20吨轮式挖掘机后桥桥壳设计与proe分析
56页 19000字数+说明书+proe三维图+5张CAD图纸+5张CAXA图纸
A0总图.dwg
A0总图.exb
A0装配图.dwg
A0装配图.exb
A2主动锥齿轮轴.dwg
A2主动锥齿轮轴.exb
A2从动锥齿轮.dwg
A2从动锥齿轮.exb
A3半轴.dwg
A3半轴.exb
proe三维图.rar
20吨轮式挖掘机后桥桥壳设计与proe分析设计说明书.doc
目 录
摘 要-----------------------------------------------------------------
Abstract---------------------------------------------------------------
第1章 绪论
1.1 国外、国内研究概况----------------------------------------------1
1.2 市场需求预测----------------------------------------------------1
1.3 模态分析--------------------------------------------------------3
1.4 设计的重点与难点------------------------------------------------4
第2章 桥壳的基本参数确定
2.1 后桥的结构特点及工作原理----------------------------------------6
2.2 选择桥壳方案设计------------------------------------------------7
第3章 具体设计计算
3.1 桥壳的静弯曲应力计算--------------------------------------------11
3.2 在不平路面冲击载荷作用下的桥壳计算------------------------------12
3.3 最大牵引力行驶时的桥壳计算--------------------------------------12
3.4 制动时的桥壳强度计算--------------------------------------------15
3.5受最大侧向力时的桥壳强度计算------------------------------------18
第4章 进行整体的力学分析
4.1 基于por/e三维模型分析------------------------------------------24
4.2 基于mchanicica受力分析-----------------------------------------25
4.2.1 挖掘机静止垂直载荷工况--------------------------------------26
4.2.2 挖掘机在不平路面冲击载荷作用下的工况------------------------28
4.2.3 挖掘机在最大牵引力行驶时的工况------------------------------30
4.2.4 挖掘机紧急制动时的工况--------------------------------------32
4.2.5 挖掘机受最大侧向力时的工况----------------------------------34
第5章 优化设计--------------------------------------------------------37
第6章 结论与展望------------------------------------------------------47
致 谢-------------------------------------------------------------------48
参考文献----------------------------------------------------------------49
摘要
挖掘机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程的机械。由于挖掘机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，因此它成为工程建设中土石方施工的主要机种之一。挖掘机的后驱动桥是挖掘机的重要部件，负责向外输出动力。驱动桥作为轮式挖掘机底盘传动系统的主要组成部分，处于传动系统的末端，传递的转矩较大，其工作性能的好坏直接影响到整机的工作性能。
驱动桥的功用是通过主传动改变转矩旋转轴线的方向，把纵置发动机的转矩传到横置驱动桥两边的驱动轮上。通过主传动锥齿轮改变传力方向，通过主传动和最终传动将变速箱输出轴的转速降低，转矩增大；通过差速器解决左右差速问题，减小轮胎磨损和转向阻力，从而协助转向。此外驱动桥壳还起承重和传力作用。后桥桥壳的质量对整车的安全使用及整车性能的影响是非常大的，因而对后桥进行有效的优化设计计算和有限元分析是非常必要的。本文主要分析研究受力情况及稳态分析、模态分析、失稳分析等。
关键词：挖掘机，后驱动桥，后桥桥壳，有限元分析
冲压焊接式桥壳在使用中多次出现了桥壳焊接处脱焊开裂问题，疲劳性能差，超载易变形，主减速器齿轮正常啮合受影响，噪声大，降低了驱动桥总成的使用寿命。
铸造中可能由于成分控制不良，导致桥壳断裂；生产过程质量失控，使得铸件材料组织不良，特别是Cr、Mn超差(高)严重．产品铸后的热处理不当，无法有效地改善铸件的组织和机械性能．导致产品材料的机械性能指标中重要的韧性和机械性能．导致产品材料的机械性能指标中重要的韧性 使得产品材料的韧性不足，破断抗力减弱。
凹凸不平的砂石路面，桥壳在严重超载的情况下，承受超负荷的冲击力而突然断裂；桥壳局部结构单薄，桥壳断裂位置存在着明显的应力集中，结构过渡不够平滑。
4）由于一些材料的焊接性能不良，加之Cr、Mn的含量超高，更降低了材料的焊接性能，增加了铸件的成分偏析和热裂、缩孔倾向，也使支架与桥壳的外圆侧面的焊接和焊接后仍按原工艺的加工已不能满足产品的要求，使得在 焊接区域的母材一侧所形成的淬火马氏体组织不能充分焊接区域的母材一侧所形成的淬火马氏体组织不能充分大幅减弱，机械性能进一步恶化．在应力的作用下在此区域产生了裂纹源，而破断抗力过低，致使产品(桥壳)在此发生脆断失效
制造改进：从桥壳的制造工艺、车桥的减速形式、车轮的制动方式等方面入手，更改桥壳内部尺寸，在不改变桥壳外部轮廓尺寸的前提下，增加桥壳内部断裂部位的壁厚以提高其结构强度；
在不影响整车布置的条件下，对桥壳外部轮廓尺寸进行修改，尽量使桥壳整个长度方向上过渡较为圆滑，保证应力分布趋于合理。同时，对材质和工艺进行了相应的调整;
铸造过程中的炉前分析对成分要严格控制，铸后材料成分特别是Cr，Mn含量不合格的不得流转，需回炉重新铸造加工;铸件热处理正火的冷却必须均匀，正火后增加高温回火处理;
5)支架与桥壳的外圆侧面焊接前必须对桥壳焊接部 位进行预热处理，焊接后及时回火，以消除因焊接对桥壳材料的组织和应力的影响。
驱动桥的振动特性不但直接影响着其本身的强度，而且也对整车的舒适性和平顺性有着至关重要的影响。因此，对驱动桥进行模态分析，掌握和改善其振动特性，是设计中的重要方面。另外，模态分析也是进一步的谐响应分析、瞬态动力学分析的前提。
桥壳应该结构简单、制造方便，以利于降低成本。其结构还应保证主减速器的拆装、调整、维修和保养方便。
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