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（优秀毕业全套设计）基于有限元分析的汽车万向传动装置设计（整套下载）

花键轴的设计计算花键轴初选尺寸滑动花键连接套为了后桥跳动时补偿传动轴长度变化而设置的。花键轴头应压入管口进行焊接。传动轴带花键的端，为静止时位置较高的端。传动轴花键的尺寸按表.推荐的数值进行初定，结合国家标准选取，最后进行强度校核。目前国产汽车的传动轴花键般为矩形齿，它以内径或侧面定心，保证传动轴运转平稳可靠。国外也有根据用户要求使用渐开线花键的。取安全系数.，则为许用扭转应力为花键转矩分布不均匀系数，取.花键外径花键内径为花键有效工作长度为花键齿数由于花键齿的许用挤压应力较小，所以选用较大尺寸的花键，查，取，。传动轴的校核花键齿的许用应力为花键转矩分布不均匀系数，取.花键外径花键内径为花键有效工作长度为花键齿数当花键材料为，齿面的硬度为时，许用挤压应力为。则,满足花键挤压强度。.中间支承的结构分析和设计由于轴距较长，为了提高传动轴的临界转速，避免共振以及整车总布置上的需要，将传动轴分段。这时，需加设中间支承。中间支承安装在车架横梁上，以补偿传动轴轴向和角度方向打安装误差，以及车辆行驶过程中由于弹性支承的发动机的窜动和车架等变形所引起的位移。应用较广泛的有橡胶弹性中间支承和摆臂式中间支撑等。橡胶弹性中间支承如图.所示，其结构中采用单列滚子轴承，橡胶弹性元件能吸收传动轴的振动，降低噪音。这种弹性中间支承不能传递轴向力，它主要承受传动轴因不平衡偏心等因素引起的径向力，以及万向节上的附加弯矩所引起的径向力。图.橡胶弹性中间支承摆臂式中间支承如图.所示，它的摆臂机构能适应中间传动轴轴线在纵向平面的位置变化，改善了轴承的受力情况，橡胶村套能适应传动轴轴线在横向平面内少量的位置变化。图.摆臂式中间支承比较二者的优缺点，决定选定中间支承的结构为摆臂式中间支承。中间支承的轴承选用深沟球轴承，型号为，其基本尺寸如表.所示表.深沟球基本尺寸轴承代号基本尺寸安装尺寸基本额定动载荷基本额定静载荷极限转速脂润滑油润滑中间支承的固有频率可按下式计算式中，为中间支承的固有频率为中间支承橡胶弹性元件的径向刚度为中间支承悬置质量，它等于传动轴落在中间支承上的部分质量与中间支承及其轴承座所承受的质量之和。传动轴总成所采用的中间支撑的结构形式，双联传动轴串联使用三个十字轴万向节，支承轴承的承重为.。径向动态弹簧刚度为，效率在时为，主减速比为.，轮胎规格采用.。阻尼因素无阻尼自然频率由上式可得阻尼自然频率为符合许用临界转速。车轮滚动直径为车轮周长传动轴转速与车速比该客车的传动轴转速与车速之比为.，因此，阶和二阶扰动车速分别为阶扰动车速二阶扰动车速结论支撑的径向刚度为时，临界转速为.，低于常用转速，阶和二阶扰动车速分别为.，.。符合设计推荐值。.本章小结本章对万向传动装置的主要部件进行了设计选择计算及校核。主要部件包括十字轴万向节叉传动轴和中间支承等。万向传动装置的功用是在汽车行驶过程中，在轴间夹角及相互位置经常发生变化的转轴之间传递动力。这些部件需要进过精确地计算校核，以满足使用的要求。第章万向传动装置的有限元静力学分析.基于软件的三维建模软件简介是美国参数技术公司年首家推出的使用参数化的特征造型技术的大型集成软件。近年来在我国大型工厂科研单位和部分大学得到了较为普遍的应用，深受广大从事三维产品设计和研究人员的喜爱。是个全方位的三维产品开发软件，集成了零件产品装配模具设计数控加工。钣金设计铸造件设计造型设计逆向工程自动测量机构仿真应力分析电路布线装配管路设计等功能模块和专有模块于体，可以实现面向制造设计面向装配设计逆向设计并行工程等先进的设计方法的特性。参数化设计的特性三维实体模型三维实体建模可以将用户的设计思想以最真实的三维模型在中用户可以方便地对设计模型进行旋转平移缩放等操作，可以从各个不同的角度观察模型。另外，借助于的系统参数，用户还可以随时计算出产品体积重心重量模型大小，极大的方便了设计人员。单数据库是建立在单数据库上的。所谓单数据库，就是工程中的资料全部俩字个库，在整个设计过程的任何处发生变动，都会反应在整个产品设计制造过程的相关环节上，这样确保报数据的正确性避免反复修改。这种特性的数据结构与工程设计制造的结合，使得整个产品的设计制造严谨有序，大大缩短了产品的开发周期，优化了整个设计过程。能更快的对市场需求做出反应。基于特征是个采用参数化设计基于特征的实体模型系统。在设计过程中，采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型。正是因为这个特征，用户可以随时对这些特征作出合理的修改和调整。这功能特性给工程设计人员提供了前所未有的简易和灵活。参数化设计在中，配合单数据库，所有在设计过程中所使用的尺寸都保存在数据库中，修改模型和工程图不再繁琐。设计人员只需要更改三维零件的尺寸，则二维工程图三维装配图模具等就会依照零件修改过的尺寸作出相应变化，避免了人为修改出现的疏漏情况。参数化设计还使得设计人员可以利用强大的数学运算方式，建立各尺寸的关系式，使得零件的设计更加简捷。利用进行三维建模是个基于特征的三维建模软件，它不同于等二维制图软件，也不同于注重模型效果的三维制图软件等，注重于对三维实体的精确建模，包含了产品模型的体积面积重心重量惯性大小等。中零件模型的构造是由各种特征来生成的，零件的设计过程就是特征的累积过程。十字轴的创建般零件可以使用拉伸或旋转创建，本设计使用拉伸创建。第步草绘模型新建零件输入文件名取消缺省选择进入零件模式。拉伸放置进入草绘草绘二维模型，确定所绘图形准确无误后，点击确定，如图.所示。第二步输入拉伸尺寸拉伸特征，确定无误后确定拉伸。效果如图.所示。图.十字轴块的草绘图形图.拉伸后的效果图第三步用拉伸和镜像命令实现十字轴轴径的创建。如图.所示。万向节叉的创建按上述方法建三维模型如图.所示。图.万向节叉三维效果图图.十字轴三维效果图主传动轴和中间传动轴花键套筒轴的创建三维模型如图.和.所示。图.主传动轴三维效果图图.中间传动轴套轴三维效果图中间传动轴花键轴和法兰盘的创建三维模型如图.和.所示。图.中间传动轴花键轴三维效果图图.法兰盘三维效果图.基于的有限元模型生成有限元分析软件的简介是种应用广泛的通用有限元工程的分析软件。功能完备的预处理器和后处理器又称预处理模块和后处理模块使易学易用，强大的图形处理能力以及得心应手实用工具使得使用者轻松愉快，奇特的多平台解决方案使用户物尽其用，且有多种平台支持和异种异构网络浮动能力，各种硬件平台数据库兼容，使其功能致，界面统。目前，已经广泛应用于核工业铁道石油化工航空航天机械制造能源汽车交通国防军工电子土木工程造船生物医学轻工地矿水利日用家电等工业及科学研究。软件含有多种分析能力，包括简单的静态分析和复杂的非线性的模态分析，可用来求结构流体电力电磁场及碰撞等问题的解答。它包含了预处理解决程序以及后处理和优化等模块，将有限元分析计算机图形学和优化技术相结合，已成为解决现代工程学问题必不可少的有力工具。公司是有美国匹兹堡大学力学系教授有限元法的权威著名力学专家博士于年创建而发展起来的，其总部位于宾夕法尼亚洲的匹兹堡市，目前是世界行业最大的公司之。软件的最初版本与今天的版本相比有很大不同，最初版本仅仅提供了热分析及线性结构分析功能世纪年代末，图形技术和交互操作方式应用到了中，使得的使用进入了个全新的阶段。经过多年的发展，如今的软件更加趋于完善，功能更强大，使用也更加方便。是个通用的有限元分析软件，它具有多种多样的分析能力，从简单的线性静态分析到复杂的非线性动态分析。而且，还具有产品的优化设计。软件能够提供分析类型如下结构静力分析用来求解外载荷引起的位移应力和力。静力分析很适合求解惯性和阻尼对结构影响不显著的问题。程序中的静力分析不仅可以进行线性分析，而且可以进行非线性分析，如塑性蠕变膨胀大变形大应变及接触问题的分析。结构动力分析结构动力分析用来求解随时间变化的载荷对结构或部件的影响。与静力分析不同，动力分析要考虑随时间变化的力载荷以及它对阻尼和惯性的影响。可进行结构动态分析的类型包括瞬时动力分析模态分析谐波响应分析及随机振动响应分析。结构非线性分析结构非线性问题包括材料非线性几何非线性和单元非线性三种。程序可以求解静态和瞬态非非线性问题。结构屈服分析屈服分析是用来确定结构失稳的载荷大小与在特定的载荷下结构是否失稳的问题。中的稳定性分析主要分为线性分析和非线性分析两种。热力学分析可处理热传递的三种基本类型传到对流和辐射。热传递的三种基本类型均可以进行稳态和瞬态线性和非线性分析。热分析还可以进行模拟材料固化和熔解过程分析，以及模拟热与结构应力之间的耦合问题的分析。电磁场分析主要用于电磁场问题的分析，如电感电容此能量密度涡流电场分布磁力分分布力运动效应电路和能量损失等。声场分析声场分析主要用来研究主流体气体液体等介质中的传播问题以及在流体介质中的固态结构的动态响应特性。压电分析压电分析主要可以进行静态分析模态分析瞬态分析和谐波响应分析等，可用来研究压电材料结构在随时间变化的电流和机械载荷响应特性。主要适用于谐振器振荡器以及其他电子材料的结构动态分析。流体动态分析中的流体单元能进行流体动态分析，分析类型可以为瞬态和稳态。分析结果可以是每个节点的压力和流过每个节点的流率。并且可以利用后处理功能产生压力流率和温度分析的图形显示。与接口的创建利用对结构进行有限元分析时，通常需要将建立的三维模型，导入中进行分析。所以需要将三维实体模型通过专用的模型数据转换接口导入到中，与之间的接口技术常用的有以下两种与集成接口在默认的情况下是不能直接对中的或文件进行直接转换的,必须通过以下对设置连接过程进行激活模块鼠标点击“开始程序.”,出现如下图.的对话框,选择如下选项,单机。图.设置连接过程完成后提示已在自己的安装目录中成功生成.文件,如下图.所示,记完下.的路径。在接下来出现的对话框中“”选项后输入的起始安装路径如“.”“提示在目录下建立了个.文件。之后选取退出，在弹出的对话框选择是。图.的起始安装路径点击确定完成配置,运行,工具菜单后面出现了.,说明连接成功了。运行打开零件三维模型图，点击.下的按钮如下图.所示，则模型自动导入到中，此时.软件自动打开，点击下的，则模型导入成功。图.导入界面通过.格式文件导入首先,在环境下建立好零件模型或者完成零部件的装配,然后,选择主菜单文件下的保存副本子菜单,弹出保存副本对话框后,文件类型选择.,在新名称框内为模型输入新名称,点击确定按钮会弹出输出对话框,在输出对话框中可以设置输出图元的类型参考坐标系以及文件结构。输出的图元类型有线框边曲面实体壳基准曲线和点,缺省输出图元是曲面,缺省是输出所有面组,点击面组.选择特定面组输出。可以选择多种图元类型进行输出,但是不能同时输出曲面和实体或者曲面和壳。单击定制层.按钮设置各层的输出特性。文件结构类型有平整级所有级别所有零件,默认输出为平整。平整将组件的所有几何输出到个文件。导入到另个系统时,该组件就担当个零件的角色。应将每个零件分别放到个层上,以便在接受系统中能加以区别。级输出个组件的文件,该文件只包含顶级几何如组件特征。所有级别