【正文】 高速發(fā)展階段，不僅要求我們設(shè)計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)計的目的和意義 隨著社會經(jīng)濟的繁榮發(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)計的題目是《輕型汽車驅(qū)動橋建模與模態(tài)分析》。，噪聲小。由圓錐行星齒輪式傳動構(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橋組成為一系列。而弧齒錐齒輪還存在一些缺點，比如對嚙合精度比較敏感，齒輪副的錐頂稍有不吻合就會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)主傳動比一定時，主動齒輪尺寸相同時，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，有利于實現(xiàn)汽車的總體布置。另外，齒面過寬也會引起裝配空間減小。為了防止這些現(xiàn)象的發(fā)生，汽車左、右驅(qū)動輪間都裝有輪間差速器，從而保證了驅(qū)動橋兩側(cè)車輪在行程不等時具有不同的旋轉(zhuǎn)角速度，滿足了汽車行駛運動學(xué)要求。如圖22所示。的少，故可以用較大的模數(shù)以提高輪齒的強度。只要在這三種載荷計算工況下橋殼的強度特征得到保證，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)點是從動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)計軟件采用UG/NX,基于自頂向下（TopDown）原則對產(chǎn)品進行設(shè)計，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，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。同時我也想向在畢業(yè)設(shè)計過程中給過我鼓勵，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階段，前處理、處理和后處理。但軸肩處的圓弧不能省略，因為此處可能正是應(yīng)力集中的地方對產(chǎn)品進行參數(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)和擴張成形式三種。 橋殼的受力分析與強度計算選定橋殼的結(jié)構(gòu)形式以后，應(yīng)對其進行受力分析，選擇其端面尺寸，進行強度計算。(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)動車輪以不同轉(zhuǎn)速在地面上滾動而無滑動。 差速器汽車在行駛過程中左，右車輪在同一時間內(nèi)所滾過的路程往往不等。(2) 從動錐齒輪大端分度圓直徑和端面模數(shù) 對于單級主減速器，增大尺寸會影響驅(qū)動橋殼的離地間隙，減小又會影響跨置式主動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，主動齒輪和從動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)動車輪；其次，驅(qū)動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)力計算比較困難。汽車驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)型式和設(shè)計參數(shù)除對汽車的可靠性與耐久性有重要影響外，也對汽車的行駛性能如動力性、經(jīng)濟性、平順性、通過性、機動性和操動穩(wěn)定性等有直接影響。在考察其變形、強度和剛度的基礎(chǔ)上，對影響橋殼強度和剛度的因素進行了設(shè)計研究,和傳統(tǒng)的設(shè)計方法相比，這種方法提高了精度和效率。驅(qū)動橋的結(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》。～40176。因為它又與主減速器從動齒輪6固連在一起，固為主動件，設(shè)其角速度為；半軸齒輪1和2為從動件，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度。在一般的非斷開式驅(qū)動橋上，驅(qū)動車輪的傳動裝置就是半軸，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)動橋殼 驅(qū)動橋殼的分類驅(qū)動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、機構(gòu)動態(tài)仿真及計算機輔助制造于一體的大型高級軟件，廣泛應(yīng)用于飛機、汽車、模具等機械制造業(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(計算機中繼文件)、DXF(線結(jié)構(gòu))、IGES(面結(jié)構(gòu))、Parasolid(實體結(jié)構(gòu))等。1960年Clough正式提出了“有限元”(FiniteElement)的概念。（2）啟動高級仿真應(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。結(jié) 論由于傳統(tǒng)方法計算方法的局限性，傳統(tǒng)橋殼強度的傳統(tǒng)計算方法，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)力及其分布的真實情況。使用有限元法對驅(qū)動前橋殼進行強度分析，只要計算模型簡化得當(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)計算方法所難以辦到的。 結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析 計算橋殼的垂直彎曲剛度和強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算機程序編寫，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之間進行數(shù)據(jù)交換的優(yōu)良接口；Parasolid格式對于實體建模以及不同的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現(xiàn)產(chǎn)品的三維造型、裝配、二維工程圖的繪制、零部件強度的分析、各機構(gòu)的動畫仿真以及產(chǎn)品的模擬制造等功能。每一部分均由一鑄造殼體和一個壓入其外端的半軸套管組成，軸管與殼體用鉚釘連接。 計算時首先應(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)動力或制動力）最大時，其最大值為，沒有側(cè)向力作用； ⒉側(cè)向力最大時，其最大值為（發(fā)生于汽車側(cè)滑時），沒有縱向力作用；⒊垂向力最大時（發(fā)生在汽車以可能的高速通過不平路面時），其值為，其中為車輪對地面的垂直載荷，為動載荷系數(shù)，這時不考慮縱向力和側(cè)向力的作用。m。行星齒輪的中心點為C，A、B、C三點到差速器旋轉(zhuǎn)軸線的距離均為。(5) 螺旋方向 主、從動錐齒輪的螺旋方向是相反的。(1) 主、從動錐齒輪齒數(shù)和選擇主、從動錐齒輪齒數(shù)時應(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)。這類橋比單級減速器的質(zhì)量大，價格也要貴些，而且輪穀內(nèi)具有齒輪傳動，長時間在公路上行駛會產(chǎn)生大量的熱量而引起過熱；因此，作為公路車用驅(qū)動橋，它不如中央單級減速橋。一般在主傳動比小于6的情況下，應(yīng)盡量采用中央單級減速驅(qū)動橋