【正文】 這呈現(xiàn)出的設(shè)計問題源于他們的抵消力。因此，它們有一個能承受的極限負荷。 在平地也有不 利 主銷后傾角 的地方。解決穿越陡峭山坡的問題，重心中心往往移向車尾：這導(dǎo)致當(dāng)直線穿越一個陡峭山坡時汽車前輪翹起的趨勢。由于 主銷后傾角 不能施加側(cè)向的力，轉(zhuǎn)向時間對汽車的作用使車頭趨向于往山坡下移動。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(qū)動車轉(zhuǎn)向車輪 變?yōu)榕c兩個獨立驅(qū)動輪速度產(chǎn)生的適合的曲率半徑相符合的轉(zhuǎn)向。在平地和較緩的斜坡上，轉(zhuǎn)動一個 主銷后傾角 的側(cè)力是由于二個獨立驅(qū)動輪的作用。車輛前面靠慣性的主銷縱傾角沒有轉(zhuǎn)向作用，只是對車輛的前面部分提供支持。缺少一個差速器意味著如果一個驅(qū)動車輪失去牽引，其他驅(qū)動車輪不受影響，車輛仍能夠開動?；蛘撸?dāng)左右的驅(qū)動車輪以相同和相對的速度行駛時汽車與 驅(qū)動橋的中心 轉(zhuǎn)動相 關(guān)。 關(guān)鍵詞 ：轉(zhuǎn)向；汽車 轉(zhuǎn) 彎 半徑 ；電控轉(zhuǎn)向； 機電一體化 ； 計算機控制 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SUES06 輕型越野車轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋 的設(shè)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(qū)動車輪。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。 汽車使用這個系統(tǒng)能使用比普通更大的非驅(qū)動輪，造成相對少的設(shè)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。汽車運動除了包括常規(guī)的轉(zhuǎn)彎還包括繞著驅(qū)動橋中心的轉(zhuǎn)動。該軟件算法是運用了驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)速以及引導(dǎo)非驅(qū)動車輪的轉(zhuǎn)向角的數(shù)學(xué)關(guān)系。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SUES06 輕型越野車轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋 的設(shè)計與分析 49 譯 文 計算機控制有兩個獨立車輪車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 摘要 計算機可以通過控制汽車兩個獨立驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來提高這些車承受側(cè)向力的能力，比如行駛在崎嶇陡峭的山坡上時。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。在畢業(yè)設(shè)計過程中 ,我得到不少老師的指導(dǎo)與幫助。在今后的工作實踐中，我還需要不斷學(xué)習(xí)，積累經(jīng)驗，不斷完善自我發(fā)展自我。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，我切身感受到自己在大學(xué)四年里學(xué)到理論知識的欠缺以及自身能力的不足，發(fā)現(xiàn)理論學(xué)習(xí)與實踐之間的差距如此之大。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(dǎo)下最終完成任務(wù)。最后困難都一一克服，這種感受銘記于心。當(dāng)我論文完成時，心中百感交集。 在此次畢業(yè)設(shè)計過程中，對轉(zhuǎn)向驅(qū)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(guān)資料，完成了三維零件的建模，并按照驅(qū)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(yīng)力數(shù)值完全符合要求，完成了轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋的設(shè)計和分析。在之前的零件的建模過程中，按照圖紙尺寸要求嚴(yán)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。 （ 1） 通過給定的轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋的參數(shù)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（論文） SUES06 輕型越野車轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋 的設(shè)計與分析 45 關(guān)資料及設(shè)計手冊，進過一系列的計算，最后確定符合設(shè)計要求的參數(shù)。 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(shè)計 滿足強度 要求。 查表得 萬向節(jié)材料屈服點 MPas 835?? 。如果在對話框中單擊顯示圖標(biāo)(Display)，在彈出的對話框中關(guān)閉 Undeformed 這一選項，則在圖形窗口中將只顯示零件的變形結(jié)果；再將 Deformed 選項關(guān)閉，則分析結(jié)果將以不變形的方式進行顯示 。然后單擊工具欄中的查看分析結(jié) 果圖標(biāo)，將進入后置處理器，并在圖形窗口中顯示有限元分析結(jié)果。 圖 材料的選擇 所有參數(shù)設(shè)置完以后，執(zhí)行分析運算：在工具條中單擊圖標(biāo) Solve，按默認方式對各選項進行設(shè)置，分析求解。 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(shè)置：點擊圖標(biāo)（ Material 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SUES06 輕型越野車轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋 的設(shè)計與分析 43 Properties） 。因此 在結(jié)構(gòu)應(yīng)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。有限元模型是由網(wǎng)格和其他用于分析的相關(guān)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(jié)果的可靠性和分析所占用的時間。 進行一系列設(shè)置后，系統(tǒng)將自動生成相應(yīng)的網(wǎng)格。 圖 有限元約束加載 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SUES06 輕型越野車轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋 的設(shè)計與分析 42 載荷添加完畢以后，設(shè)置約束：點擊圖標(biāo) Boundary Conditions,根據(jù)萬向節(jié)的裝配約束進行設(shè)置，其具體的邊界條件的選擇如圖 中的紅色標(biāo)注所示。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SUES06 輕型越野車轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋 的設(shè)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。 根據(jù)（ ）得出： e m a xM 3 0 7 4 Nm??。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。其外端安裝有輪轂，輪轂通過兩個相距較遠的軸承，支承在半軸套管上。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SUES06 輕型越野車轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋 的設(shè)計與分析 40 而用于驅(qū)動橋傳動軸其傳遞的最大工作扭矩為： m a x m a x 11M/2 eM i i N?????????????????? （ ） emaxM — 發(fā)動機的最大扭矩； i? — 變速器頭檔速比； 1i — 分動器低檔速比； N — 驅(qū)動橋數(shù)； 若在傳動系中采用液力傳動，則應(yīng)考慮液力變扭器的變扭比。 萬向節(jié)有限元分析 萬向節(jié)傳動載荷的計算 傳動軸所能傳遞的扭矩不但與傳動軸尺寸有關(guān)外，而且還與萬向節(jié)夾角及轉(zhuǎn)速有關(guān)。在實踐中一般使用電腦來解決在分析時出現(xiàn)的巨量的數(shù)和方程組。元的數(shù)目到達一定高度后解的精確度不再提高，只有計算時間不斷提高。這個方程組可以用線性代數(shù)的方法來求解。在這種方法中這些獨立的點的數(shù)量是有限的，因此被稱為有限元。 有限元分析是使用有限元方法來分析靜態(tài)或動態(tài)的物理物體或物理系統(tǒng)。六、七十年代中國在設(shè)計水壩中應(yīng)用了有限元法，獨立的發(fā)展了有特色的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)。 50 年代有限元首次用于飛機設(shè)計中， 1956 年 和 等人用矩陣對飛機結(jié)構(gòu)進行了受力和變形分析。下面對轉(zhuǎn)向節(jié)軸套進行裝配，如圖 所示 。所以在裝配之前要確定裝配的順序。使得轉(zhuǎn)向節(jié)求關(guān)節(jié)與球形支 承相互配合。 導(dǎo)入轉(zhuǎn)向節(jié)球形支承。導(dǎo)入要裝配的零件， 通過命令 Add Existing 導(dǎo)入已經(jīng) 建立好 圖 零件導(dǎo)入過程 的零件，進行參數(shù)設(shè)定完（如圖 ） ,生成圖 中的實體 。這樣是為了增加裝配的方便性，使得零件的裝配過程順利完成。 SUES06轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋 的裝配 在 UG（ NX 4）中裝配零件，首先要定義坐標(biāo)原點。如圖 。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SUES06 輕型越野車轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋 的設(shè)計與分析 35 圖 轉(zhuǎn)向節(jié)軸套建模圖 圖 轉(zhuǎn)向節(jié)軸套建模圖 而后 以本此拉伸實體的端面作為基準(zhǔn)，繪制下一個圖形，直徑 32mm，拉伸深度穿透實體，得到圖形如圖 。拉伸凸臺，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。旋轉(zhuǎn)之后的圖形如 圖 。 圖 轉(zhuǎn)向節(jié)軸套建模圖 圖 轉(zhuǎn)向節(jié)軸套建模圖 建立基準(zhǔn)平面 ZCYC,在該基準(zhǔn)平面上繪制掃描而為圖形，如 下 圖。如圖 。 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，可以通過環(huán)形陣列來完成其他幾個螺紋孔。 圖 轉(zhuǎn)向節(jié)軸套建模圖 下面是對該螺紋孔進行拉伸，但是在此是在命令 下，選擇subtract 命令，將實體切除螺紋孔。 圖 轉(zhuǎn)向節(jié)軸套建模圖 回到剛剛建立的基準(zhǔn)平面上，在此平面上繪制螺紋孔而為圖形，直徑。 轉(zhuǎn)向節(jié)軸套建模 建立直徑為 142mm的平面，建立三個原始基準(zhǔn)面及基準(zhǔn)軸，建立 YCXC基準(zhǔn)平面作為參照，在此基準(zhǔn)平面上繪制二維圖形，如 圖 ，使用 工上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SUES06 輕型越野車轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋 的設(shè)計與分析 31 具拉伸實體，輸入拉伸深度 ，得到拉伸后的實體，如 圖 。且該 模型前后兩個突臺大小形狀不一 致，并有較多的螺紋孔 。如上 圖 所示。 圖 sues06 轉(zhuǎn)向節(jié)軸套 3）轉(zhuǎn)向節(jié)球關(guān)節(jié)建模特點 圖 sues06 轉(zhuǎn)向節(jié)球關(guān)節(jié) 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SUES06 輕型越野車轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋 的設(shè)計與分析 30 建立轉(zhuǎn)向節(jié)球關(guān)節(jié) 的難點在于其內(nèi)部的形態(tài)較為復(fù)雜，具有多個結(jié)構(gòu)復(fù)雜的曲面，所以不能使用制作形腔的方式進 行鏤空。 2）轉(zhuǎn)向節(jié)軸套建模特點 因為轉(zhuǎn)向節(jié)軸套是一種對稱圖形，其初步的建模思想就是以草圖約束為前提，再將其進行旋轉(zhuǎn)和陣列，即可得出圖形。通過仔細觀察得到，轉(zhuǎn)向節(jié)球形支上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SUES06 輕型越野車轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋 的設(shè)計與分析 29 撐為一個旋轉(zhuǎn)體，其基本的建模思路，是以草圖畫出這個轉(zhuǎn)向節(jié)球形支撐的基本形狀，再通過旋轉(zhuǎn)命令得到實體。以下 部件大多有復(fù)雜的尺寸或外形，進行三維建模 時有一定的難度，下面逐 一進行闡述。 SUES06 轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋總成由 轉(zhuǎn)向節(jié)零 件以及球叉式萬向節(jié)零件組成。 根據(jù)所測得的尺寸數(shù)據(jù)后，就開始轉(zhuǎn)向 驅(qū)動 橋的建模工作。 轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋橋的 UG 建模 圖 SUES06 轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋三維 UG 模型 圖 球叉式萬向節(jié)三維 UG模型 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SUES06 輕型越野車轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋 的設(shè)計與分析 28 轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋的建模 要求 1） 轉(zhuǎn)向 驅(qū)動橋建模目的是將 SUES06 轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋總成數(shù)字模擬化，利用先進的 CAD/CAE 技術(shù)對機體進行仿真設(shè)計、修改、分析，有利于提高設(shè)計生產(chǎn)效率和成本。 ＣＡＤ的裝配功 能采用并行工程技術(shù) 可為汽車產(chǎn)品設(shè)計提供一個有效的面向設(shè)計群體的裝配設(shè)計環(huán)境，提供 干涉分析和 隱藏線消除的 功能，允許包括ｌ０００個以上零件的生成和交互使用。 參數(shù)化的裝配建模提供描述組 件間配合關(guān)系的附加功能，也可用于說明通用緊固件組和其它重復(fù)部件、 裝配導(dǎo) 航、零件上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SUES06 輕型越野車轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋 的設(shè)計與分析 27 搜索、零件裝機數(shù)量統(tǒng)計、調(diào)用目錄、參考集、裝配部分著色顯示、標(biāo)準(zhǔn)件庫調(diào)用、重量控制、 在裝配層次中 快速切換直接訪問任何零件或子裝配件；生成支持漢字的裝配明細表。 UG 實體建模模塊 提供了能滿足多種設(shè)計需求的正確建模工具： （ 1）可進行實體、表面、特征、自由曲面、線框和參數(shù)化建模等； （ 2）支持和建立編輯孔、槽、型腔、圓柱、體、塊、球體、管、桿、倒圓和倒角等各種標(biāo) 準(zhǔn)的設(shè)計特征； （ 3）可將實體鏤空變成薄壁件； （ 4）既可以先畫草圖，根據(jù)特 定要求生成參數(shù)化的實體模型，又可根據(jù)產(chǎn)品的特征直接進行實體建模 。實 體模型又稱主模型， UG 虛擬裝配、工程制圖、機構(gòu)運動分析、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。而 Unigraphics 軟件中就對這些設(shè)計模塊提供了強大的支持。 根據(jù)以上各軟件的特點，本次課題選用 Unigraphics 作為輔助設(shè)計軟上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SUES06 輕型越野車轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋 的設(shè)計與分析 26 件工具。 UG 在航空航天、汽車、通用機械、工業(yè)設(shè)備、醫(yī)療器械以及其它高科技應(yīng)用領(lǐng)域的 機械設(shè)計和模具加工自動化的市場上得到了廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用 UG 的建模功能，設(shè)計工程師可快速進行概念設(shè)計和詳細設(shè)計，交互建立和編輯各種復(fù)雜的零部件模型。 UG (Unigraphics)是 EDS 公司推出的一套集 CAD/CAM/CAE 的于一體的三維參數(shù)化軟件，具有強大的建模、分析和加工功能。 4 SUES06輕型越野 車 轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋的建模和裝配 建模軟件 Unigraphics NX 簡介 Unigraphics Solutions 公司（簡稱 UGS）是美國的一家全球著名的MCAD 供應(yīng)商，隸屬于 EDS