【正文】 要求，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下并查閱相上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SUES06 輕型越野車轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋 的設(shè)計(jì)與分析 45 關(guān)資料及設(shè)計(jì)手冊(cè)，進(jìn)過(guò)一系列的計(jì)算，最后確定符合設(shè)計(jì)要求的參數(shù)。最后困難都一一克服，這種感受銘記于心。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中 ,我得到不少老師的指導(dǎo)與幫助。汽車運(yùn)動(dòng)除了包括常規(guī)的轉(zhuǎn)彎還包括繞著驅(qū)動(dòng)橋中心的轉(zhuǎn)動(dòng)。或者，當(dāng)左右的驅(qū)動(dòng)車輪以相同和相對(duì)的速度行駛時(shí)汽車與 驅(qū)動(dòng)橋的中心 轉(zhuǎn)動(dòng)相 關(guān)。這 主銷縱傾角 需要 整理，由于沒(méi)有常規(guī)的借以 讓 操縱員主動(dòng)的把非驅(qū)動(dòng)車轉(zhuǎn)向車輪 變?yōu)榕c兩個(gè)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)輪速度產(chǎn)生的適合的曲率半徑相符合的轉(zhuǎn)向。因此，它們有一個(gè)能承受的極限負(fù)荷。 在平地也有不 利 主銷后傾角 的地方。在平地和較緩的斜坡上，轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè) 主銷后傾角 的側(cè)力是由于二個(gè)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)輪的作用。 關(guān)鍵詞 ：轉(zhuǎn)向；汽車 轉(zhuǎn) 彎 半徑 ；電控轉(zhuǎn)向； 機(jī)電一體化 ； 計(jì)算機(jī)控制 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SUES06 輕型越野車轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋 的設(shè)計(jì)與分析 50 1 引言 為了提供高度的靈活性和牽引力，一些輪式車輛 ,如花園拖拉機(jī)、 割曬機(jī)、收割機(jī)，通過(guò)連續(xù)改變 變速器 的 比率 ，包括前進(jìn)后退，來(lái)獨(dú)立地操縱左、右驅(qū)動(dòng)車輪。該軟件算法是運(yùn)用了驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)速以及引導(dǎo)非驅(qū)動(dòng)車輪的轉(zhuǎn)向角的數(shù)學(xué)關(guān)系。在今后的工作實(shí)踐中，我還需要不斷學(xué)習(xí)，積累經(jīng)驗(yàn)，不斷完善自我發(fā)展自我。當(dāng)我論文完成時(shí)，心中百感交集。 有限元分析出的 M P aM P a s 8 3 57 1 6m a x ??? ?? ，所以 萬(wàn)向節(jié)的設(shè)計(jì) 滿足強(qiáng)度 要求。 圖 材料的選擇 所有參數(shù)設(shè)置完以后，執(zhí)行分析運(yùn)算：在工具條中單擊圖標(biāo) Solve，按默認(rèn)方式對(duì)各選項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置，分析求解。 進(jìn)行一系列設(shè)置后，系統(tǒng)將自動(dòng)生成相應(yīng)的網(wǎng)格。因而采用這種半軸支承型式，其半軸只承受轉(zhuǎn)矩，而半軸的兩端不承受任何力和彎矩。在實(shí)踐中一般使用電腦來(lái)解決在分析時(shí)出現(xiàn)的巨量的數(shù)和方程組。 有限元分析是使用有限元方法來(lái)分析靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的物理物體或物理系統(tǒng)。所以在裝配之前要確定裝配的順序。這樣是為了增加裝配的方便性，使得零件的裝配過(guò)程順利完成。拉伸凸臺(tái)，輸入深度 ， 同樣回到 ZCXC 基準(zhǔn)平面，繪制二維圖形，圓直徑 52mm，拉伸深度 12mm，得到 凸臺(tái)。 圖 轉(zhuǎn)向節(jié)軸套模圖 圖 轉(zhuǎn)向節(jié)軸套建模圖 螺紋孔的大小一樣，可以通過(guò)環(huán)形陣列來(lái)完成其他幾個(gè)螺紋孔。且該 模型前后兩個(gè)突臺(tái)大小形狀不一 致，并有較多的螺紋孔 。通過(guò)仔細(xì)觀察得到，轉(zhuǎn)向節(jié)球形支上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SUES06 輕型越野車轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋 的設(shè)計(jì)與分析 29 撐為一個(gè)旋轉(zhuǎn)體，其基本的建模思路，是以草圖畫出這個(gè)轉(zhuǎn)向節(jié)球形支撐的基本形狀，再通過(guò)旋轉(zhuǎn)命令得到實(shí)體。 轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋橋的 UG 建模 圖 SUES06 轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋三維 UG 模型 圖 球叉式萬(wàn)向節(jié)三維 UG模型 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SUES06 輕型越野車轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋 的設(shè)計(jì)與分析 28 轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的建模 要求 1） 轉(zhuǎn)向 驅(qū)動(dòng)橋建模目的是將 SUES06 轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋總成數(shù)字模擬化，利用先進(jìn)的 CAD/CAE 技術(shù)對(duì)機(jī)體進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)、修改、分析，有利于提高設(shè)計(jì)生產(chǎn)效率和成本。實(shí) 體模型又稱主模型， UG 虛擬裝配、工程制圖、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析、有限元分析、編制加工程序等均須直接應(yīng)用已建立的主模型。應(yīng)用 UG 的建模功能，設(shè)計(jì)工程師可快速進(jìn)行概念設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)，交互建立和編輯各種復(fù)雜的零部件模型。 固定式萬(wàn)向節(jié)的球槽型式是曲線槽，而伸縮式萬(wàn)向節(jié)的球槽的型式是直線槽。附加數(shù)據(jù)有 : mmd ? ， ?25?? ， mmR ? ， 4?Z ， ?90?? ， 22??Zm ， )0 0 (9 9 ??? ?QK 因?yàn)??90?? ，由公 式 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SUES06 輕型越野車轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋 的設(shè)計(jì)與分析 22 dbRdKL ??? c o sc o s )(2 ?? ????? ????? ? ?????????? ? （ ） 得 : 9 0 )(2 ????? ???LK 表 Weiss 型固定式萬(wàn)向節(jié)尺寸 萬(wàn)向節(jié)尺寸 G L S A R NM 253 52 104 35 112 72 2200 203 55 110 40 120 75 3000 201 62 124 43 130 82 3400 78 156 53 169 110 7500 100 200 65 200 130 14500 由 公 式 ： QLQL KK XK ?? ?? 2c os? ???????? ? ????????????? （ ）得 Hertizian 系數(shù) ?? ,查表得 ??? 由 公 式 ： ? ??? )2(2 QL KKd ? ????????? ? ??????????? （ ） 得 : ? ????? 0 1 )9 9 (2?d 3223 2 )( mmNc p ?? 由 公 式 ： 30 kp cp? ??????????????? ?? ?????????? （ ） 則 靜態(tài)許用表面應(yīng)力為： 51310 0 0 0 5 22 5 5 0 ???p 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SUES06 輕型越野車轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋 的設(shè)計(jì)與分析 23 mmN???? 對(duì)于非較接萬(wàn)向節(jié)，由 公 式 ： ?? osRdpmM cps in)( 230? ????????????? ??????? （ ） 則 靜態(tài)額定轉(zhuǎn)矩為 ： )(2 230 ????M mN ?????? 70 10 705 07 22 2 因?yàn)殂q接 Weiss 型萬(wàn)向節(jié)的轉(zhuǎn)矩容量所限，所以許用 NM 的值比靜態(tài)額定轉(zhuǎn)矩 0M 小得多。鋼球的尺寸可按式來(lái)求，然后圓整到標(biāo)誰(shuí)值。如圖 所示。因而設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)特別注意如下幾點(diǎn)： 1． 如圖 所示，應(yīng) 當(dāng) 保證安放小球的曲線槽其中心線的交叉 點(diǎn)的投影與傳力球的中心 3O 和 4O 的投影重合，而小球與槽間的接觸線 aa 和 bb 的延長(zhǎng)線的投影與主動(dòng)叉和從動(dòng)叉的軸線相交于給定點(diǎn)（相當(dāng)于 1O 與 2O ) ，且其中 12OO OO? 。的條件下正常工作。 當(dāng)軸 4 轉(zhuǎn)過(guò)角 度大小為 ? 時(shí)，球的運(yùn)動(dòng)軌跡由 nn 轉(zhuǎn)到 nn?? ，中心 2O 到達(dá) 2O? 的位置。這種萬(wàn)向節(jié)只有在傳動(dòng)鋼球與滾道之間具有一定的預(yù)緊力時(shí)，才能保證等角速傳動(dòng)的特性。鋼球 6 上的凹面是為了拆裝萬(wàn)向節(jié)時(shí)，能使第四個(gè)鋼球 3 通過(guò)而設(shè)的。 圖 所示為普通球叉式萬(wàn)向節(jié)的構(gòu)造。 球叉式萬(wàn)向節(jié)結(jié)構(gòu)和工作原理 萬(wàn)向節(jié)即萬(wàn)向接頭，是實(shí)現(xiàn)變角度動(dòng)力傳遞的機(jī)件，用于需要改變傳動(dòng)軸線方向的位置，它是汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的萬(wàn)向傳動(dòng)裝置的“關(guān)節(jié)”部件。轉(zhuǎn)向節(jié)臂和下蓋用螺栓和 錐形襯套分別固定在轉(zhuǎn)向節(jié)外殼的上下端，并用止動(dòng)銷防止主銷相對(duì)于轉(zhuǎn)向節(jié)外殼轉(zhuǎn)動(dòng)。 BJ2020吉普車轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 上一章介紹了與本設(shè)計(jì)不同的東風(fēng) EQ2080E 型汽車轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋 ，本課題的 SUES06 輕型越野 車的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋是仿制 BJ2020 吉普車的轉(zhuǎn)向夠驅(qū)動(dòng)橋而設(shè)計(jì)的，接下來(lái)介紹一下它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。間隙過(guò)小 (如＜)可能引起轉(zhuǎn)向沉重，此時(shí)應(yīng)在鋼球下球碗的下面加裝墊片 (厚1mm)。當(dāng)前橋驅(qū)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)距由差速器、內(nèi)半軸、等角速萬(wàn)向節(jié)、外半軸以及凸緣 盤，傳到車輪輪轂 上。普通的非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋的質(zhì)量在很大程度上還取決于橋殼的結(jié)構(gòu)形式。 開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋 非斷 開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋也稱為整體式驅(qū)動(dòng)橋， 其半軸套管與主減速器殼均與軸殼剛性地相連一個(gè)整體梁，因而兩側(cè)的半軸和驅(qū)動(dòng)輪相關(guān)地?cái)[動(dòng)，通過(guò)彈性元件與車架相連。輪轂軸承用調(diào)整螺母、鎖止墊圈、鎖緊螺母固緊。斷開(kāi)式轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋還有另外的結(jié)構(gòu)型式，如微型越野車 STEYRPUCH HAFLINGER 的斷開(kāi)式前轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，其主減速器與差速器總成懸置于車架橫梁上，而左右半軸及半軸套管則可作上下擺動(dòng)，即車橋的左右兩段與中間的主減速器與差速器總成是相鉸接的結(jié)構(gòu)。同時(shí)， 其 主銷也因此分成上、下兩段，固定在萬(wàn)向節(jié)的球形支座上，轉(zhuǎn)向節(jié)軸徑做成空心的，以便外半軸 (驅(qū)動(dòng)軸 )從中穿過(guò)。 圖 PQ35 系列車型的后 支持 橋 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SUES06 輕型越野車轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋 的設(shè)計(jì)與分析 7 支持橋 即 非轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋。轉(zhuǎn)向節(jié)內(nèi)端兩耳部 通孔內(nèi)壓入青 銅襯套，銷孔端部用蓋加以封住，上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SUES06 輕型越野車轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋 的設(shè)計(jì)與分析 6 并通過(guò)轉(zhuǎn)向節(jié)上的黃油 口 注入黃油潤(rùn)滑。為 了 防止?jié)櫥秩?到 制動(dòng)鼓 中而 影響制動(dòng)功能，在內(nèi)端軸承內(nèi)側(cè)裝 有 油封 6 和油封墊圖。上銷孔與拳部上端面之間有調(diào)整墊片。兩端由工字形斷面過(guò)渡到方形斷面 來(lái) 提高抗扭強(qiáng)度。 接下來(lái) 運(yùn)用 三維軟件 UG 的實(shí)體建模模塊對(duì)轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的零件如 轉(zhuǎn)向節(jié)球形支撐總成 、 轉(zhuǎn)向節(jié)球關(guān)節(jié) 等進(jìn)行建模，然后運(yùn)用 UG 軟件的裝配模塊將零件裝配起來(lái)，完成 SUES06 轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋總成的裝配。 世界 各大汽車商在汽車研究開(kāi)發(fā)過(guò)程中，從外形構(gòu)思到具體設(shè)計(jì)研究、試驗(yàn) 和制造的所有領(lǐng)域綜 合性地應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)開(kāi)展工作。通過(guò)參照 BJ2020 越野車 的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋， 來(lái) 對(duì) SUES06 轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)其重要的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行解釋。它作為工業(yè)化過(guò)程中最具代表性的產(chǎn)業(yè)之一，其關(guān)系到我國(guó)工業(yè)化道路的幾乎所有方面。同時(shí)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的使用也大大降低了設(shè)計(jì)成本，提高了工作效率。而轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋作為汽車上常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式， 其質(zhì)量水平直接決定著整車的檔次 ，因此顯得尤為重要。其功能是傳遞車架與車輪之間各方向作用力。 轉(zhuǎn)向橋的 前軸兩端各有一個(gè)拳形，主銷插入孔內(nèi)。輪轂外端裝有金屬罩，以防止泥水和塵土侵入。當(dāng) 調(diào)好后用銷止墊圈 、 鎖圈與鎖緊螺母鎖緊即可。左轉(zhuǎn)向節(jié)兩耳的上端的錐形孔是安裝轉(zhuǎn)向節(jié)上臂，下端的錐形孔分別是用以安裝左右轉(zhuǎn)向節(jié)臂的。發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)動(dòng)轎車的后橋也屬于支持橋 。兩個(gè) 帽也不是簡(jiǎn)單地套在腦袋上，還要與里面的兩根半軸直接相連。 汽車轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，內(nèi)半軸與外半軸通過(guò)等角速萬(wàn)向節(jié)連接在一起。 2 汽車驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu) 驅(qū)動(dòng)橋總成的結(jié)構(gòu)型式，按其總體布置來(lái)說(shuō)共有三種，即普通的非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋、帶有擺動(dòng)半軸的非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋和斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。 普通 的 非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋所具有的特點(diǎn)即橋殼是一根支承在左、右驅(qū)動(dòng)車輪上的剛性空心梁，而主減速器、差速器及半軸等傳動(dòng)機(jī)件都裝在其中。 汽車懸架總 成的類型及其彈性元件與減振裝置，是決定汽車行駛平順性的主要因素，而汽車非懸掛質(zhì)量的大小，對(duì)其行駛平順性也有顯著的影響。下軸承蓋內(nèi)裝有一個(gè)鋼球及兩個(gè)球碗，以承受主銷的軸向載荷。輪轂通過(guò)兩個(gè)錐軸承裝在轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸上，輪轂軸承用調(diào)整螺母、鎖止墊圈、鎖緊螺母固緊。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SUES06 輕型越野車轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋 的設(shè)計(jì)與分析 13 圖 BJ2020 轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋 1半軸 套管 2半軸 3球形支承座 4主銷座 5調(diào)整墊片 6主銷 7轉(zhuǎn)向節(jié)臂 8錐形襯套 9轉(zhuǎn)向節(jié)外殼 10螺栓 11轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸 12半軸凸緣 13輪轂 14止動(dòng)銷 15下蓋 16主銷襯套 17止推墊圈 轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的球形支座與半軸套管焊接為一體。其上下兩段主銷的軸線必須在一條直線上而且通過(guò)萬(wàn)向節(jié)的中心，這是為了保證前輪滾動(dòng)和轉(zhuǎn)向互不干涉。 按萬(wàn)向節(jié)在扭轉(zhuǎn)方向上是否有明顯的彈性可分為剛性萬(wàn)向節(jié)和 撓性萬(wàn)向節(jié)。當(dāng)萬(wàn)向節(jié)向某個(gè)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，就靠其中兩個(gè)鋼球把主動(dòng)叉的作用力傳到從動(dòng)叉，當(dāng)以另一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，作用力則經(jīng)另一對(duì)鋼球傳遞。因此近年來(lái)，有些球叉式萬(wàn)向節(jié)中，省去了定位銷和鎖止銷，中心鋼球上也沒(méi)有凹面。一旦預(yù)緊力消失，兩球叉之間便會(huì)發(fā)生軸向竄動(dòng)，從而破壞了傳動(dòng)的等速性。所以 12??? 。如用于 BJ2120， NJ230， CA30A等汽車前驅(qū)動(dòng)橋中。并且應(yīng)使各鋼球與萬(wàn)向節(jié)軸頭均勻地預(yù)緊在一起，使得在任意方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，能通過(guò)萬(wàn)向節(jié)的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)球來(lái)傳遞扭 矩，而避免靠一個(gè)鋼球來(lái)傳遞（假如另一個(gè)鋼球在槽中為松配合的話）。因此在結(jié)構(gòu)上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SUES06 輕型越野車轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋 的設(shè)計(jì)與分析 21 上應(yīng)采取措施來(lái)限制軸向位移。同時(shí)所有的滾道直徑要一致。BebdixWeissSpicer布置，最大軸間夾角 ?20max?? ， 球直徑 ? ，軸間伸縮量 mmS 20? 。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SUES06 輕型越野車轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋 的設(shè)計(jì)與分析 25 本課題設(shè)計(jì)的是輕型越野車的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，最后計(jì)算得伸縮式萬(wàn)向節(jié)的靜態(tài)額定轉(zhuǎn)矩 mNM ?? 52200 ，與許用轉(zhuǎn)矩相近，而 固定式萬(wàn)向節(jié) 許用 NM比 計(jì)算出的 靜態(tài)額定 轉(zhuǎn)矩 mNM ?? 701070 小的多，此外 SUES06 轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)仿制 BJ2020 越野車的轉(zhuǎn)向驅(qū) 動(dòng)橋，所以本轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)與計(jì)算應(yīng)當(dāng)采用固定式萬(wàn)