【導讀】汽車制造業(yè)的發(fā)展水平是衡量一個國家經(jīng)濟實力的重要標志。遞車架或承載式車身與車輪之間的各種力及其力矩。本畢業(yè)設計設計目的是運用計算機輔助設計技術對SUES-06. 輕型越野車的轉向驅動橋進行設計。通過參照BJ2020越野車的轉向驅動橋，來對SUES-06轉向驅動橋。然后介紹了UG，并運用UG. 配，最后運用有限元模塊對轉向驅動橋重要零件進行強度分析，作出結論。計的轉向驅動橋符合設計要求，能夠實現(xiàn)轉向和驅動的功用。機輔助設計軟件的使用也大大降低了設計成本，提高了工作效率。世界各大汽車商在汽車研究開發(fā)過程中，從外形構思到。間，使汽車市場競爭更加激烈。作為汽車重大總成，車橋不僅承受著汽車。其力矩，而且還專遞傳動系中的最大扭矩。的結構形式，其質量水平直接決定著整車的檔次，因此顯得尤為重要。了介紹，包括車橋的分類、優(yōu)缺點等等。通過仿造BJ2020吉普車的轉向驅動橋，對。車橋通過懸架和車架相連，兩端安裝汽車車輪。其功能是傳遞車架與

　　

【正文】 UES06 輕型越野車轉向驅動橋 的設計與分析 41 圖 有限元負荷加載 在 UG 中 打 開 已 經(jīng) 建 立 的 萬 向 節(jié) 模 型 , 在 工 具 欄 中 選 擇Application? Structures，接下來進入有限元分析模塊。進入模塊后，進行載荷的添加：點擊圖標（ Loads） ， 所要求設定的數(shù)值和方向具體如上 圖 所示。 圖 有限元約束加載 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） SUES06 輕型越野車轉向驅動橋 的設計與分析 42 載荷添加完畢以后，設置約束：點擊圖標 Boundary Conditions,根據(jù)萬向節(jié)的裝配約束進行設置，其具體的邊界條件的選擇如圖 中的紅色標注所示。 等上一步驟完成以后進行零件網(wǎng)格的劃分：點擊圖標（ 3D Tetrahedral Mesh） ，添加萬向節(jié)實體，出現(xiàn)如圖 提示框。 進行一系列設置后，系統(tǒng)將自動生成相應的網(wǎng)格。 劃分網(wǎng)格，是 UG 有限元分析模塊操作過程中的一大關鍵點。有限元模型是由網(wǎng)格和其他用于分析的相關數(shù)據(jù)組成，因而其有限元網(wǎng)格劃分的優(yōu)劣，將直接影響到分析結果的可靠性和分析所占用的時間。在建立有限元分析模型時，劃分網(wǎng)格這一步驟所占用的時間一般也是最多的，因而劃分網(wǎng)格的原則是 用盡可能少的單元數(shù)目滿足設計需要的分析精度。因此 在結構應用中， UG 為了方便用戶，提供了一種快速有效的網(wǎng)格劃分工具，即網(wǎng)格生成器。通過這一生成器可直接在幾何對象上自動劃分相應的網(wǎng)格。 圖 有限元網(wǎng)格劃分 完成網(wǎng)格劃分后，開始對材料的屬性進行設置：點擊圖標（ Material 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） SUES06 輕型越野車轉向驅動橋 的設計與分析 43 Properties） 。系統(tǒng)將彈出如圖 的提示框，點擊材料庫（ Library）,選擇材料 2 0 6 7 1r n iC M T YB?? ，然后點擊網(wǎng)格，將網(wǎng)格屬性設置為steel。 圖 材料的選擇 所有參數(shù)設置完以后，執(zhí)行分析運算：在工具條中單擊圖標 Solve，按默認方式對各選項進行設置，分析求解。當分析完成后，系統(tǒng)監(jiān)測器對話框將會自動提交已完成操作分析的提示。然后單擊工具欄中的查看分析結 果圖標，將進入后置處理器，并在圖形窗口中顯示有限元分析結果。若想查看不同的分析效果，可在分析結果對話框中單擊分析結果類型圖標，將對話框中設置 Type 選項改為 Stress— Element Nodal，而設置 Component 選項到默認的 Von Mises，在單擊 OK，系統(tǒng)將自動顯示 Von Mises 應力分布圖。如果在對話框中單擊顯示圖標(Display)，在彈出的對話框中關閉 Undeformed 這一選項，則在圖形窗口中將只顯示零件的變形結果；再將 Deformed 選項關閉，則分析結果將以不變形的方式進行顯示 。 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） SUES06 輕型越野車轉向驅動橋 的設計與分析 44 圖 萬向節(jié)受力圖 如圖 顯示萬向節(jié)上所受的應力最大 MPa716m ax ?? 圖中紅色部分所示。 查表得 萬向節(jié)材料屈服點 MPas 835?? 。 分析得出 萬向節(jié)最大應力 MPa716m ax ?? 。 有限元分析出的 M P aM P a s 8 3 57 1 6m a x ??? ?? ，所以 萬向節(jié)的設計 滿足強度 要求。 6 結論 本文按照設計任務書的要求，對 SUES06 輕型越野車轉向驅動橋進行了設計與分析，主要完成了以下幾個工作：轉向驅動橋的參數(shù)計算、 對所建立的數(shù)字模型進行三維裝配、對轉向驅動橋進行強度分析 。 （ 1） 通過給定的轉向驅動橋的參數(shù)要求，在導師的指導下并查閱相上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） SUES06 輕型越野車轉向驅動橋 的設計與分析 45 關資料及設計手冊，進過一系列的計算，最后確定符合設計要求的參數(shù)。 （ 2） 查閱書籍詳細了解與本設計類似的轉向驅動橋的結構特點，清楚每一個零件的具體位置，然后進行轉向驅動橋的虛擬裝配。在之前的零件的建模過程中，按照圖紙尺寸要求嚴格進行約束，所以裝配比較順利效果也不錯，未出現(xiàn)虛裝配等不良情況。 （ 3） 通過 UG 有限元模塊對轉向驅動橋的受力零件進行分析，最終得出的萬向節(jié)的 最大應力 ，與查表所得的許用應 力作比較，最大應力小于需用應力，所以滿足強度要求，達到了設計的目的。 在此次畢業(yè)設計過程中，對轉向驅動橋的重要參數(shù)進行了計算， 通過所繪的二維圖紙和相關資料，完成了三維零件的建模，并按照驅動橋的裝配要求順利完成了所繪零件的虛擬裝配，最后對萬向節(jié)進項有限元分析，得出的應力數(shù)值完全符合要求，完成了轉向驅動橋的設計和分析。 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） SUES06 輕型越野車轉向驅動橋 的設計與分析 46 參考文獻 [1] 劉惟信 .汽車車橋設計 [M].北京： 清華大學出版社， 2020. [2] 范迪彬 .汽車構造 [M].安徽：安徽科學技術出版社， 2020. [3] 胡寧 .現(xiàn)代汽車底盤構造 [M].上海：上海交通大學出版社 , 2020. [4] 陳家瑞 .汽車構造（第四版）下冊 [M].北京：人民交通出版社 , 2020. [5] 趙波，龔勉， 屠建中 .UG CAD 實用教程 ( 版 )[M].北京：清華大學出版社 [6] 殷國富， 成爾京 .UG 產(chǎn)品設計實例精解 [M].北京： 機械工業(yè)出版社， 2020. [7] 張永茂， 馬衛(wèi)東 .AutoCAD 2020 實戰(zhàn)指導 [M].北京：中國鐵道出版社 , 2020. [8] 諸文農 .底盤設計（下） [M].北京：機械工業(yè)出版社 ， 1981. [9] 郁錄平 .工程機械底盤設計 [M].北京： 人民交通出版社 ， 2020. [10] 劉惟信 .汽車設計 [M].北京：清華大學出版社 , 2020. [11] 張光裕， 許純新 .工程機械底盤設計 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 1988. [12] 紀峻嶺 .傳動軸、差速器、驅動橋及車橋 [M].北京： 化學工業(yè)出版社， 2020. [13] Birch,Thomas W. Automotive suspension and steering systems[M].Delmar Publishers,1999. [14] 劉惟信 .驅動橋 [M].北京：人民交通出版社 , 1987. [15] 林寧 .汽車設計 [M].北京：機械工業(yè)出版社 , 1998. [16] Reimpell, Jornsen,Stoll,Helmut. THE AUTOMOTIVE CHASSIS. England: Oxford, 2020. [17] 過學訊，鄧亞東 .汽車設計 [M].北京：人民交通出版社 , 2020. [18] 余志生 .汽車理論 [M].北京 :機械工業(yè)出版社 .,2020. [19] 張義民 .汽車零部件可靠性設計 [M].北京 ： 北京理工大 學出版社， 2020. [20] 殷國富， 成爾京 . UG 產(chǎn)品設計實例精解 [M].北京： 機械工業(yè)出版社， 2020. [21] 羊拯民 .傳動軸和萬向節(jié) [M].北京：人民交通出版社 , 1986. [22] 伍德榮，肖生發(fā)，陶建民 .萬向節(jié)和傳動軸 [M].北京： 北京理工大學出版社， 1997. 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） SUES06 輕型越野車轉向驅動橋 的設計與分析 47 感想 體會 經(jīng)過不懈努力，本次畢業(yè)設計順利完成。當我論文完成時，心中百感交集。在畢業(yè)設計期間歷經(jīng)了多次困難、挫折與灰心失意，同時也有成功的喜悅。最后困難都一一克服，這種感受銘記于心。 剛開始接到論文題目 SUES06 輕型越野車轉向驅動橋的設計與分析，我 通過學校的學校圖書館查詢了許多有關 轉向驅動 橋的各種書籍期刊，并去學校圖書館和上海圖書館收集 有關論文 的材料及圖紙信息 。我發(fā)現(xiàn)了信息搜索是一個艱苦和漫長的過程，這期間會有部分資料搜索不到，也有過灰心的時候，但想起老師說過信息搜索是論文成 功的必要條件，我繼續(xù)不斷查詢，在老師的幫助指導下最終完成任務。 第二階段由于我的建模過程比較復雜，在 建模和裝配過程中，發(fā)覺原本 UG 初級所學的內容還不足以很好的完成任務，通過翻看 UG 書籍，老師的指導和同學幫助，學習到了很多 UG 方面的知識 ，最終于按時完成了這部分的工作。 通過這次畢業(yè)設計，我切身感受到自己在大學四年里學到理論知識的欠缺以及自身能力的不足，發(fā)現(xiàn)理論學習與實踐之間的差距如此之大。這次設計很好的鍛煉了我的意志品格，提升了自己分析與處理問題的能力，為我今后走上工作崗位打下了良好的基礎。在今后的工作實踐中，我還需要不斷學習，積累經(jīng)驗，不斷完善自我發(fā)展自我。 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） SUES06 輕型越野車轉向驅動橋 的設計與分析 48 致 謝 一個學期的畢業(yè)論文眼看著就要結束了，從中我獲益良多。在畢業(yè)設計過程中 ,我得到不少老師的指導與幫助。我的指導老師李俊鵬老師，在我論文撰寫的各個階段都予 以了嚴格地審核和修改，對我汽車專業(yè)知識薄弱的地方進行詳細講解，令我茅塞頓開，同時還使我增加了很多 UG 方面的知識。在我做課題期間所碰到疑難問題李老師都予以幫助解答，在此對他表示衷心的感謝。同時感謝班級同學在我整個畢業(yè)設計過程中的幫助與支持。 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） SUES06 輕型越野車轉向驅動橋 的設計與分析 49 譯 文 計算機控制有兩個獨立車輪車輛的轉向系統(tǒng) 摘要 計算機可以通過控制汽車兩個獨立驅動輪的轉向系統(tǒng)來提高這些車承受側向力的能力，比如行駛在崎嶇陡峭的山坡上時。通過使用一種車載計算機，而這種車載計算機又是利用一種專門研制的軟 件算法來全面的控制非驅動車輪的轉向角 (通常是主銷后傾角 )來達到該目的的。該軟件算法是運用了驅動車輪轉速以及引導非驅動車輪的轉向角的數(shù)學關系。它確定了車 輪 轉速 導致的轉 彎 半徑 和轉向角 導致的轉彎半徑是一樣的。汽車運動除了包括常規(guī)的轉彎還包括繞著驅動橋中心的轉動。當外力作用在汽車上時，此 系統(tǒng)提供一個 與主系統(tǒng)不沖突的 次要轉向系 統(tǒng)來 協(xié)助主系統(tǒng)。 汽車使用這個系統(tǒng)能使用比普通更大的非驅動輪，造成相對少的設計制約并且相對傳統(tǒng)型的車輛的承載負荷以及分布負荷都有所提高。 驅動車輪速度和非驅動車輪轉向角的綜合 最大限度利用了 牽引力 ，并 使磨損減低到最小化。上述汽車使用的 計算密集控制系統(tǒng) 只有在能得到成本相對較低的微處理器時才可行。這種車以運用在農業(yè)如拖拉機、收割機、 割曬機 和 專業(yè)越野車等。 關鍵詞 ：轉向；汽車 轉 彎 半徑 ；電控轉向； 機電一體化 ； 計算機控制 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） SUES06 輕型越野車轉向驅動橋 的設計與分析 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、 割曬機、收割機，通過連續(xù)改變 變速器 的 比率 ，包括前進后退，來獨立地操縱左、右驅動車輪。當左、右兩個驅動輪以同一速度向前行駛時汽車就直駛運動?；蛘?，當左右的驅動車輪以相同和相對的速度行駛時汽車與 驅動橋的中心 轉動相 關。車輛通常在這兩個極端間運轉。缺少一個差速器意味著如果一個驅動車輪失去牽引，其他驅動車輪不受影響，車輛仍能夠開動。在這些車輛中，轉向作用純粹由驅動輪提供。車輛前面靠慣性的主銷縱傾角沒有轉向作用，只是對車輛的前面部分提供支持。 主銷后傾角 被用于這些車輛的原因是，由于它們的偏距，這些車輛的轉向都是承受側向力的作用的。在平地和較緩的斜坡上，轉動一個 主銷后傾角 的側力是由于二個獨立驅動輪的作用。 主銷縱傾角轉變 了角度，這個角度對車輛運動提供了最小限制并且與兩個獨立驅動輪速度產(chǎn)生的適合的曲率半徑相符合。這 主銷縱傾角 需要 整理，由于沒有常規(guī)的借以 讓 操縱員主動的把非驅動車轉向車輪 變?yōu)榕c兩個獨立驅動輪速度產(chǎn)生的適合的曲率半徑相符合的轉向。 然而，當穿越陡坡的時候， 由于重力影響，主銷后傾角會出現(xiàn)重大問題 。由于 主銷后傾角 不能施加側向的力，轉向時間對汽車的作用使車頭趨向于往山坡下移動。由兩個驅動輪提供的不等驅動力造成了一個抵消的力矩，但隨著坡度增加，牽引力最終消失。解決穿越陡峭山坡的問題，重心中心往往移向車尾：這導致當直線穿越一個陡峭山坡時汽車前輪翹起的趨勢。 主銷后傾角 在這些情況下被鎖定了，但減少了靈活性、使用的方便性。 在平地也有不 利 主銷后傾角 的地方。 主銷后傾角 明顯比驅動輪小得多的。因此，它們有一個能承受的極限負荷。如果 主銷縱傾角 承受更大的負上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） SUES06 輕型越野車轉向驅動橋 的設計與分析 51 荷，為了減少地受到的壓力，他們應該更大些。這呈現(xiàn)出的設計問題源于他們的抵消力。更大的 主銷縱傾角 需