（图纸） 半轴.dwg

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（其他） 基于有限元中型货车半轴与桥壳设计开题报告.doc

（其他） 基于有限元中型货车半轴与桥壳设计说明书.doc

（图纸） 轮毂.dwg

（图纸） 桥壳.dwg

（图纸） 驱动桥壳和半轴装配图.dwg

（其他） 任务书.doc

（图纸） 设计图纸4张.dwg

（其他） 题目审定表.doc

（其他） 中期检查表.doc

1、对驱动车轮的制动力，最大制动力大小为.式中，为汽车制动时的质量转移系数，对载货汽车后驱动桥般取为驱动车轮与路面的附着系数，计算时取。计算时两数都取.。则根据.和.我们可以知道地面对后驱动桥左右车轮的垂向反作用力为.，最大动力值为。桥壳承受最大侧向力工况当汽车满载高速急转弯时，会产生个作用于质心处的很大的离心力。汽车也会由于其他原因而承受侧向力。当汽车所承受的侧向力达到地面给轮胎的侧向反作用力的最大值即侧向附着力时，汽车处于侧滑的临界状态，侧向力旦超过侧向附着力，汽车则侧滑。因此汽车驱动桥的侧滑条件为.式中驱动桥所受的侧向力，地面给左右驱动车轮的侧向反作用力，轮胎与地面间的侧向附着系数，计算是取.汽车满载静止于水平路面时驱动桥给地面的载荷，。根据汽车发生侧滑时的受力情况，我们可以得出驱动桥侧滑时左右驱动车轮的支承反。

2、许用应力为。汽车驱动桥台架实验评价指标规定满载轴荷时每米轮距最大变形不超过.。查看变形量如图.图.变形量.机械应变图图.方向机械应变图.方向机械应变图.方向机械应变图.总机械应变.应力云图。图.轴应力云图图.轴应力云图图.轴应力云图图.总体应变云图.应力最大处如图.。图.最大应力云图.组件位移图。图.轴组件位移图.轴组件位移图.轴组件位移云图图.总体位移云图当汽车在不平路面上高速行驶时，桥壳除了承受静止状态下那部分载荷，还承受附加的冲击载荷，通常情况下，我们是在汽车静止时桥壳受力的基础上乘以个动载系数来模拟桥壳所受的冲击，对于货车取.，从等效应力图中我们可以看到，在最大垂向力工况下桥壳的最大等效应力应为小于其许用应力为，可见桥壳的应力符合国家标准。考虑到模型简化后应力集中的影响，桥壳实际的受力应该更小，其余各处的。

3、我认识到驱动桥结构对于不同类型的动力载荷是如何响应的有助于使驱动桥在其他动力分析中估算求解控制参数，由于结构的振动特性决定结构对于各种动力载荷的响应情况，所以在准备进行其他动力分析之前首先要进行模态分析。.本章小结本章概述了桥壳有限元静力分析理论和分析方法和模态分析的方法，总结了有限元静力分析和模态分析在中的实现方法，即约束处理和加载实施方案，并在桥壳的简化有限元模型上计算出了桥壳在四种典型工况下的受力和变形情况，详细阐述了桥壳在各工况下的应力和变形情况，并与国家标准进行了比较，我们可以看出桥壳在各工况下的强度和刚度均满足设计要求，也掌握了些驱动桥壳的固有频率为以后的设计提供参考。结论本文结合工程实际，应用大型三维设计软件和大型通用有限元分析软件.对驱动桥桥壳进行结构的实体建模和有限元分析，得出桥壳在典型工况下应。

4、择,弹出对话框在后的文本框中输入“.”，在后的文本框中输入“.”，弹出对话框右侧选择，弹出对话框在后的文本框中输入。生成网格选择命令，进行如下操作。将智能网格划分器设定为将滑动码设置为确认的各项为单击弹出对话框以后单击按钮关闭。图.网格划分进行模态分析设置从主菜单中选择命令，打开设置对话框，要求分析种类，选择。从主菜单中选择命令，打开设置对话框，要求进行模态分析设置，选择“”,在.文本框中输入，将设置为，在.文本框中输入，单机按钮。施加边界条件添加约束选择。模块结果的查看之后在弹出的对话框里选择参看的结果内容即可。播放应力动画选择命令，选择要演示的内容。查看结果列表显示分析结果命令，列表显示结果，如图.驱动桥分析结果图.结果列表查看总变形图.阶模态变形结果显示图.二阶模态变形结果显示图.三阶模态变形结果显示图.四。

5、有限元模型及各项汽车参数，应用软件对它进行多工况的静力强度分析，通过有限元仿真计算，研究驱动桥桥壳的结构性能。.驱动桥壳的静力分析驱动桥桥壳静力分析的典型工况驱动桥桥壳在车辆行驶中的受力状况比较复杂，承受的力主要有垂向力切向力牵引力和制动力和侧向力，这里我们简化为以下四种典型的工况进行计算桥壳承受最大垂向力工况此工况为汽车满载并通过不平路面，受冲击载荷的工况，这时不考虑侧向力和切向力。此时的桥壳犹如个空心横梁，两端经轮毂轴承支承于车轮上，在钢板弹簧座处桥壳承受汽车的簧上载荷，而沿左右轮胎的中心线，地面给轮胎以反力双胎时则沿双胎的中心，桥壳则承受此力与车轮重力的差值，既。.式中分别为施加在左右钢板弹簧座上的载荷，为汽车满载静止于水平路面时驱动桥给地面的载荷为。。故根据公式.可得.。桥壳承受最大牵引力工况此工况为汽车。

6、力分布比较合理。同时我们从图中可以看出，桥壳最大变形量发生在桥壳中部主减速器壳的安装位置，其值为.，与轮距之比为.，若考虑到驱动桥桥壳后端盖对桥壳强度的影响，实际的桥壳变形量将会更小。汽车驱动桥台架实验评价指标规定满载轴荷时每米轮距最大变形不超过.，可见该桥壳的每米轮距变形量符合国家标准，故其设计满足要求。.驱动桥壳模态分析模态分析是用来确定结构的振动特性的种技术，通过它可以确定自然频率，振型和振型参与系数。模态分析是所有动力学分析类型的最基础内容。进行模态分析有许多好处可以使结构设计避免共振或以特定频率进行振动使工程师认识到结构对于不同类型的动力载荷是如何响应的有助于在其它动力分析中估算求解控制参数。.驱动桥分析过程详述选择分析状态选择模块选择定义单元类型选择命令，弹出对话框选择。定义材料属性选择弹出对话框右侧。

7、为.当它达到地面给轮胎的侧向反作用力的最大值即侧向附着力时，汽车处于侧滑的临界状态，侧向力旦超过侧向附着力，汽车就侧滑。此时驱动桥的全部载荷有侧滑方向侧的驱动车轮承担，驱动桥承受的侧向力为.式中，为驱动桥承受的侧向力，则将各参数代入到公式.和.中我们可以求得左右驱动车轮的支承反力为驱动桥承受的侧向力.载荷与约束的处理根据以上的计算方法，结合驱动桥桥壳的参数计算出驱动桥壳在以上四种工况下的受力状况，将力直接施加到相应的位置，约束方式也是直接施加到相应的位置的。约束与载荷情况见下.表。表.各工况桥壳的约束情况工况约束施加载荷最大垂向力约束桥壳两端轮距处的节点三个方向的平动，即将桥壳两端轮距处固定。将垂向力施加在两侧钢板弹簧座处的平面上。冲击载荷约束桥壳两端轮距处的节点三个方向的平动，即将桥壳两端轮距处固定。将垂向力施。

8、在两侧钢板弹簧座处的平面上。最大牵引力约束两侧钢板弹簧座处节点三个方向的平动，即将两侧钢板弹簧座处固定。在两侧车轮轮距处施加垂向力，对桥壳两端的半轴套管侧施加个作用点在轮胎与地面接触位置处的大小为最大牵引力，方向与运动方向致的偏远载荷。最大制动力约束两侧钢板弹簧座处节点三个方向的平动，即将两侧钢板弹簧座处固定。在两侧车轮轮距处施加垂向力，对桥壳两端的半轴套管侧施加个作用点在轮胎与地面接触位置处的大小为最大制动力，方向与运动方向相反的偏远载荷最大侧向力力约束左侧钢板弹簧座处节点三个方向的平动，另侧钢板弹簧座处节点前后箱和左右向的平动。在侧滑方向侧车轮轮距处施加垂向力，且在该侧的法兰端面上施加作用点在轮胎与地面接触位置水平方向的最大侧向力。.各工况的分析过程详述施加的面载荷的计算已知.。故加载在每侧钢板弹簧座处的压力。

9、其中，来源于页的桥壳设计，总长度来源于所选车型的轴距，建立过程如图.。图.旋转过程图利用软件中的拉伸功能对桥壳的主减速器壳体部分进行绘制，此过程的设计数据来源于所选车型的主减速器的外廓尺寸，建立过程如图.。图.旋转过程示意图利用拉伸减材料对主体进行减材料处理过程如图.。图.拉伸减材料过程旋转减材料处理，如图.。图.旋转减材料过程新建面并使用拉伸命令及镜像工具进行最后的绘制，完成图如图.。图.生成的桥壳基本模型保存文件。并导入中的模型如图.。图.模型图.本章小结本章先对桥壳模型进行了简化处理，以保证既要如实反映实际结构的重要结构特征和重要力学特征，又采用尽量少的单元和简单的单元类型，参考了相关教材对模型进行了绘制。并成功导入.，为以后的分析校核作了充分准备。第章驱动桥壳的有限元分析本章将利用前面所建立的驱动桥桥壳的。

10、载以最大牵引力作直线行驶时的工况，不考虑侧向力，设地面对后驱动桥左右车轮的垂向反作用力为，相等，则.式中汽车满载静止于水平地面时给地面的总载荷，汽车质心的高度，.为汽车的轴距，.重心到前轴的距离，.驱动车轮的最大切向反力，.为发动机最大转矩，此时左右驱动轮除作用有垂向力外，还作用有地面对驱动车轮的最大切向反作用力即牵引力，最大牵引力大小为.式中为变速器Ⅰ档传动比为.为驱动桥主减速比为.为传动系的传动效率为.为驱动车轮的滚动半径为.。则根据.和.我们可以知道地面对后驱动桥左右车轮的垂向反作用力为.，最大牵引力为。桥壳承受最大制动力工况此工况为汽车满载紧急制动时的工况，不考虑侧向力。设地面对后驱动桥左右车轮的垂向反作用力为，相等，则.式中为汽车的制动加速度，汽车紧急制动时，左右驱动车轮除了作用有垂直反力外，还作用有地。

11、模态变形结果显示图.五阶模态变形结果显示图.六阶模态变形结果显示通过以上图形可以了解驱动桥模态数据的了解，如图.为阶模态变形结果显示,频率为.赫兹,最大变形值为.相对值图.为二阶模态变形结果显示,频率为.赫兹,最大变形值为.相对值图.为三阶模态变形结果显示,频率为.赫兹,最大变形值为.相对值图.为四阶模态变形结果显示,频率为.赫兹,最大变形值为.相对值图.为五阶模态变形结果显示,频率为.赫兹,最大变形值为.相对值图.为六阶模态变形结果显示,频率为.赫兹,最大变形值为.相对值，通过对以上数据的掌握和了解可以防止设计的驱动桥发生共振。通过对驱动桥的模态分析，对个图的分析可以确定驱动桥的固有频率，振型等参数，通过对驱动桥模态分析可以对以后驱动桥的设计提供个参考，可以使在驱动桥设计过程中避免共振或以特定频率经行振动，可以。

12、.模块选择定义单元类型选择命令，弹出对话框选择。定义材料属性选择弹出对话框右侧选择,弹出对话框在后的文本框中输入“.”，在后的文本框中输入“.”。生成网格选择命令，进行如下操作。图.模型网格划分模块添加约束选择。施加面载荷命令输入压力值，完成后如图.，图.模型加载求解选择命令图.模型求解模块结果的查看之后在弹出的对话框里选择参看的结果内容即可。播放应力动画选择命令，选择要演示的内容。其他工况分析方法与工况完全致只是约束和加载的不同，各个工况的约束与加载情况见表.。.各个工况的分析结果在的求解模块中只要施加各工况下如上两表所示的约束和载荷设定所要求解的内容后进行求解,计算完成后就可以查看各工况下桥壳的应力变形结果。桥壳的许用弯曲应力为,可锻铸铁桥壳取较小值,钢板冲压焊接桥壳取最大值。本设计中桥壳的材料为球墨铸铁，其。

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