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（全套CAD）基于有限元中型货车半轴与桥壳设计（图纸论文整套）

之后又对半轴的各种支撑形式做了对比分析，根据相关车型及设计要求，决定本设计采用全浮式半轴。最后对选择车型的各项参数作了简要列举。第章驱动半轴的设计驱动车轮的传动装置位于汽车传动系的末端，其功用是将转矩由差速器的半轴齿轮传给驱动车轮。在般的非断开式驱动桥上，驱动车轮的传动装置就是半轴，半轴将差速器的半轴齿轮与车轮的轮毂联接起来，半轴的形式主要取决半轴的支承形式普通非断开式驱动桥的半轴，根据其外端支承的形式或受力状况不同可分为半浮式，浮式和全浮式，在此由于是中型载货汽车，采用全浮式结构。设计半轴的主要尺寸是其直径，在设计时首先可根据对使用条件和载荷工况相同或相近的同类汽车同形式半轴的分析比较，大致选定从整个驱动桥的布局来看比较合适的半轴半径，然后对它进行强度校核。.全浮式半轴计算载荷的确定计算时首先应合理地确定作用在半轴上的载荷，应考虑到以下三种可能的载荷工况.纵向力驱动力或制动力最大时，其最大值为，附着系数在计算时取.，没有侧向力作用.侧向力最大时，其最大值为发生于汽车侧滑时，侧滑时轮胎与地面的侧向附着系数在计算时取.，没有纵向力作用.垂向力最大时发生在汽车以可能的高速通过不平路面时，其值为，车轮对地面的垂直载荷，为动载荷系数，这时不考虑纵向力和侧向力的作用。由于车轮承受的纵向力，侧向力值的大小受车轮与地面最大附着力的限制，即有.全浮式半轴只承受转矩，其计算转矩可有求得，其中，基于,有限元,中型,货车,设计,毕业设计,全套,图纸本科学生毕业设计基于有限元中型货车半轴与桥壳的设计系部名称汽车与交通工程学院专业班级车辆工程班学生姓名指导教师职称讲师黑龙江工程学院二年六月摘要中型货车在汽车行业中应用较广泛，而半轴与桥壳是中型货车重要的承载件和传力件。驱动桥壳支承汽车重量，并将载荷传给车轮。其设计的成功与否决定着车辆的动力性平顺性经济性等多方面的设计要求。因此，驱动桥壳应具有足够的强度刚度和良好的动态特性，合理地设计驱动桥壳也是提高汽车平顺性的重要措施。本文以有限元静态分析理论为基础，将软件和结合运用主要完成了以下设计内容驱动桥的总体方案确定和半轴的设计校核驱动桥的设计和多工况校核桥壳模型的简化和建模运用软件对桥壳进行多工况分析，验证设计的合理性。将软件和结合运用，完成了从驱动桥壳和半轴三维建模到有限元分析的整个过程，并对其进行了强度和刚度的校核。关键词驱动桥壳第章绪论.选题背景目的及意义驱动桥壳是汽车上重要的承载件和传力件。驱动桥壳支承汽车重量,并将载荷传给车轮。作用在驱动车轮上的牵引力制动力侧向力垂向力也是经过桥壳传到悬挂及车架或车厢上。因此,驱动桥壳的使用寿命直接影响汽车的有效使用寿命。合理地设计驱动桥壳,使其具有足够的强度刚度和良好的动态特性,减少桥壳的质量,有利于降低动载荷,提高汽车行驶的平顺性和舒适性。驱动桥壳的常规设计方法是将桥壳看成个简支梁并校核几种典型计算工况下些特定断面的最大应力值,然后考虑个安全系数来确定工作应力,这种设计方法有很多局限性。因此近年来,许多研究人员利用有限元方法对驱动桥壳进行了计算和分析。并利用有限元分析软件对型货车上使用的整体式驱动桥壳进。.国内外研究状况汽车驱动桥壳既是承载零件,也是传力部件,同时又是主减速器差速器及驱动车轮传动装置如半轴的外壳。在汽车行驶过程中,桥壳承受繁重的载荷,设计时必须考虑在动载荷下桥壳有足够的强度和刚度。为了减小汽车的簧下质量,以利于降低动载荷提高汽车的行驶平顺性,在保证强度和刚度的前提下应力求减小桥壳的质量。桥壳还应结构简单制造方便,以利于降低成本。过去我国主要是通过对桥壳样品进行台架试验和整车行驶试验考核桥壳强度和刚度。有时还采用在桥壳上贴应变片的电测方法，让汽车在典型路段上满载行驶，以测定桥壳的应力。这些方法只有在有桥壳样品的情况下才能使用，而且需要付出相当大的人力物力和时间。日本五十铃公司曾采用略去桥壳后盖，将桥壳中部安装主减速器处的凸包简化成规则的环形的简化方法，用弹性力学进行应力和变形的计算。弹性力学计算方法本身虽精确，但由于对桥壳的几何形状作了较多的简化，使计算结果受到很大的限制。通常情况下，设计桥壳时多采用常规的设计方法，将桥壳看成是简支梁，校核些特定断面的最大应力值。例如，日本有的公司对驱动桥壳的设计要求是在.倍满载轴荷的作用下，弹簧座处桥壳与半轴套管焊接处轮毂内轴承根部圆角处各断面的应力不应超过屈服极限。我国通常推荐将桥壳复杂的受力状况简化为四种典型的计算工况汽车满载以较高车速在不平路面行驶受到冲击载荷和受最大的垂直载荷工况汽车满载以较高车速在不平路面行驶受到冲击载荷和受最大的垂直载荷工况汽车满载传递最大牵引力工况汽车紧急制动承受最大制动力工况汽车最大侧向力工况。在这四种典型工况下，只要桥壳的强度得到保证，就认为该桥壳在汽车的各种行驶条件下是可靠的。传统的桥壳强度的计算方法，只能近似计算出桥壳断面的应力平均值，不能完全反映桥壳上应力及其分布的真实情况。因此，这种方法仅用于对桥壳强度的验算，或用来与其它车型的桥壳强度进行比较，而不能用于计算桥壳上点的真实应力值。有限单元法是近三四十年随着计算机的发展而发展起来的用于各种结构分析的数值计算方法，在定的前提条件下，它可以计算各种机械零件的几乎所有几何部位的应力和应变。由于有限元法能够很好地模拟零部件的实际形状结构受力和约束，因此，其计算结果更精确，也更接近实际，可以作为设计改进零部件的依据。同时，可以利用有限元分析的结果进行多方案的比较，有利于设计方案的优化和产品的改进。有限元法解决了过去对复杂结构作精确计算的困难，改变了传统的经验设计方法，有限元软件已经成为个广为接受的工程分析工具。目前国外有限元方法在汽车分析中得到了广泛的使用，有限元分析除了汽车结构的强度刚度计算外，还在车身的结构的摸态分析操纵稳定性分析整车振动分析传热分析如汽缸汽缸盖在气室燃烧时的温度分布空气动力学分析等各方面发挥着重要的作用。在国外，二十世纪七十年代前后，有限元方法逐渐在汽车桥壳的强度分析中得到应用。例如，美国的机械研究所万国汽车公司等，都曾经使用有限元法计算过桥壳的强度。我国工程使用有限元分析方法起步较晚，但是发展较快,特别是近十年来,有限元分析方法在工程中特别是在汽车领域的应用也变得越来越广泛，也取得了些成果。如东南大学的羊扮，孙庆鸿等应用软件对影响驱动桥壳强度和刚度的因素进行了研究，并进行了产品结构优化设计。优化后的桥壳本体厚度由降至，质量减轻了.千克。东风汽车公司技术中心的唐述斌，谷莉按经验对汽车的后桥桥壳厚度进行减薄，然后通过计算和试验进行校核，取得了减重的效果。从国内的研究现状可以看到，国内对桥壳的有限元分析虽然做了很多工作，但是与国外的研究相比有较大的差距，主要表现在多是按照经验修改主要部件的尺寸参数，往往只校核在静态工况下的强度和刚度在桥壳的设计过程中使用有限元分析软件指导设计的应用范围较小，往往只是几个大的集团公司采用了这种先进的设计方法，大部分中小企业还未能将其应用于实际生产过程中。.设计主要内容和拟解决的问题设计内容依据主要技术指标确定半轴与桥壳的类型，对其结构进行设计，并计算相应参数尺寸，对主要结构尺寸进行校合，有限元技术在中对半轴与桥壳进行强度校核，对其应力分布和变形分布状况进行研究，验证设计的合理性。拟解决问题半轴的设计半轴计算载荷的确定半轴的杆部直径的初选半轴的强度计算半轴花键的强度计算桥壳的设计桥壳的受力分析桥壳的静弯曲应力计算各种工况下桥壳强度的校核软件分析验证利用软件绘制半轴与桥壳图纸。第章驱动桥的总体方案确定本设计要求设计中型载货车的驱动桥桥壳和半轴，要设计这样个级别的驱动桥，般选用非断开式结构以与非独立悬架相适应，该种形式的驱动桥的桥壳是根支撑在左右驱动车轮的刚性空心梁，般是铸造或钢板冲压而成，主减速器，差速器和半轴等所有传动件都装在其中，车型的选择和总体方案的确定与设计的成败息息相关。.设计车型主要参数图.平头柴油载货汽车图.车辆外形尺寸图表.车型号质量参数载质量整备质量满载总质量轴荷空载前轴后桥轴荷满载前轴后桥性能参数最高车速最大爬坡度六工况燃油消耗量等速油耗加速行驶车外最大噪声最小转弯半径制动距离满载车速.驻车停放坡度满载正反两方向续行驶里程最高档经济车速尺寸参数外廓尺寸长宽高该车的发动机为型号，额定功率为，最大扭矩为。变速器型号为汽解放，各档速比为.。驱动桥型号为汽解放吨级单级减速器，全浮式半轴直齿锥齿轮式差速器，主减速比.。车轮型号为.，轮胎的滚动半径为.，轮距,钢板弹簧中心距。.驱动桥形式的确定由于要求设计的是吨级的后驱动桥，要设计这样个级别的驱动桥，般选用非断开式结构以与非独立悬架相适应，该种形式的驱动桥的桥壳是根支撑在左右驱动车轮的刚性空心梁，般是铸造或钢板冲压而成，主减速器，差速器和半轴等所有传动件都装在其中，此时驱动桥，驱动车轮都属于簧下质量。驱动桥的结构形式有多种，基本形式有三种如下中央单级减速驱动桥。此是驱动桥结构中最为简单的种，是驱动桥的基本形式，在载重汽车中占主导地位。般在主传动比小于的情况下，应尽量采用中央单级减速驱动桥。目前的中央单级减速器趋于采用双曲线螺旋伞齿轮，主动小齿轮采用骑马式支承，有差速锁装置供选用。中央双级驱动桥。在国内目前的市场上，中央双级驱动桥主要有种类型类如伊顿系列产品，事先就在单级减速器中预留好空间，当要求增大牵引力与速比时，可装入圆柱行星齿轮减速机构，将原中央单级改成中央双级驱动桥，这种改制“三化”即系列化，通用化，标准化程度高，桥壳主减速器等均可通用，锥齿轮直径不变另类如洛克威尔系列产品，当要增大牵引力与速比时，需要改制第级伞齿轮后，再装入第二级圆柱直齿轮或斜齿轮，变成要求的中央双级驱动桥，这时桥壳可通用，主减速器不通用，锥齿轮有个规格。由于上述中央双级减速桥均是在中央单级桥的速比超出定数值或牵引总质量较大时，作为系列产品而派生出来的种型号，它们很难变型为前驱动桥，使用受到定限制因此，综合来说，双级减速桥般均不作为种基本型驱动桥来发展，而是作为特殊考虑而派生出来的驱动桥存在。中央单级轮边减速驱动桥。轮边减速驱动桥较为广泛地用于油田建筑工地矿山等非公路车与军用车上。当前轮边减速桥可分为类类为圆锥行星齿轮式轮边减速桥另类为圆柱行星齿轮式轮边减速驱动桥。圆锥行星齿轮式轮边减速桥。由圆锥行星齿轮式传动构成的轮边减速器，轮边减速比为固定值，它般均与中央单级桥组成为系列。在该系列中，中央单级桥仍具有独立性，可单独使用，需要增大桥的输出转矩，使牵引力增大或速比增大时，可不改变中央主减速器而在两轴端加上圆锥行星齿轮式减速器即可变成双级桥。这类桥与中央双级减速桥的区别在于降低半轴传递的转矩，把增大的转矩直接增加到两轴端的轮边减速器上，其“三化”程度较高。但这类桥因轮边减速比为固定值，因此，中央主减速器的尺寸仍较大，般用于公路非公路军用车。圆柱行星齿