【正文】 rMaterial PropsMaterial Models命令，彈出Define Material Model Behavior對話框。在右側(cè)列表框中依次選擇StructuralLinearElasticIsotropic命令。在EX文本框中輸入彈性模量“”，在PRXY文本框中輸入泊松比“”。 定義材料屬性定義完材料屬性后就可以對齒輪模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分了。網(wǎng)格劃分又分為自由網(wǎng)格和映射網(wǎng)格。本設(shè)計(jì)使用的是自由網(wǎng)格，因?yàn)樗梢酝ㄟ^Smartsize自己控制網(wǎng)格的劃分精度。Smartsize是ANSYS提供的強(qiáng)大的自動網(wǎng)格劃分工具,它有自己的內(nèi)部計(jì)算機(jī)制,使用Smartsize在很多情況下更有利于在網(wǎng)格生成過程中生成形狀合理的單元。Smartsize算法首先對待劃分網(wǎng)格的面或體的所有線估算單元邊長。然后對幾何體中的彎曲近似區(qū)域的線進(jìn)行細(xì)化。由于所有的線和面在網(wǎng)格劃分開始時(shí)已經(jīng)指定大小，生成網(wǎng)格的質(zhì)量與待劃分網(wǎng)格的面或體順序無關(guān)。： 網(wǎng)格化分（3）加載步驟如下:Solution/Analysis Type/New Analysis/Static；Solution/Define Loads/Apply/Structural/Displacement/On Areas；選擇主動錐齒輪的兩個(gè)端面進(jìn)行約束，這里有ALL DOF(全約束)、UX（X方向位移）、UY（Y方向位移）、UZ（Z方向位移）、ROTX（X方向旋轉(zhuǎn)）、ROTY（Y方向旋轉(zhuǎn)）、ROTZ（Z方向旋轉(zhuǎn)），根據(jù)實(shí)際分析，應(yīng)用ALL DOF(全約束)；施加載荷操作如下：Solution/Define Loads/Apply/Structural/Force/Moment/On Nodes，m 力的加載（4）查看變形結(jié)果： General PostProc/Plot Results/Plot Results/Contour Plot/Nodal Solu/DOF Solution。 變形如面分析下圖。 總方向位移變形狀況 位移變形圖變形量分析：，可見主減速器主動錐齒輪的變形量很小，充分滿足剛度要求。查看列表應(yīng)力獲取最大應(yīng)力：執(zhí)行Utility Menu/List/Results/Nodal Solution 命令，把各個(gè)節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力值以列表的形式輸出如下圖； 總方向應(yīng)力狀況 應(yīng)力分布圖應(yīng)力結(jié)果分析：數(shù)值顯示，藍(lán)色部位應(yīng)力值最小，紅色部位應(yīng)力值最大。應(yīng)力最大值為1892Pa。20CrMnTi的抗拉強(qiáng)度為，無論是單個(gè)方向的最大應(yīng)力，還是綜合應(yīng)力值均充分滿足強(qiáng)度要求。通過有限元分析可知，所設(shè)計(jì)的主減速器主動錐齒輪及選用的材料均符合要求。主減速器從動錐齒輪的有限元受力分析：（1）將Pro\； 從動錐齒輪（2）對模型進(jìn)行定義網(wǎng)格類型，定義材料屬性，網(wǎng)格劃分； 從動錐齒輪的材料選用20CrMnTi。導(dǎo)入了零件的實(shí)體模型后,緊接著定義該模型各項(xiàng)屬性。依次展開Main MeunPreprocessorElement TypesAdd/Edit/Delete命令， Types的對話框。 單元類型對話框單擊Add按鈕，彈出Library of Element Types對話框選擇好自己要定義的元素類型,單擊OK按鈕即可,。 定義元素類型定義完元素類型后應(yīng)該定義材料的屬性。由于材料是各向同性的線彈性材料，其材料參數(shù)的定義步驟為選擇Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial Models命令，彈出Define Material Model Behavior對話框。在右側(cè)列表框中依次選擇StructuralLinearElasticIsotropic命令。在EX文本框中輸入彈性模量“”，在PRXY文本框中輸入泊松比“”。 定義材料屬性定義完材料屬性后就可以對齒輪模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分了。網(wǎng)格劃分又分為自由網(wǎng)格和映射網(wǎng)格。本設(shè)計(jì)使用的是自由網(wǎng)格，因?yàn)樗梢酝ㄟ^Smartsize自己控制網(wǎng)格的劃分精度。Smartsize是ANSYS提供的強(qiáng)大的自動網(wǎng)格劃分工具,它有自己的內(nèi)部計(jì)算機(jī)制,使用Smartsize在很多情況下更有利于在網(wǎng)格生成過程中生成形狀合理的單元。Smartsize算法首先對待劃分網(wǎng)格的面或體的所有線估算單元邊長。然后對幾何體中的彎曲近似區(qū)域的線進(jìn)行細(xì)化。由于所有的線和面在網(wǎng)格劃分開始時(shí)已經(jīng)指定大小，生成網(wǎng)格的質(zhì)量與待劃分網(wǎng)格的面或體順序無關(guān)。： 網(wǎng)格化分（3）加載步驟如下:Solution/Analysis Type/New Analysis/Static；Solution/Define Loads/Apply/Structural/Displacement/On Areas；選擇從動錐齒輪的兩個(gè)端面進(jìn)行約束，這里有ALL DOF(全約束)、UX（X方向位移）、UY（Y方向位移）、UZ（Z方向位移）、ROTX（X方向旋轉(zhuǎn)）、ROTY（Y方向旋轉(zhuǎn)）、ROTZ（Z方向旋轉(zhuǎn)），根據(jù)實(shí)際分析，應(yīng)用ALL DOF(全約束)；另外，對孔進(jìn)行UY（Y方向位移），UZ（Z方向位移）約束。施加載荷操作如下：Solution/Define Loads/Apply/Structural/Force/Moment/On Nodes，m。 從齒輪加載 （4）查看變形結(jié)果： General PostProc/Plot Results/Plot Results/Contour Plot/Nodal Solu/DOF Solution。 變形如面分析下圖。 總方向位移變形狀況 位移變形圖變形量分析：，可見從動錐齒輪的變形量很小，充分滿足剛度要求。查看列表應(yīng)力獲取最大應(yīng)力：執(zhí)行Utility Menu/List/Results/Nodal Solution 命令，把各個(gè)節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力值以列表的形式輸出如下圖； 總方向應(yīng)力狀況 應(yīng)力分布圖應(yīng)力結(jié)果分析：數(shù)值顯示，藍(lán)色部位應(yīng)力值最小，紅色部位應(yīng)力值最大。應(yīng)力最大值為5757Pa。 20CrMnTi的抗拉強(qiáng)度為，無論是單個(gè)方向的最大應(yīng)力，還是綜合應(yīng)力值均充分滿足強(qiáng)度要求。通過有限元分析可知，所設(shè)計(jì)的從動錐齒輪及選用的材料均符合要求。本章介紹了ANSYS的發(fā)展歷史以及其應(yīng)用的領(lǐng)域，利用Pro\E建立模型后導(dǎo)入ANSYS中進(jìn)行校核，最終得出結(jié)果，零件滿足設(shè)計(jì)要求。結(jié) 論 本次設(shè)計(jì)的輕型貨車主減速器是根據(jù)傳統(tǒng)主減速器設(shè)計(jì)方法，并結(jié)合現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，參考相關(guān)車型，確定了主減速器的總體設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：考察相近載重量的貨車的主減速器結(jié)構(gòu)形式和發(fā)展過程及以往形式的優(yōu)缺點(diǎn)，確定了主減速器的總體設(shè)計(jì)方案；完成主減速器的設(shè)計(jì)，采用單級主減速器可提高機(jī)械效率，具有很好的動力性和經(jīng)濟(jì)性，確定了主減速器主從動齒輪的相關(guān)參數(shù)；完成差速器的設(shè)計(jì)，采用普通行星齒輪差速器，確定了差速器的各部件的尺寸參數(shù)；各部件都進(jìn)行強(qiáng)度校核，并選用合理的材料對主要零部件的熱處理方法進(jìn)行了說明，滿足了設(shè)計(jì)要求；運(yùn)用AutoCAD軟件繪制出驅(qū)動橋裝配圖和主要零部件的工程圖。利用PRO/E建模及ANSYS軟件分析驗(yàn)證合理性。結(jié)論：本次設(shè)計(jì)的主減速器結(jié)構(gòu)符合設(shè)計(jì)要求及實(shí)際應(yīng)用，設(shè)計(jì)時(shí)零部件的選擇能盡量滿足零件的標(biāo)準(zhǔn)化、部件的通用化和產(chǎn)品的系列化的要求，修理、保養(yǎng)方便，工藝性好，制造容易。由于結(jié)構(gòu)簡單、主減速器造價(jià)低廉、工作可靠，能大大降低整車生產(chǎn)的總成本推動汽車經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，可以被廣泛用在各種輕型載貨汽車。但此設(shè)計(jì)過程仍有許多不足，在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸時(shí)，有些設(shè)計(jì)參數(shù)是按照以往經(jīng)驗(yàn)值得出，這樣就帶來了一定的誤差。另外，在某些方面，由于時(shí)間問題，做得還不夠仔細(xì)，懇請各位老師同學(xué)給予批評指正。參考文獻(xiàn)[1] [J].制造技術(shù),2008(12).[2] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 2008.[3] 李夢群，武文革,[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2003(5).[4] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.[5] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2004.[6] [M]：：人民交通出版社，2001.[7] [M].北京：清華大學(xué)出版社，2001.[8] 李紅淵,[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，2009. 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[20] Wang．XiuShan，Yang．JianGuo，Wu．Hao．Building research on virtual prototypc of gear speed reducer based On Pro/E，ADAMS and ANSYS[J]．Journalof Shanghai Jiaotong University,2007.致 謝從本設(shè)計(jì)的選題，材料的收集，數(shù)據(jù)的整理，到最終的成稿，我要衷心的感謝我的指導(dǎo)老師孫遠(yuǎn)濤老師，正是由于孫老師的支持和鼓勵，在他敏銳的思維、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度的影響下，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)才得以完成。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我將三年半來學(xué)到的知識進(jìn)行了一次大總結(jié)，一次大檢查，特別是機(jī)械設(shè)計(jì)、工程制圖、機(jī)械原理等基礎(chǔ)知識，進(jìn)行了一次徹底的復(fù)習(xí)，并且在設(shè)計(jì)中學(xué)習(xí)了ansys軟件。使我對汽車設(shè)計(jì)有了全新且比較全面的深刻認(rèn)識，達(dá)到了前所未有的高度，并鍛煉了獨(dú)立思考解決問題的能力。再次向?qū)O老師表示衷心的感謝！感謝汽車工程系所有老師對我孜孜不倦的教導(dǎo)，感謝同學(xué)生活和學(xué)習(xí)上對我的幫助。師生之情，同窗之誼，終生難忘！感謝我的家人多年來對我無微不至的關(guān)懷、始終如一的支持，感謝他們對我的鼓勵和生活上的諸多照顧，感謝他們督促我接受良好的教育。最后，向參加論文審閱、答辯的專家和老師表示感謝。附 錄A 英文文獻(xiàn)Final drive\DifferentialAll vehicles have some type of drive axle/differential assembly incorporated into the driveline. Whether it is front, rear or four wheel drive, differentials are necessary for the smooth application of engine power to the road.Powerflow The drive axle must transmit power through a 90176。 angle. The flow of power in conventional front engine/rear wheel drive vehicles moves from the engine to the drive axle in approximately a straight line. However, at the drive axle, the power must be turned at right angles (from the line of the driveshaft) and directed to the drive wheels.This is acplished by a pinion drive gear, which turns a circular ring gear. The ring gear is attached to a differential housing, containing a set of smaller gears that are splined to the inner end of each axle shaft. As the housing is rotated, the internal differential gears turn the axle shafts, which are also attached to the drive wheels. Fig 1 Drive axle Rearwheel driveRearwheeldrive vehicles are mostly trucks, very large sedans and many sports car and coupe models. The typical rear wheel drive vehicle uses a front mounted engine and transmission assemblies with a drivesh