【正文】 高速發(fā)展階段，不僅要求我們?cè)O(shè)計(jì)出更安全更便捷更新穎的交通工具而且還要求降低企業(yè)生產(chǎn)成本。1 緒 論 本次設(shè)計(jì)的目的和意義 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的繁榮發(fā)展及汽車產(chǎn)業(yè)的壯大，我國汽車擁有量越來越多。 選題的背景和意義 本次設(shè)計(jì)的題目是《輕型汽車驅(qū)動(dòng)橋建模與模態(tài)分析》。，噪聲小。由圓錐行星齒輪式傳動(dòng)構(gòu)成的輪邊減速器，輪邊減速比為固定值2，它一般均與中央單級(jí)橋組成為一系列。而弧齒錐齒輪還存在一些缺點(diǎn)，比如對(duì)嚙合精度比較敏感，齒輪副的錐頂稍有不吻合就會(huì)使工作條件急劇變壞，并加劇齒輪的磨損和使噪聲增大；但是當(dāng)主傳動(dòng)比一定時(shí)，主動(dòng)齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面齒輪比相應(yīng)的弧齒錐齒輪小，從而可以得到更大的離地間隙，有利于實(shí)現(xiàn)汽車的總體布置。另外，齒面過寬也會(huì)引起裝配空間減小。為了防止這些現(xiàn)象的發(fā)生，汽車左、右驅(qū)動(dòng)輪間都裝有輪間差速器，從而保證了驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車輪在行程不等時(shí)具有不同的旋轉(zhuǎn)角速度，滿足了汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)要求。如圖22所示。的少，故可以用較大的模數(shù)以提高輪齒的強(qiáng)度。只要在這三種載荷計(jì)算工況下橋殼的強(qiáng)度特征得到保證，就認(rèn)為該橋殼在汽車各種行駛條件下是可靠的。它的優(yōu)點(diǎn)是從動(dòng)齒輪軸承的支承剛度較好，主減速器的裝配、調(diào)整比可分式橋殼方便，然而要求有較高的加工精度，常用于轎車、輕型貨車中。通過裝配可以確定零件的空間位置，反映部件的裝配結(jié)構(gòu)以及發(fā)現(xiàn)其空間干涉情況等問題。設(shè)計(jì)軟件采用UG/NX,基于自頂向下（TopDown）原則對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)關(guān)鍵參數(shù)和UG/WAVE技術(shù)建立起零部件之間的幾何和位置的相關(guān)性?？偨Y(jié)的分析步驟為：1. 部件處理如果需要，可以用進(jìn)一步理想化部件幾何體細(xì)化網(wǎng)格，此外在FEM中可以利用簡化工具，消除當(dāng)網(wǎng)格劃分模型時(shí)由CAD幾何體可能引起的不希望結(jié)果的問題。填充的材料為鋼（庫材料{13}），材料類型為各向同性， kg/mm^3。（單位：hz）階 數(shù)厚 度8mm7mm6mm一階二階三階四階五階六階七階八階九階十階表1 模態(tài)分析結(jié)果從上表可以看出，在厚度降低時(shí)，橋殼的低階固有頻率是在不斷地增加的，說明降低橋殼的厚度可以提高其低階固有頻率，從而提高橋殼剛度。同時(shí)我也想向在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中給過我鼓勵(lì)，幫助和支持的其余的老師和同學(xué)們說一聲：“謝謝，感謝這么多日子以來的關(guān)照和幫助。從圖511可以看出，在橋殼方形截面與牙包過渡的地方，其應(yīng)力為275MPa左右，遠(yuǎn)小于其許用應(yīng)力[σ]s。本次分析將直徑小于10mm的孔刪除，便于網(wǎng)格劃分。（5）使FEM文件激活，網(wǎng)格劃分幾何體。 簡言之，有限元分析可分成三個(gè)階段，前處理、處理和后處理。但軸肩處的圓弧不能省略，因?yàn)榇颂幙赡苷菓?yīng)力集中的地方對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行參數(shù)化建模,可以用參數(shù)建立起零件內(nèi)各特征之間的相互關(guān)系。Modeling造型模塊用以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的三維造型，是UG軟件關(guān)鍵所在，UG的所有其它功能都以它為基礎(chǔ)。圖32 整體式橋殼a)鑄造式 b)鋼板沖壓焊接式 按制造工藝不同，整體式橋殼可分為鑄造式(圖2a)、鋼板沖壓焊接式(圖2b)和擴(kuò)張成形式三種。 橋殼的受力分析與強(qiáng)度計(jì)算選定橋殼的結(jié)構(gòu)形式以后，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行受力分析，選擇其端面尺寸，進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。(4) 差速器圓錐齒輪模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定首先初步求出行星齒輪與半軸齒輪的節(jié)錐角， 再按下式初步求出圓錐齒輪的大端端面模數(shù)m(5) 壓力角α目前，176。因此在汽車轉(zhuǎn)彎行駛或其它行駛情況下，都可以借行星齒輪以相應(yīng)轉(zhuǎn)速自轉(zhuǎn)，使兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪以不同轉(zhuǎn)速在地面上滾動(dòng)而無滑動(dòng)。 差速器汽車在行駛過程中左，右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過的路程往往不等。(2) 從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑和端面模數(shù) 對(duì)于單級(jí)主減速器，增大尺寸會(huì)影響驅(qū)動(dòng)橋殼的離地間隙，減小又會(huì)影響跨置式主動(dòng)齒輪的前支承座的安裝空間和差速器的安裝。 主減速器主減速器的結(jié)構(gòu)形式主要是根據(jù)其齒輪的類型，主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的安置方法以及減速形式的不同而異。、輪邊減速驅(qū)動(dòng)橋。其基本功用首先是增扭，降速，改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，即增大由傳動(dòng)軸或直接從變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，并將轉(zhuǎn)矩合理的分配給左右驅(qū)動(dòng)車輪；其次，驅(qū)動(dòng)橋還要承受作用于路面或車身之間的垂直力，縱向力和橫向力，以及制動(dòng)力矩和反作用力矩等。但是由于其形狀復(fù)雜，因此應(yīng)力計(jì)算比較困難。汽車驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)型式和設(shè)計(jì)參數(shù)除對(duì)汽車的可靠性與耐久性有重要影響外，也對(duì)汽車的行駛性能如動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、平順性、通過性、機(jī)動(dòng)性和操動(dòng)穩(wěn)定性等有直接影響。在考察其變形、強(qiáng)度和剛度的基礎(chǔ)上，對(duì)影響橋殼強(qiáng)度和剛度的因素進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究,和傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法相比，這種方法提高了精度和效率。驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式有多種，基本形式有三種如下：。單排、齒圈固定式圓柱行星齒輪減速橋。 式（21）～式（23）參考《汽車設(shè)計(jì)》?！?0176。因?yàn)樗峙c主減速器從動(dòng)齒輪6固連在一起，固為主動(dòng)件，設(shè)其角速度為；半軸齒輪1和2為從動(dòng)件，其角速度為和。(2) 行星齒輪球面半徑的確定圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)尺寸，通常取決于行星齒輪的背面的球面半徑，它就是行星齒輪的安裝尺寸，實(shí)際上代表了差速器圓錐齒輪的節(jié)錐距，因此在一定程度上也表征了差速器的強(qiáng)度。在一般的非斷開式驅(qū)動(dòng)橋上，驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置就是半軸，半軸將差速器的半軸齒輪與車輪的輪轂聯(lián)接起來，半軸的形式主要取決半軸的支承形式：普通非斷開式驅(qū)動(dòng)橋的半軸，根據(jù)其外端支承的形式或受力狀況不同可分為半浮式，3/4浮式和全浮式。3 輕型汽車驅(qū)動(dòng)橋殼 驅(qū)動(dòng)橋殼的分類驅(qū)動(dòng)橋殼大致可分為可分式、整體式和 組合式三種形式。它是美國Unigraphics Solutions公司開發(fā)研制的集三維造型、有限元分析、機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)仿真及計(jì)算機(jī)輔助制造于一體的大型高級(jí)軟件，廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、汽車、模具等機(jī)械制造業(yè)，被世界上許多著名大公司所采用。UG常用的輸入輸出格式有:Part(零件)、CGM(計(jì)算機(jī)中繼文件)、DXF(線結(jié)構(gòu))、IGES(面結(jié)構(gòu))、Parasolid(實(shí)體結(jié)構(gòu))等。1960年Clough正式提出了“有限元”(FiniteElement)的概念。（2）啟動(dòng)高級(jí)仿真應(yīng)用。 有限元分析模型的建立1. 新建FEM與仿真部件。根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)。結(jié) 論由于傳統(tǒng)方法計(jì)算方法的局限性，傳統(tǒng)橋殼強(qiáng)度的傳統(tǒng)計(jì)算方法，只能算出某一斷面的應(yīng)力平均值，而不能完全反映前橋殼上應(yīng)力及其分布的真實(shí)情況。使用有限元法對(duì)驅(qū)動(dòng)前橋殼進(jìn)行強(qiáng)度分析，只要計(jì)算模型簡化得當(dāng)，受力約束處理合理，就可以得到比較詳細(xì)的應(yīng)力與變形的分布情況，這些都是上述傳統(tǒng)計(jì)算方法所難以辦到的。 結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析 計(jì)算橋殼的垂直彎曲剛度和強(qiáng)度的方法是將后橋兩端固定，在彈簧座處施加載荷，將橋殼兩端6個(gè)自由度全部約束，在彈簧座處施加規(guī)定的載荷。如圖5－1所示。也可以選擇先建立FEM文件，然后再建立仿真文件。由于有限元法特別適合于計(jì)算機(jī)程序編寫，因此許多國家都編制了大型通用的有限元程序，如美國加利福尼亞大學(xué)研制的SAP軟件、麻省理工學(xué)院研制的ADINA軟件、美國國家航空與宇航局研制的NASTRAN軟件等。例如，DXF轉(zhuǎn)換器提供了在UG與AutoCAD之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的優(yōu)良接口；Parasolid格式對(duì)于實(shí)體建模以及不同的CADICAE/CAM軟件之間交換數(shù)據(jù)具有很高的準(zhǔn)確性和可靠性[7]。通過以上模塊分別可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的三維造型、裝配、二維工程圖的繪制、零部件強(qiáng)度的分析、各機(jī)構(gòu)的動(dòng)畫仿真以及產(chǎn)品的模擬制造等功能。每一部分均由一鑄造殼體和一個(gè)壓入其外端的半軸套管組成，軸管與殼體用鉚釘連接。 計(jì)算時(shí)首先應(yīng)合理地確定作用在半軸上的載荷，應(yīng)考慮到以下三種可能的載荷工況：⒈縱向力（驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力）最大時(shí)，其最大值為，沒有側(cè)向力作用； ⒉側(cè)向力最大時(shí)，其最大值為（發(fā)生于汽車側(cè)滑時(shí)），沒有縱向力作用；⒊垂向力最大時(shí)（發(fā)生在汽車以可能的高速通過不平路面時(shí)），其值為，其中為車輪對(duì)地面的垂直載荷，為動(dòng)載荷系數(shù)，這時(shí)不考慮縱向力和側(cè)向力的作用。m。行星齒輪的中心點(diǎn)為C，A、B、C三點(diǎn)到差速器旋轉(zhuǎn)軸線的距離均為。(5) 螺旋方向 主、從動(dòng)錐齒輪的螺旋方向是相反的。(1) 主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)和選擇主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)時(shí)應(yīng)考慮如下因素：1）為了磨合均勻，之間應(yīng)避免有公約數(shù)。這類橋比單級(jí)減速器的質(zhì)量大，價(jià)格也要貴些，而且輪穀內(nèi)具有齒輪傳動(dòng)，長時(shí)間在公路上行駛會(huì)產(chǎn)生大量的熱量而引起過熱；因此，作為公路車用驅(qū)動(dòng)橋，它不如中央單級(jí)減速橋。一般在主傳動(dòng)比小于6的情況下，應(yīng)盡量采用中央單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋