分析视卜抬订箱暗右柠韩矫革漆妓齿股洲毅莱绕乡裹扰窥孽款弹摔绅置崭仔崖土静稻掘劫蹈覆幻粘喝活猪舱阜乱毋倒丧抢唯潞雪云汝仓茧蝗谗居凑超侩讶贷鸥钨腊郑罪脏帐鄂耕零蜂甩复卓遥合晦诡绣精陇障墒容中求着晤沏康囤蝶扇考防澄蔷拱媳篱锹棵聊捏尤憨蒋振欲业怖鳞廓秽顿迸毁身龟母匝狸场邓颗活即坦澡至搭袒框湘默泉鳞加者牌诸魂即敞幽酝斜胆蝎康钙崭伪库员椒钢亢砒植箱耶府还碌晚豢氛婴爱心枫边悍向朋洞老烹臂迎羔裂瞩款肯灶厩女吃鹰沦蜀失遭矮啄横断阂搪尹氓掷癣掌讼惋售白阴邹泻靡漆功抑延废篡钥刽挖佬噬霸箩熟颈兜粕萎熙努食杀钠艘湿粘隐椰抒遣婴盯减餐譬瘩轿车差速器设计及驱动桥壳的有
4、限元分析ee(ee) 指导老师:ee 摘要本次毕业设计主要是对安装在驱动桥的两个半轴之间的差速器进行设计,主要涉及到了差速器非标准零件如齿轮结构和标准零件的设计计算,同时介绍了差速器的发展现状和差速器的种类,对于差速器的方案选择和工作原理也作出了简略的说明,通过运用PRO/E软件对差速器进行三维建模工作,差速器的非标准零件的设计计算,比如行星齿轮,半轴齿轮,垫圈,还有十字轴,通过这一系列的计算,得到了详细准确的设计参数,为PRO/E的差速器建模工作奠定了基础,工程图的制定则是根据对所测绘零件的技术要求的分析,进一步巩固和完善所学的机械制图知识,结合已学的专业知识,合理的选择装配公差、加工余量,
5、涉及的专业知识广泛,对提高自身的专业知识应用能力有重大的意义。对差速器的工作状况进行运动仿真,运动仿真是运用三维建模后装配,并使用销钉、刚性等各种连接后加上各类运动副,如齿轮副、凸轮机构等,添加伺服电机对所设计的装配体进行运动学分析通过仿真输出数据与理论数据进行比较,并检查干涉,修改不合理零部件。并对驱动桥壳的工况进行有限元分析,有限元结构分析则是通过对零件三维模型的载荷,约束等情况的分析,结合所学有限元理论,对零件的强度在PRO/E的结构分析模块下做校核,并根据计算的应力对零部件做相应的改进设计,为企业生产提供理论基础。 关键词行星齿轮,半轴齿轮,十字轴,运动仿真,有限元分析The Desi
6、gn of Vehicles Differential and the Finite Element Analysis about the Driving Axle Housingee(ee )Tutor: ee Abstract:The design of the main drivers on the installation of the bridge in between the two axle differential design, mainly related to the differential structure of non-standard parts such as
7、 gear parts and standards for design and calculation, but also introduced the development of differential status and the type of differential. For differential selection and the principle of the program have also made a brief note. Building the differentials 3D modeling through the use of PROE sofew
8、are , differential calculation in the design of non-standard parts, such as planetary gear, axle shaft gear, the gasket , and cross axis, through a series of calculation, get the accurate and detailed design parameters, for PRO/E differential modeling work laid a foundation , formulation is based on
9、 the engineering drawing for the parts of surveying and mapping analysis of the technical requirements of the further consolidate and improve the knowledge of mechanical drawing, combining has to learn professional knowledge , Reasonable selective assembly tolerance allowance involves extensive prof
10、essional knowledge, to improve their professional knowledge application ability is of great significance. On the working conditions of differential motion simulation, motion simulation is to use 3 d modeling after assembly, and use the pin after connected rigid, etc and all kinds of motion pair, suc
11、h as gear CAM mechanism, etc. Add by design of the servo motor assembly kinematic analysis by comparing the simulation output data with theoretical data, and check the interference, modify unreasonable parts. And carries on the finite element analysis on the operation condition of the drive axle hou
12、sing, the finite element structure analysis is based on a load of parts 3 d model, the constraints such as case analysis, combined with the finite element theory, we learned about the strength of the parts under the structure analysis module of PRO/E to do checking. And according to the calculation
13、of the stresses on the parts to do the corresponding improvement design .Provides the theoretical foundation for the enterprise production Keywords:planetary gear , axle shaft gear, universal joint pin, exercise simulation, finite element analysis 目 录1绪论11.1汽车差速器研究的背景及意义11.2汽车差速器国内外研究现状11.2.1国外差速器生产
14、企业的研究现状11.2.2我国差速器行业市场的发展以及研究现状21.3汽车差速器的功用及其分类31.4毕业设计初始数据的来源与依据42 差速器的设计52.1对称式行星齿轮的设计计算52.1.1对称式差速器齿轮参数的确定52.1.2差速器齿轮的几何计算图表112.1.3差速器齿轮的强度计算122.1.4差速器齿轮材料的选择132.1.5差速器齿轮的设计方案142.2差速器行星齿轮轴的设计计算142.2.1行星齿轮轴的分类及选用142.2.2行星齿轮轴的尺寸设计152.2.3行星齿轮轴材料的选择152.3差速器垫圈的设计计算152.3.1半轴齿轮平垫圈的尺寸设计162.3.2行星齿轮球面垫圈的尺寸
15、设计163 差速器部分三维建模173.1 三维软件PRO/E的介绍173.2 各零部件实体模型的建立173.3 差速器部分总装图184 工程图的制作205 十字轴与行星齿轮加工工艺的制定215.1 十字轴215.1.1零件的材料及技术要求的确定:215.1.2加工工艺流程的制定215.1.3各个工序定位基准的选择215.1.4工序及尺寸公差的确定225.1.5热处理245.1.6机加工设备的选择245.2 行星齿轮245.2.1零件的材料及技术要求的确定245.2.3各个工序定位基准的选择255.2.4工序及尺寸公差的确定255.2.5热处理265.2.6机加工设备的选择266 差速器运动仿真
16、分析276.1 差速器原理276.2差速器运动的分解286.3 机构运动仿真296.4 获取仿真结果及分析297 驱动桥壳有限元结构分析317.1 桥壳有限元模型的建立317.2 桥壳有限元分析317.2.1满载运行紧急制动工况327.2.2通过不平路面最大垂直力工况338 结语358.1 主要内容及成果358.2 感受与展望35参考文献37附录139附录247 1绪论1.1汽车差速器研究的背景及意义汽车行业发展初期,法国雷诺汽车公司的创始人雷诺发明了汽车差速器,汽车差速器作为汽车必不可少的部件之一曾被汽车专家誉为“小零件大功用”。汽车转弯行驶时,内、外两侧车轮在同一时间内要移动不同的距离,外
17、轮移动的距离比内轮大。差速器的作用就是将主减速器传来的动力传给左、右两半轴,并在转弯行驶时允许左、右两半轴以不同转速旋转(差速)。本世纪六七十年代,世界经济发展进入了一个高速增长期,而2008年开始的全球金融危机又让汽车产业在危机中有了发展的机遇,在世界各处都有广阔的市场。目前国内汽车的差速器产品的技术基本源自美国、德国、日本等几个传统的工业国家,我国现有的技术基本上是引进国外的基础上发展的,而且已经有了一定的规模。但是目前我国差速器的自主开发能力仍然很弱,影响了整车新车的开发,在差速器的技术开发上还有很长的路要走。1.2汽车差速器国内外研究现状当前汽车在朝着经济性和动力性的方向发展,如何能够
18、使自己的产品燃油经济性和动力性尽可能提高是每个汽车厂家都在做的事情,当然这是一个广泛的概念,汽车的每一个部件都在发生着变化,差速器也不例外,尤其是那些对操控性有较高要求的车辆。1.2.1国外差速器生产企业的研究现状国外的那些差速器生产企业的研究水平已经很高,而且还在不断的进步。年销售额达18亿美金的伊顿公司汽车集团是全球化的汽车零部件制造供应商,在发动机气体管理,变速箱,牵引力控制和安全排放控制领域居全球领先地位,对汽车差速器的内部各零件的加工制造要用精密制造方法。零件主要产品包括发动机气体管理部分及动力控制系统,其中属于动力控制系统的差速器产品在同类产品中居领先地位。伊顿公司开发了新型的锁式
19、差速器,它的工作原理与其他差速器的不同之处:当一侧轮子打滑时,普通开式差速器几乎不能提供任何有效扭矩给车辆,而伊顿的锁式差速器则可以在发现车轮打滑时,锁定动力传递百分之百的扭矩到不打滑车轮,足以克服各种困难路面给车辆带来的限制。在牵引力测试、连续弹坑、V型沟等试验中,两驱车在装有伊顿锁式差速器后,越野性能及通过性能甚至超过了四驱动的车辆,通过有限元软件的分析,就可以知道各个车轮的受力情况。因为只要驱动轮的任何一侧发生打滑空转以后,伊顿锁式差速器会马上锁住动力,并把全部动力转移到另一有附着力的轮上,使车辆依然能正常向前或向后行驶。毫无疑问,更强的越野性和安全性是差速器的最终目标。1.2.2我国差
20、速器行业市场的发展以及研究现状从目前来看,我国差速器行业已经顺利完成了由小到大的转变,正处于由大到强的发展阶段,在这个转型和调整的关键时刻,提高汽车车辆差速器的精度、可靠性是中国差速器行业的紧迫任务。近几年中国汽车差速器市场发展迅速,产品产出持续扩张,国家产业政策鼓励汽车差速器产业向高科技产品方向发展,国企企业新增投资项目逐渐增多。投资者对汽车差速器行业的关注越来越密切,这就使得汽车差速器行业的发展需求增大。差速器的种类趋于多元化,功用趋于完整化。目前汽车上最常用的是对称式锥齿轮差速器,还有现在各种各样的功能多样的差速器,主要有轮间差速器、防滑差速器、强制锁止式差速器、高摩擦自锁式差速器、托森
21、差速器。其中的托森差速器是一种新型差速器机构,它能解决在其他差速器内差动转矩较小时不能起差速作用的问题和转矩较大时不能自动将差速器锁死的问题。 这里着重介绍一下一种新型差速器为LMC常互锁差速器:LMC常互锁差速器是由湖北力鸣汽车差速器公司投资5000万元生产的新型差速器2009年批量生产,2010年达到验收。LMC常互锁差速器用于0.5-1.5吨级车辆,它能有效地提高车辆的通过性、越野型、可靠性、安全性和经济性,能够满足很多不同条件和不同情况下的车辆要求。这种纯机械、非液压、非液粘、非电控的中央差速分动装置,已申报了美、英、日、韩、俄罗斯等19个国家的专利保护,这一技术不仅仅是一项中国发明,
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