ansysandnbsp;基于ansys的主减壳体分析

1、PAGE 目 录TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc2010620681 绪论 PAGEREF _Toc201062068 h 1 HYPERLINK l _Toc201062069瓣1.1扳课题研究背景叭 PAGEREF _Toc201062069 h 搬1 HYPERLINK l _Toc201062070拌1.2扒 罢国内外汽车研究现状与发展趋势案 PAGEREF _Toc201062070 h 懊1 HYPERLINK l _Toc201062071白1.2.1拔国外汽车的发展瓣 PAGEREF _Toc201062071 h 爸1 HYPERLINK l

2、_Toc201062072袄1.2.2氨国内汽车的发展隘 PAGEREF _Toc201062072 h 笆2 HYPERLINK l _Toc201062073靶1.3俺 跋本论文研究的主要阿内容与技术方案叭 PAGEREF _Toc201062073 h 哎3 HYPERLINK l _Toc201062074澳1.4疤驱动桥的结构组成搬 PAGEREF _Toc201062074 h 俺3 HYPERLINK l _Toc201062075稗1.4.1翱功用氨 PAGEREF _Toc201062075 h 唉3 HYPERLINK l _Toc201062076矮1.4.2芭组成半 P

3、AGEREF _Toc201062076 h 半3 HYPERLINK l _Toc201062077罢1.4.3挨驱动桥的类型巴 PAGEREF _Toc201062077 h 办5 HYPERLINK l _Toc201062078奥1.5唉主减速器爱 PAGEREF _Toc201062078 h 板7 HYPERLINK l _Toc201062079霸1.5.1耙功用哀 PAGEREF _Toc201062079 h 败7 HYPERLINK l _Toc201062080坝1.5.2埃类型白 PAGEREF _Toc201062080 h 鞍7 HYPERLINK l _Toc20

4、1062081暗1.5.3俺主减速器的构造与拜工作原理摆 PAGEREF _Toc201062081 h 斑7 HYPERLINK l _Toc201062083拜1.6坝驱动桥壳白 PAGEREF _Toc201062083 h 俺9 HYPERLINK l _Toc201062084笆1.6.1岸功用靶 PAGEREF _Toc201062084 h 疤9 HYPERLINK l _Toc201062085俺1.6.2霸分类背 PAGEREF _Toc201062085 h 拌9 HYPERLINK l _Toc201062086坝1.7袄金杯敖SY6474霸的相关基本参数俺 PAGERE

5、F _Toc201062086 h 袄10 HYPERLINK l _Toc201062087颁1.8扳有限元法基本原理吧 PAGEREF _Toc201062087 h 板11 HYPERLINK l _Toc201062088暗1.8.1拌有限元法基本思想鞍 PAGEREF _Toc201062088 h 艾11 HYPERLINK l _Toc201062089安1.8.2背有限元分析问题的拜基本步骤隘 PAGEREF _Toc201062089 h 袄11 HYPERLINK l _Toc201062090版1.8.3摆有限元网格划分方版法与基本原理俺 PAGEREF _Toc2010

6、62090 h 爱12 HYPERLINK l _Toc201062091拔1.8.4肮有限元法的优点拌 PAGEREF _Toc201062091 h 傲15 HYPERLINK l _Toc201062092皑1.9颁计算机软件的选择伴 PAGEREF _Toc201062092 h 班15 HYPERLINK l _Toc201062093翱1.9.1ANS澳YS搬软件简介奥 PAGEREF _Toc201062093 h 邦15 HYPERLINK l _Toc201062094摆1.9.2伴PRO/E哀软件简介袄 PAGEREF _Toc201062094 h 胺16 HYPERLI

7、NK l _Toc201062095版2 懊汽车主减速器壳的疤建模翱 PAGEREF _Toc201062095 h 澳18 HYPERLINK l _Toc201062096瓣2.1稗主减速器壳的结构皑特点氨 PAGEREF _Toc201062096 h 案18 HYPERLINK l _Toc201062097办2.2稗利用笆PRO/E笆实现主减速器壳的三维建模捌 PAGEREF _Toc201062097 h 稗18 HYPERLINK l _Toc201062098瓣2.2.1摆 胺生成底部造型盎 PAGEREF _Toc201062098 h 吧18 HYPERLINK l _To

8、c201062100捌2.2.2安生成顶部造型哎 PAGEREF _Toc201062100 h 19 HYPERLINK l _Toc201062105捌2.2.3班处理内部细节办 PAGEREF _Toc201062105 h 澳21 HYPERLINK l _Toc201062108懊2.2.4吧完成主减速器壳的岸三维造型矮 PAGEREF _Toc201062108 h 靶22 HYPERLINK l _Toc201062111啊2.3PRO/E埃文件导入邦ANSYS盎 PAGEREF _Toc201062111 h 凹23 HYPERLINK l _Toc201062112昂3半汽车

9、主减速器壳的矮静力分析柏 PAGEREF _Toc201062112 h 熬25 HYPERLINK l _Toc201062113把3.1半结构静力学分析概案述懊 PAGEREF _Toc201062113 h 吧25 HYPERLINK l _Toc201062114啊3.2耙主减速器壳的静力败分析扮 PAGEREF _Toc201062114 h 凹25 HYPERLINK l _Toc201062115安3.2.1扒模型参数翱 PAGEREF _Toc201062115 h 八25 HYPERLINK l _Toc201062116案3.2.2暗网格划分板 PAGEREF _Toc20

10、1062116 h 傲25 HYPERLINK l _Toc201062119氨3.2.3坝约束和载荷昂 PAGEREF _Toc201062119 h 案28 HYPERLINK l _Toc201062123邦3.2.4澳主减速器壳静力分爱析结果评价哀 PAGEREF _Toc201062123 h 扒29 HYPERLINK l _Toc201062128斑4阿主减速器壳的模态瓣分析昂 PAGEREF _Toc201062128 h 捌35 HYPERLINK l _Toc201062129埃4.1摆模态分析的概述佰 PAGEREF _Toc201062129 h 哎35 HYPERLI

11、NK l _Toc201062130百4.2矮主减速器壳的模态鞍分析阿 PAGEREF _Toc201062130 h 碍35 HYPERLINK l _Toc201062131伴4.2.1吧模型参数罢 PAGEREF _Toc201062131 h 袄35 HYPERLINK l _Toc201062132耙4.2.2拜网格划分颁 PAGEREF _Toc201062132 h 绊35 HYPERLINK l _Toc201062133颁4.2.3傲约束癌 PAGEREF _Toc201062133 h 碍36 HYPERLINK l _Toc201062134氨4.2.4办汽车主减速器壳的

12、案模态分析结果评价白 PAGEREF _Toc201062134 h 耙37 HYPERLINK l _Toc201062140傲4.3熬改进方案爱 PAGEREF _Toc201062140 h 拜40 HYPERLINK l _Toc2010621475 结论 PAGEREF _Toc201062147 h 44 HYPERLINK l _Toc201062148谢辞 PAGEREF _Toc201062148 h 45 HYPERLINK l _Toc201062149参考文献 PAGEREF _Toc201062149 h 46 HYPERLINK l _Toc201062150外文资

13、料 PAGEREF _Toc201062150 h 481 绪论背1.柏1懊课题研究背景按自从世界上诞生第皑一辆汽车以来，经坝过一百多年的发展碍，汽车已经成为人笆类文明史上科技进绊步的一大标志。改绊革开放以来，特别案是近几年我国汽车拜工业发展势头强劲阿。目前已经成为世岸界第三大汽车生产绊国和汽车消费国，皑尽管如此，与国际奥汽车产业先进水平挨相比，中国汽车产澳业所具备的竞争力半尚不够全面，中国耙汽车产业与世界汽搬车强国在若干指标碍上有较大差距。随板着入世以后各种保安护性措施的取消，靶中国汽车产业会面安临严峻的考验和挑隘战背。中巴国按要把成为真正的世界汽碍车强国癌关键是要充分发挥俺制造业和汽车工业

14、柏的规模优势；熬努力增强产品自主吧开发能力和技术创拜新能力；形成自己昂的技术特色和车型败特色。挨主减速器（或叫主办传动）是汽车驱动靶桥的重要组成部分邦，主要由主动螺旋隘伞齿轮组件、主减唉速器壳体（也有的绊叫托架）组件、差速器组件和从动螺吧旋伞齿轮组件等零艾部件组成，其主要艾功能是降低传动系百的转速、增大传动胺系的转矩并改变转氨矩的方向，把纵置伴发动机的转矩传递佰到横置的两根驱动背桥的半轴碍上。其中，主减速熬器壳体组件为汽车拜底盘重要零件之一盎，主要对差速器组碍件及主、从动螺旋唉伞齿轮组件起定位白和支承作用。在汽败车行驶的过程当中把，主减速器壳主要芭承受轴承传递的径佰向和轴向力，是一半个结构和受

15、力复杂矮的组件。它不仅要白求有足够的强度和把刚度，而且壳体的懊结构特性对汽车的暗安全性影响很大。昂日本、欧洲等发达办国家在汽车主减速白器壳的开发中普遍靶采用有限元分析、邦虚拟实验、动态测吧试等现代设计分析跋技术，设计制造的埃汽车在性能稳定性芭、可靠性方面有明靶显优势。而我国主案减速器壳的开发技肮术还是个空白，各傲个汽车企业只有仿哀造和局部修改，不邦具备开发能力和手佰段。对主减速器壳岸的结构有限元分析哀、动态模拟仿真、摆动态测试都没有开扮展，对壳体的强度扳、刚度和振动特征熬心中无数，凭经验扮和感觉进行模仿修胺改设计，与国际水巴平差距很大。主减碍速器壳的疲劳受损拔和磨损成为长期困八扰我国汽车制造业

16、阿产品质量的瓶颈。绊壳体受损主要是受败传动系的振动，行澳驶过程中路面激励阿产生的振动等多种白因素综合影响形成案，这就需要对壳体版进行理论分析，实捌验研究及路试在线暗测试。癌日本汽车工业也经埃历过从仿制到自主绊开发创新的过程，把而成为当今世界汽搬车高技术的代表，矮我国汽车工业现处般于后仿之阶段，必柏须尽快走向自主开肮发创新，通过汽车八企业与高校、科研把院所的紧密结合，拔建立多层次的产品班开发体系和高水平坝的汽车共性技术研俺究、实验、开发平班台。这不仅是世界矮汽车技术先进国家傲的成功经验，也是蔼我国汽车工业走向芭自主创新开发的必巴由之路。八1.2芭 摆国内外汽车研究现邦状与发展趋势办1.2.1坝国

17、外汽车的发展斑汽车是数量最多、癌最普及、活动范围蔼最广泛、运输量最皑大的现代化交通工斑具。没有哪种机械奥产品像汽车那样对袄社会产生如此广泛斑而深远的影响。傲汽车虽然诞生在欧笆洲，但班从翱2按0澳世纪初板至吧7扮0爸年代佰数跋1办0瓣年间，美国汽车工坝业一直遥遥领先。敖日本汽车工业熬在半6蔼0案、氨7耙0疤年代迅猛发展，后艾来者后上，先后超扒过意、英、法、德跋等老牌汽车工业国白，并曾半于颁1980-199拜3暗年期间超过美国而肮跃居世界第一位。阿在国际汽车市场上拜，各生产厂家都面哎临巨大的竞争压力扮。用户对质量、舒八适度和安全性都提瓣出了高标准的要求氨。癌这实际上就是要求凹设计的汽车恰如其按分地

18、适合不同的用哀途，并以有竞争性凹的成本和速度制造扮出来。只有这样，靶一个汽车厂才能在拔激烈的竞争中获胜鞍。所以，当对成本碍问题给予应有的考氨虑时，也应该探索芭革新和采用现代化懊制造技术的可能性挨，以便使新生产出芭的各种型号的汽车爸都能达到质量标准罢、生产率和多品种懊的目标。同时，瓣也应满足缩短试制瓣周期的需要。这就跋要求能在更短的时叭间内，完成全部的八更为复杂的制造工凹艺过程。拜因此，发展的重点艾是实现制造过程的皑计算机辅助工艺计奥划、控制和管理，拔并采用自动化的生耙产系统，以使产品靶质量达到高度的一昂致性挨。靶自动化的生产控制翱和质量管理系统，可提供有关制造状安况的最新数据，并阿能直接指出制

19、造故敖障的原因。哀1.2.2绊国内汽车的发展拜到坝200霸5绊年，我国汽车品牌阿总数办为背35斑5巴个，其中自主品牌芭为扮24岸5瓣个，占总品牌颁数奥69皑%败。霸200般5般年国内自主品牌汽佰车市场份额傲为唉62.9胺%懊，百比拌200俺4翱年上升隘了癌3.4办%奥，合资品牌市场份隘额案31.7绊%佰，挨比鞍200唉4熬年下降盎到斑9.4斑%鞍。隘总体上看，自主品鞍牌的汽车已经占有拜相当的优势，特别邦是在载重汽车和客耙车方面更为明显罢。背200吧5翱年汽车销量笆为隘575.8碍2爸万辆，自主品牌销把量罢为澳 362.1坝9扒万辆，占总销量白的办62.9%按 把。在载货车上，自耙主品牌的优势在

20、于罢中型载货汽车上，哎国际上中型载货汽碍车不属重要产品，岸产量很低，我国由芭于地区广阔，农村八和偏坝远案地区需求很大，所巴以这方面优势仍会俺保持发展下去。在八客车上自主品牌的靶产销量已居绝对优熬势。因为客车基本百上属于劳动密集型瓣和科技型并存的产霸品，国际上已将客暗车制造转向发展中板国家，所以逐步的瓣造就了中国成为客百车产量居世界第一俺的大国地位，而且芭客车的研发能力也白比较好，可以说已爱接近于国际先进国矮家的水平。搬但载重汽车和客车坝产业主要问题在于阿底盘的水平还比较板低，和国际先进水肮平还有不少差距，癌还要一些关键零部阿件也是这样，这是罢我们努力改进的方捌向，特别对大的重摆型货车我们与国际

21、芭水平差距仍较大。按我国汽车产品的品斑种档次、技术含量熬与急剧增长的产量唉相比不协调，且汽板车企业尚未形成自主的产品开发能力摆。我们必须抓住机岸遇，努力提高产品胺的技术含量，开发爱出具有自己特色的跋过硬品牌，缩小同伴世界先进技术水平白的差距皑2把。疤1.3把 捌本论文研究的主要埃内容与技术方案唉本课题基于有限元扳分析软件案ANSYS瓣和翱PRO/E八平台，对金杯罢SY6474败汽车主减速器壳进凹行凹有限元结构分析耙。技术方案流程图扳，如安图俺1-斑1懊所示。具体的方案懊如下拌：哀 研究金杯SY6474汽车主减速器壳的相关技术参数、模型特点，基于有限元分析软件ANSYS和PRO/E平台，进行有限

22、元结构分析有限元分析结果评价主减速器壳PRO/E模型，叭图白1-1澳 哀技术方案流程图爱（伴1疤）金杯扒SY6474按汽车般的相关技术参数唉，稗和扮研究癌主减速器壳模型特霸点，把为分析提供相应的隘理论捌基础；八（傲2氨）绊存在最大静板载荷背时，对壳体疤进行氨静力按学分析，熬分析结构的应瓣力爸、应变敖和敖变形位移的分布规白律，根据分析结果拌进行强度较核爸；半（蔼3跋）利用有限元方法隘对按主减速器壳邦进行模态分析，分袄析出它的振动特性袄，找出振动中危险皑的位置；阿（皑4摆）综合以上的分析翱结果，对半主减速器壳耙的结构败提出相关的捌修改方案隘，以使吧汽车主减速器壳体笆的结构趋于合理达岸到优化的目的。

23、颁癌1.4拔驱动桥的结构组成1.4.1功用蔼驱动桥由主减速器癌、差速器、半轴及袄驱动办桥壳组成。板驱动桥处于动力传罢动系的末端，其基扳本功能是增大由传奥动轴或变速器传来按的转矩，癌改变动力传递方向摆，奥并将动力合理的分氨配给左、右驱动轮笆，艾使汽车行驶，并允翱许左右驱动轮以不摆同的转速旋转。懊另外还承受作用于版路面和车架或车身扳之间的垂直立、纵阿向力和横向力。1.4.2组成吧驱动桥主要由主减巴速器、差速器、半埃轴和驱动桥壳等组败成。(1）主减速器版主减速器一般用来般改变传动方向，降翱低转速，增大扭矩，保证汽车有足够搬的驱动力和适当的阿速皮。主减速器类胺型较多，有单级、盎双级、双速、轮边蔼减速器

24、等。1）单级主减速器班由一对减速齿轮实斑现减速的装置，称哀为单级减速器。其傲结构简单，重埃 伴 量轻，东风捌BQl090斑型等轻、中型载重肮汽车上应用广泛。2）双级主减速器熬对一些载重较大的氨载重汽车，要求较按大的减速比，用单瓣级主减速器传动，鞍则从动齿轮的直径爸就必须增大，会影捌响驱动桥的离地间胺隙，所以采用两次氨减速。通常称为双鞍级减速器。双级减疤速器有两组减速齿绊轮，实现两次减速颁增扭。翱为提高锥形齿轮副伴的啮合平稳性和强奥度，第一级减速齿跋轮副是螺旋锥齿轮扒。二级齿轮副是斜伴齿把圆柱巴齿轮。拔主动圆锥齿轮旋转疤，带动从动圆锥齿百轮旋转，从而完成俺一级减速。第二级绊减速的主动圆柱齿稗轮与

25、从动圆锥齿轮按同轴而一起旋转，班并带动从动圆柱齿笆轮旋转，进行第二暗级减速。因从动圆坝柱齿轮安装于差速半器外壳上，所以，蔼当从动圆柱齿轮转凹动时，通过差速器柏和半轴即驱动车轮稗转动。(2)差速器安差速器用以连接左霸右半轴，可使两侧岸车轮以不同角速度唉旋转同时传递扭矩鞍保证车轮的正常滚岸动。有的多桥驱动哀的汽车，在分动器傲内或在贯通式传动扮轴间也装有差速器爸，称为桥间差速器扳。其作用是在汽车疤转弯或在不平坦的路上行驶时，使前翱后驱动车轮之间产瓣生差速作用。目前傲国产轿车及其它类癌汽车基本都采用了耙对称式锥齿轮普通伴差速器。对称式锥鞍齿轮差速器由行星盎齿轮、半轴齿轮、凹行星齿轮轴（十字佰轴或一根直

26、销轴）唉和差速器壳等组成艾。哎目前大多数汽车采颁用行星齿轮式差速矮器，普通锥齿轮差按速器由两个或四个扒圆锥行星齿轮、行爸星齿轮轴、两个圆袄锥半轴齿轮和左右碍差速器壳等组成。（3）半轴按半轴是将差速器传笆来的扭矩再传给车版轮，驱动车轮旋转摆，推动汽车行驶的笆实心轴。由于轮毂阿的安装结构不同，佰而半轴的受力情况斑也不同。所以，半拔轴分为全浮式、半哎浮式拔、白3吧凹4盎浮式三种型式。1）全浮式半轴摆 岸一般大、中型汽车绊均采用全浮式结构斑。安 肮半轴的内端用花键爱与差速器的半轴齿翱轮相连接，半轴的按外端锻出凸缘，用艾螺栓和轮毂连接。霸轮毂通过两个相距凹较远的圆锥滚子轴半承文承在半轴套管败上。半轴套管

27、与后挨桥壳压配成一体，捌组成驱动桥壳。用叭这样的支承形式，吧半轴与桥壳没有直凹接联系，使半轴只昂承受驱动扭矩而不背承受任何弯矩，这肮种半轴称氨为爸“昂全浮唉式胺”板半轴。所矮谓按“班浮爱”蔼意即半轴不受弯曲哀载荷。全浮式半轴班，外端为凸缘盘与唉轴制成一体。但也熬有一些载重汽车把胺凸缘制成单独零件坝，并借花键套合在般半轴外端。因而，哀半轴的两端都是花皑键，可以换头使用奥。2）半浮式半轴班半浮式半轴的内端蔼与全浮式的一样，扒不承受弯扭。其外稗端通过一个轴承直蔼接支承在半轴外壳蔼的内侧。这种支承挨方式将使半轴外端板承受弯矩。因此，巴这种半袖除传递扭霸矩外，还局部地承按受弯矩，故称为半爱浮式半轴。这种

28、结靶构型式主要用于小疤客车。其半轴内端斑不受弯矩，而外端拌却要承受全部弯矩澳，所以称为半浮式靶支承。八3斑）碍3挨阿4拌浮式半轴芭 版3袄靶4半浮式半轴是受弯百矩疤的程度介于半浮式板和全浮式之间。此邦式半轴目前应用不柏多，只在个别小卧拜车上应用，如华沙M20霸型汽车。（4）桥壳1） 整体式桥壳矮整体式桥壳因强度癌和刚度性能好，便班于主减速器的安装班、调整和维修，而案得到广泛应用。整吧体式桥壳因制造方扮法不同，可分为整扮体铸造式、中段铸办造压入钢管式和钢佰板冲压焊接式等。皑2扳）傲 岸分段式驱动桥壳敖分段式桥壳一般分爸为两段，由螺澳栓爸1暗将两段连成一体。哎分段式桥壳比较易于铸造和加工。疤1.4

29、.3矮驱动桥的类型叭驱动桥的结构型式板按工作特性分，可疤以归并为两大类，佰即非断开式驱动桥和断开式驱动桥。版当驱动车轮采用非疤独立悬架时，应该矮选用非断开式驱动阿桥；当驱动车轮采颁用独立悬架时，则袄应该选用断开式驱阿动桥。因此，前者拌又称为非独立悬架佰驱动桥；后者称为笆独立悬架驱动桥。癌独立悬架驱动桥结艾构较复杂，但可以阿大大提高汽车在不斑平路面上的行驶平胺顺性扒29般。稗（艾1胺）非断开式驱动桥挨普通非断开式驱动碍桥，由于结构简单百、造价低廉、工作搬可靠，广泛用在各吧种载货汽车、客车八和公共汽车上，在耙多数的越野汽车和部分轿车上也采用霸这种结构。他们的斑具体结构、特别是吧桥壳结构虽然各不俺相

30、同，但是有一个傲共同特点，即桥壳哎是一根支承在左右袄驱动车轮上的刚性把空心梁，齿轮及半皑轴等传动部件安装氨在其中。这时整个办驱动桥、驱动车轮半及部分传动轴均属白于簧下质量，汽车霸簧下质量较大，这疤是它的一个缺点。安驱动桥的轮廓尺寸摆主要取决于主减速百器的型式。在汽车阿轮胎尺寸和驱动桥捌下的最小离地间隙笆已经确定的情况下熬，也就限定了主减搬速器从动齿轮直径巴的尺寸。在给定速靶比的条件下，如果袄单级主减速器不能唉满足离地间隙要求凹，可该用双级结构斑。在双级主减速器绊中，通常把两级减按速器齿轮放在一个疤主减速器壳体内，皑也可以将第二级减氨速齿轮作为轮边减熬速器。对于轮边减昂速器：越野汽车为佰了提高离

31、地间隙，绊可以将一对圆柱齿澳轮构成的轮边减速斑器的主动齿轮置于半其从动齿轮的垂直柏上方；公共汽车为斑了降低汽车的质心跋高度和车厢地板高懊度，以提高稳定性吧和乘客上下车的方捌便，可将轮边减速阿器的主动齿轮置于矮其从动齿轮的垂直鞍下方；有些双层公盎共汽车为了进一步柏降低车厢地板高度跋，在采用圆柱齿轮坝轮边减速器的同时白，将主减速器及差拔速器总成也移到一蔼个驱动车轮的旁边蔼。袄在少数具有高速发皑动机的大型公共汽摆车、多桥驱动汽车瓣和超重型载货汽车扮上，有时采用蜗轮扳式主减速器，它不拜仅具有在质量小、埃尺寸紧凑的情况下拔可以得到大的传动艾比以及工作平滑无肮声的优点，而且对叭汽车的总体布置很皑方便。捌（

32、氨2班）断开式驱动桥啊断开式驱动桥区别爱于非断开式驱动桥吧的明显特点在于前爸者没有一个连接左艾右驱动车轮的刚性捌整体外壳或梁。断邦开式驱动桥的桥壳氨是分段的，并且彼安此之间可以做相对背运动，所以这种桥办称为断开式的。另伴外，它又总是与独扮立悬挂相匹配，故安又称为独立悬挂驱笆动桥。这种桥的中俺段，主减速器及差佰速器等是悬置在车拜架横梁或车厢底板芭上，或与脊梁式车爱架相联。主减速器傲、差速器与传动轴斑及一部分驱动车轮版传动装置的质量均伴为簧上质量。两侧哀的驱动车轮由于采绊用独立悬挂则可以斑彼此致立地相对于奥车架或车厢作上下翱摆动，相应地就要澳求驱动车轮的传动埃装置及其外壳或套疤管作相应摆动。癌汽车

33、悬挂总成的类暗型及其弹性元件与稗减振装置的工作特柏性是决定汽车行驶傲平顺性的主要因素傲，而汽车簧下部分搬质量的大小，对其昂平顺性也有显著的芭影响。断开式驱动隘桥的簧下质量较小安，又与独立悬挂相哎配合，致使驱动车靶轮与地面的接触情拔况及对各种地形的盎适应性比较好，由拔此可大大地减小汽版车在不平路面上行板驶时的振动和车厢背倾斜，提高汽车的碍行驶平顺性和平均奥行驶速度，减小车霸轮和车桥上的动载凹荷及零件的损坏，暗提高其可靠性及使百用寿命。但是，由俺于断开式驱动桥及安与其相配的独立悬八挂的结构复杂，故肮这种结构主要见于班对行驶平顺性要求凹较高的一部分轿车岸及一些越野汽车上，且后者多属于轻半型以下的越野

34、汽车哎或多桥驱动的重型碍越野汽车。芭（稗3笆）多桥驱动的布置扳为了提高装载量和胺通过性，有些重型矮汽车及全部中型以昂上的越野汽车都是暗采用多桥驱动，常稗采用的扮有扮4罢4碍、绊6笆翱6拌、八8皑扒8啊等驱动型式。在多扳桥驱动的情况下，扳动力经分动器传给佰各驱动桥的方式有两种。相应这两种凹动力传递方式，多爱桥驱动汽车各驱动挨桥的布置型式分为办非贯通式与贯通式盎。前者为了把动力叭经分动器传给各驱扳动桥，需分别由分懊动器经各驱动桥自案己专用的传动轴传霸递动力，这样不仅柏使传动轴的数量增多，且造成各驱动挨桥的零件特别是桥昂壳、半轴等主要零板件不能通用。而邦对胺8摆白8凹汽车来说，这种非瓣贯通式驱动桥就

35、更摆不适宜，也难于布拌置了。懊为了解决上述问题盎，现代多桥驱动汽袄车都是采用贯通式拜驱动桥的布置型式摆。癌在贯通式驱动桥的瓣布置中，各桥的传百动轴布置在同一纵安向铅垂平面内，并颁且各驱动桥不是分班别用自己的传动轴爱与分动器直接联接芭，而是位于分动器把前面的或后面的各扳相邻两桥的传动轴斑，是串联布置的。艾汽车前后两端的驱白动桥的动力，是经爱分动器并贯通中间把桥而传递的。其优艾点是，不仅减少了班传动轴的数量，而稗且提高了各驱动桥扒零件的相互通用性岸，并且简化了结构拌、减小了体积和质版量。这对于汽车的把设半计熬(佰如汽车的变奥型般)鞍、制造和维修，都耙带来方便。1.5主减速器1.5.1功用班主减速器

36、是汽车传俺动系中减小转速、癌增大扭矩的主要部巴件。对发动机纵置百的汽车来说，主减瓣速器还利用锥齿轮爸传动以改变动力方碍向耙29唉。盎汽车正常行驶时，罢发动机的转速通常扳在拜2000柏至安3000r/mi艾n拌左右，如果将这么耙高的转速只靠变速罢箱来降低下来，那佰么变速箱内齿轮副啊的传动比则需很大把，而齿轮副的传动巴比越大，两齿轮的暗半径比也越大，换哀句话说，也就是变疤速箱的尺寸会越大氨。另外，转速下降矮，而扭矩必然增加凹，也就加大了变速巴箱与变速箱后一级稗传动机构的传动负吧荷。所以，在动力向左右驱动轮分流阿的差速器之前设置袄一个主减速器，可佰使挨主减速器前面的传凹动部件如变速箱、芭分动器、万向

37、传动唉装置等传递的扭矩哎减小，也可变速箱懊的尺寸质量减小，版操纵省力癌。1.5.2类型巴按参加传动的齿轮摆副数目，可分为单跋级式主减速器和双版级式主减速器。有胺些重型汽车又将双埃级式主减速器的第爸二级圆柱齿轮传动芭装置设置在两侧驱靶动轮处，称为轮边懊减速器。颁爱按主减速器的传动暗速比个数，可分为百单速式和双速式主吧减速器。单速式的霸传动比是一定值，凹而双速式则有两个扒传动拌比背(伴即两条传动路哎线靶)敖供驾驶员选择。胺把按齿轮副结构形式靶，可分为圆柱齿轮式岸(奥又可分为定轴轮系爱和行星轮吧系伴)耙主减速器和圆锥齿捌轮式（又可分为螺艾旋锥齿轮式和双曲柏面锥齿轮捌式芭)懊主减速器。氨1.5.3邦主

38、减速器的构造与霸工作原理芭（绊1挨）佰单级主减速案器般 蔼跋应用：轿车和一般爱轻、中型货车盎佰特点：结构简单、八体积小、重量轻、柏传动效率高般图靶2-扳1案单级主减速器百叭构造及工作情况：拌万向传动装置传来皑的动力由叉形凸缘澳经花键传给主动齿熬轮、从动齿轮，减皑速变向后，通过螺拔栓传给差速器壳，扮由差速器传给两侧傲半轴驱动齿轮。结构分析熬1佰）主动锥齿轮的支拌承型式有跨置式和拌悬臂式哎2佰）从动锥齿轮的安版装及其支承装置柏3巴）主减速器的调整盎装置俺(a吧)奥轴承预紧度的调整吧主动锥齿轮轴承预拌紧度多用垫片来调背整懊从动锥齿轮轴承预邦紧度有调整螺母调安整和垫片调整(b爱)背齿轮啮合印痕和间哀隙

39、调整4）锥齿轮的类型拜（扮2斑）双级主减速器袄图柏2-2岸双级主减速拜器捌 碍 霸 颁 捌图蔼2-3傲轮边减速器岸绊在一些减速比比较岸大的减速器常常采啊用，第一级为锥齿爸轮传动，第二级为盎圆柱斜齿轮传动。拌傲双级主减速器的结拌构特点：俺1版）第一级为圆锥齿鞍轮传动，其调整装靶置与单级主减速器霸类同；拌2摆）由于双级减速，佰减小了从动锥齿轮傲的尺寸，其背面一芭般不需要止推装置蔼；办3昂）第二级为圆柱齿蔼轮传动，圆柱齿轮叭多采用斜齿或人字绊齿，传动平稳；岸4哎）双级主减速器的百减速比为两对副减版速比的乘积。（3）轮边减速器氨1百）应用于重型载货扒车、越野汽车或大挨型客车上。皑2伴）一般将双级主减阿

40、速器中的第二级减搬速齿轮机构制成同懊样的两套，分别安肮装在两侧驱动车轮扮的近旁，称为轮边蔼减速器。把3靶）特点：较大的主瓣传动比和较大的离扳地间隙，半轴和差癌速器等零件尺寸减背小；但结构较复杂熬，成本较高哎（柏4八）双速主减速器疤1颁）为充分提高汽车懊的动力性和经济性班，有些汽车装用具疤有两挡传动比的主埃减速器。扮2爱）常见的结构形式颁由一对圆锥齿轮和艾一个行星齿轮机构颁组成。齿圈和从动巴锥齿轮连成一体，皑行星架则与差速器盎的壳体刚性地连接白。阿3搬）动力由锥齿轮副敖经行星齿轮机构传拜给差速器，最后由半轴传输给驱动轮扳图百2-4靶双速主减速器1.6驱动桥壳埃驱动桥壳是安装主吧减速器、差速器、阿

41、半轴、轮毂和悬架吧的基础件，同时，跋它又是行驶系的主班要组成件之一。1.6.1功用白支承并保护主减速傲器、差速器和半轴碍等；与从动桥一起芭，支承车架及其上背的各总成重量；承拔受各种反力及力矩八，经悬架传给车架皑29岸。1.6.2分类1）整体式暗凹特点：强度、刚度瓣较大，且检查、拆扒装和调整主减速器败、差速器方便，普稗遍应用于各类汽车挨上。2）分段式瓣办特点：易于铸造，半加工方便，但维护矮不便，目前已很少安使用。扳图案2-隘5八整体式桥盎壳板 佰 昂 芭 白图摆2-暗6颁分段式桥壳板1.7跋金杯昂SY6474捌的相关基本参数胺SY挨6475A肮车用发动机为哀SY492Q-2跋型摆发动机，其性能参

42、百数如下：疤型式：四冲程、水捌冷、直列、顶置气斑门、化油器式发动蔼机。巴燃油种类：哀90翱号汽油敖GB484懊工作容积：蔼2.237L八缸径及活塞行程：拌91mm扳般86mm扳压缩比：奥8.8懊：艾1鞍最大功率：巴64kW/(40俺00-4500r摆/min)霸最大扭矩：办175Nm/(扮2800-320癌0r/min)俺底盘及电器部分的岸技术参数为：绊离合器：拜SY6474盎为单片、干式、液安压操纵；盎变速器：金杯柏SY6474吧轻型客车采用的是坝四速变速器，四档袄全同步器，四个档隘位的速比为耙3.835芭，绊2.327吧，芭1.397暗，八1.0凹，倒档速比为袄4.251爸。岸爱传动轴：采

43、用管状胺、开式、滚针轴承拔万向节。白斑驱动桥凹(板后桥癌)摆：主减速器为双曲把线圆锥齿轮，主减靶速比为白5.375半，差速器为对称锥摆齿轮轮间差速器，搬并采用全浮式半轴靶。叭艾转向器：均采用循扮环球齿条齿扇式。稗昂悬架：前后悬架均邦采用纵置、半椭圆爱形钢板弹簧，减振耙器为液力双向作用鞍筒式。半罢制动系统：均采用办带真空助力器的双办回路制动系统。金澳杯暗SY6474摆轻型客车的前制动啊器为双领浮蹄、后半制动器为领从浮蹄斑鼓式制动器。靶颁轮胎与轮辋：轮胎斑规格为颁6.50R16.爸8颁层级，轮辋规格为奥5.00EX16白规格。轮胎气压为板(熬34310)k叭Pa碍。鞍爱电器设备：采用负稗极搭铁线路

44、系统。爱蓄电池型号为盎6-QA-90邦，容量为瓣90A斑h阿。般SY6474办的起动机型号为氨312蔼型，电压与功率分绊别为艾1.2V氨和敖1.lkW败；发电机为摆JF袄系列型整流交流发胺电机。隘1.坝8傲有限元法基本原理胺1.8.1笆有限元法基本思想颁有限元的基本思想八是：将连续的结构疤离散成有限个单元绊，并在每一个单元扳中设定有限个节点柏，将连续体看作是班只在节点处相连续败的一组单元的集合哀体，同时选定场函吧数的节点值作为基啊本未知量，并在第耙一单元中假设一插霸值函数以求表示单鞍元中中场函数的分瓣布规律，进而将一八个连续域中的无限蔼自由度问题转化为吧离散域中的有限自稗由度问题斑3搬。扮1.

45、8.2叭有限元分析问题的拌基本步骤白有限元法分析问题阿的基本步骤白26盎：绊(肮1)矮结构的离散化。离般散化就是将要分析伴的结构分割成有限奥个单元体，并在单哀元体的指定点设置耙节点，使相邻单元鞍的有关系数具有一熬定的连续性，并构袄成一个单元的集合哀体以代替原来的结俺构。结构离散化时八，划分的单元大小稗和数目应根据计算扮精度的要求和计算傲机的容量来决定。俺(吧2)懊选择位移差值函数爱。为了能用节点位扮移表示单元体的位胺移、应变和应力，伴在分析连续体问题澳时，必须对单元中背位移的分布作一定坝的假设，即假定位爸移是坐标的某个简跋单的函数。选择适叭当的位移函数是有熬限单元法分析中的阿关键。通常采用多哀

46、项式作为位移函数般。凹(啊3)岸分析单元的力学特捌性。利用几何方程颁、结构方程和变分稗原理最终得到单位斑刚度矩阵。吧(瓣4)鞍集合所有单元的平稗衡方程，建立整体啊结构的平衡方程。坝先将各个单元刚度矮矩阵合成整体刚度扮矩阵，然后将各单氨元的等效节点力列吧阵集合成总的载荷懊列阵。肮(伴5)昂由平衡方程组求解未知节点位移和计把算单元应力。霸对于不同物理性质芭和数学模型的问题肮，有限元求解法的哀基本步骤是相同的扒，只是具体公式推坝导和运算求解不同暗26拌。有限元求解问题皑的基本步骤如下：哀（巴1叭）芭问题及求解域定义熬。根据实际问题近挨似确定求解域的物白理性质和几何区域伴。阿（跋2败）求解域离散化。芭

47、将求解域近似为具版有不同有限大小和伴形状且彼此相连的笆有限个单元组成的般离散域，习惯上称罢为有限元网络划分邦。显然单元越小哀(艾网络越细懊)敖则离散域的近似程吧度越好，计算结果班也越精确，但计算熬量及误差都将增大，因此求解域的离半散化是有限元法的白核心技术之一。懊（败3袄）确定状态变量及绊控制方法。一个具办体的物理问题通常安可以用一组包含问俺题状态变量边界条拜件的微分方程式表鞍示，为适合有限元凹求解，通常将微分板方程化为等价的泛熬函形式。胺（拔4耙）单元推导。对单班元构造一个适合的跋近似解，即推导有扳限单元的列式，其百中包括选择合理的八单元坐标系，建立瓣单元试函数，以某百种方法给出单元各伴状态

48、变量的离散关隘系，从而形成单元稗矩阵袄(扳结构力学中称刚度班阵或柔度阵凹)啊。为保证问题求解盎的收敛性，单元推鞍导有许多原则要遵拌循。对工程应用而袄言，重要的是应注肮意每一种单元的解半题性能与约束。例瓣如，单元形状应以翱规则为好，畸形时昂不仅精度低，而且八有缺陷的危险，将绊导致无法求解。般（傲5绊）总装求解。将单板元总装形成离散域凹的总矩阵方程笆(爱联合方程组蔼)隘反映对近似求解域澳的离散域的要求，八即单元函数的连续绊性要满足一定的连笆续条件。总装是在鞍相邻单元结点进行肮，状态变量及其导百数八(凹可能的话拜)扒连续性建立在结点傲处。跋（摆6叭）联立方程组求解癌和结果解释。有限败元法最终导致联立

49、肮方程组。联立方程矮组的求解可用直接搬法、迭代法和随机叭法。求解结果是单扳元结点处状态变量奥的近似值。对于计笆算结果的质量，将埃通过与设计准则提扒供的允许值比较来斑评价并确定是否需隘要重复计算。皑1.8.3搬有限元网格划分方罢法与基本原理按1鞍有限元网格划分吧的指导思想傲有限元网格划分的笆指导思想是首先进叭行总体模型规划，埃包括物理模型的构扳造、单元类型的选班择、网格密度的确凹定等多方面的内容肮。在网格划分和初埃步求解时，做到先岸简单后复杂，先粗霸后精靶，霸2鞍D巴单元鞍和胺3啊D班单元合理搭配使用稗。为提高求解的效皑率要充分利用重复巴与对称等特征，由半于工程结构一般具坝有重复对称或轴对拌称、

50、镜象对称等特板点，采用子结构或挨对称模型可以提高白求解的效率和精度办。利用轴对称或子芭结构时要注意场合坝，如在进行模态分哀析、屈曲分析整体柏求解时，则应采用安整体模型，同时选扳择合理的起点并设摆置合理的坐标系，百可以提高求解的精扒度和效率，例如，胺轴对称场合多采用阿柱坐标系。有限元昂分析的精度和效率岸与单元的密度和几柏何形状有着密切的俺关系，按照相应的芭误差准则和网格疏碍密程度，避免网格爸的畸形。在网格重半划分过程中常采用按曲率控制、单元尺案寸与数量控制、穿八透控制等控制准则奥。在选用单元时要佰注意剪力自锁、沙岸漏和网格扭曲、不翱可压缩材料的体积安自锁等问题。班典型有限元软件平矮台都提供网格映

51、射拌划分和自由适应划邦分的策略。映射划扳分（盎Mapped/I颁soMesh肮）用于曲线、曲面、实体的网格划分颁方法，可使用三角氨形、四边形、四面安体、五面体和六面艾体，通过指定单元鞍边长、网格数量等半参数对网格进行严碍格控制，映射划分傲只用于规则的几何艾图素，对于裁剪曲版面或者空间自由曲挨面等复杂几何体则暗难以控制。自由网凹格划分（坝Free/Pav奥ers熬）用于空间自由曲澳面和复杂实体，采癌用三角形、四边形拔、四面体进行划分耙，采用网格数量、爱边长及曲率来控制吧网格的质量。例如鞍，在岸MSC.MARC俺中，其转换（巴Convert爱）用法是几何模型矮转换为网格模型，案点转换为节点，曲般线

52、转换为线单元，暗面转换为三角形、搬四边形等。网格自拌动划分（巴Auto Mes敖h哀）则是在任意曲面斑上生成三角形或者霸四边形，对任意几拔何体生成四面体或爱者六面体。暗网格重划分（办Remesh爸）是在每一步计算安过程中，检查各单矮元法向来判定各区埃域的曲率变化情况拔，在曲率较大变形白剧烈的区域单元，版进行网格加密重新芭划分，如此循环直隘到满足网格单元的盎曲率要求为止。网般格重划分的思想是叭通过网格加密的方扒法来提高分析的精澳度和效率。网格自拌适应划分（瓣Adaptive哀 Refinem矮ent办）的思想是在计算哀步中，升高不满足爸分析条件的低阶单斑元的阶次来提高分蔼析的精度和效率，疤应用比

53、较广泛。自搬适应网格划分必须办采用适当的单元，败在保证单元阶次的凹基础上，原本已形翱成的单元刚度矩阵哎等特性保持不变，碍才能同时提高精度挨和效率。阶谱单元吧（柏Hierarch巴ical Ele吧ment八）充分发挥了自适袄应网格划分的优点坝，在计算中通过不斑断增加初始单元的佰边上的节点数，从昂而使单元插值函数爱的阶次在前一阶的罢基础上不断增加，通过引入新增节点哎的插值函数来提高哀求解的精度和效率敖。例如，三节点三按角形单元升为六节邦点三角形单元，四扮节点四边形单元升白阶翱为拜8霸节点四边形单元，安四节点四面体单元摆升阶罢为奥8氨节点芭、靶1斑0敖节点、般2疤0拔节点四面体。般2八有限元网格划

54、分凹的基本方法伴有限元网格划分方傲法有两种，对于简斑单的结构多采用直熬接建立单元模型的唉网格直接生成法，捌当对象比较复杂时瓣，多通过几何自动版生成法来完成，即扳在几何元素描述的氨物理基础上自动离阿散成有限单元。有氨限元单元可以按几癌何维数划分为一维把、二维和三维单元把，而在实际应用中昂采用拓扑结构单元叭，包括常用的质量般单元、弹簧元、杆霸与梁管单元、平面霸三角形单元、平面翱四边形单元、膜单八元、等参单元、壳澳单元和三维实体单暗元。有限元网格划艾分，对于二维平面把、三维曲面和三维拌实体网格有以下几靶种划分方法：般（1盎）覆盖法：基于四暗边形的网格划分，靶要求网格划分的平把面或曲面必须是完般整裁减

55、曲面，该曲摆面边界必须是裁减蔼曲线；百（唉2颁）前沿法：通过把俺曲面等参变换到二扳维空间进行网格划搬分，然后映射到三班维空间曲面上，把翱曲面划分成完全的俺四边形单元或三角凹形单元；半（岸3坝）挨Delaunay扒三角形法：主要用稗于由至少一条封闭疤曲线所围成的单连奥通域或多连通域内爸生成三角形单元，绊趋向于等边三角形摆。充分考虑了几何矮形状中细微的几何按特征，并在微小特败征处划分成较细的巴单元，在不需要密把网格处，采用稀疏八单元网格。背（拔4案）转换扩展法：针扮对曲面几何形状比唉较规则的几何区域案进行网格划分，其安网格生成速度快，按网格质量高。由节癌点扩展为线单元，唉从线单元生成平面阿二维单元

56、，从二维般单元生成三维单元斑。它不仅仅用于三版维网格的生成，同胺时可进行一维、二耙维网格和几何体的岸生成，包括移动、哎镜像、拉伸、旋转伴、扫描三维实体的俺扩展方式、扩展系搬数和扩展方向。捌3靶网格质量的评估版单元的质量和数量岸对求解结果和求解过程影响较大，如暗果结构单元全部由罢等边三角形、正方爱形、正四面体、立耙方六面体等单元构奥成，则求解精度可拌接近实际值，但由八于这种理想情况在爱实际工程结构中很凹难做到。因此根据拜模型的不同特征，跋设计不同形状种类胺的网格，有助于改拔善网格的质量和求爸解精度。单元质量案评价一般可采用以扮下几个指标：八（板1扒）单元的边长比、阿面积比或体积比以案正三角形、正

57、四面体、正六面体为参挨考基准。理想单元把的边长比稗为阿1拜，可接受单元的边氨长比的范围线性单办元长宽比小柏于盎3碍，二次单元小奥于捌1盎0隘。对于同形态的单巴元，线性单元对边拌长比的敏感性较高柏阶单元高，非线性肮比线性分析更敏感芭。傲（矮2把）扭曲度：单元面扳内的扭转和面外的安翘曲程度。凹（癌3绊）疏密过渡：网格袄的疏密主要表现为癌应力梯度方向和横袄向过渡情况，应力鞍集中的情况应妥善爱处理，而对于分析艾影响较小的局部特癌征应分析其情况，案如外圆角的影响比肮内圆角的影响小的耙多。熬（般4般）节点编号排布：懊节点编号对于求解跋过程中的总体刚度岸矩阵的元素分布、绊分析耗时、内存及罢空间有一定的影响扮

58、。合理的节点、单艾元编号有助于利用版刚度矩阵对称、带氨状分布、稀疏矩阵办等方法提高求解效颁率，同时要注意消颁除重复的节点和单鞍元。盎摆4敖装配结构中单元凹的协调邦（八1背）自由度不同的单佰元不协调：例如，把ANSYS岸中柏SHELL6啊3案、白BEAM4隘和挨SOLID45罢三种单元，前二者吧均包含六个自由度熬，而般Solid45靶只包含三个平动自唉由度，因此后者只般传递前二者的平动傲位移，不传阿递八R啊旋转方向的位移。拜（哀2爸）有相同自由度的般单元不总是协调的疤：例如，拜ANSYS傲中俺BEAM3案和碍SHELL41吧单元，昂Beam3岸具备平动方向的三艾个自由度，而癌SHELL41懊包括

59、两个平动自由扳度罢(凹UX/UY)斑和一个旋转自由度俺(埃RTOTZ)拜，因此埃SHELL4敖1盎只能传递百BEAM3八的平动位移，不能埃传递旋转方向的值敖。搬（耙3败）凹ANSYS捌中三维梁单元与三暗维壳单元具有相同熬的六个自由度：壳肮单元旋转自由度与翱平面旋转刚度相关爸，为虚拟刚度，不巴是真实的自由度，捌同时，要注意三维敖梁单元与壳单元出背现不匹配的问题。鞍坝5盎常用单元的选用傲原则有限元网格划分中稗单元类型的选用对绊于分析精度有着重拌要的影响，工程中拌常把平面应变单元笆用于模拟厚结构，矮平面应力单元用于熬模拟薄结构，膜壳翱单元用于包含自由傲空间曲面的薄壁结颁构。对块体和四边扳形，可以选择

60、全积澳分或缩减积分，对百线性六面体和四边敖形单元，可以采用鞍非协调模式。由于挨三角形单元的刚度八比四变形单元略大捌，因此相对三节点背三角形单元，优先巴选择四边形四节点凹单元。如果网格质哎量较高且不发生变邦形，可使用一阶假办定应变四边形或六芭面体单元，六面体懊单元优先四面体单爱元和五面体锲形单跋元。十节点四面体耙单元与八节点六面败体单元具有相同的芭精度。网格较粗的柏情况下使用二阶缩笆减积分四边形或四胺面体单元，对于橡瓣胶类体积不可压缩奥材料使用霸Herrmann伴单元，避免体积自奥锁。在完全积分单元中，当二阶单元奥被用于处理不可压白缩材料时，对体积傲自锁非常敏感，因爱此应避免模拟塑性颁材料，如果