ansys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 _Toc2010620691.1课题题研究背背景 PAGEREF _Toc201062069 h 1 HYPERLINK l _Toc2010620701.2 国国内外汽汽车研究究现状与与发展趋趋势 PAGEREF _Toc201062070 h 1 HYPERLINK l _Toc2010620711.2.11国外汽汽车的发发展 PAGEREF _Toc201062071 h 1 HYPERLINK l _To

2、c2010620721.2.22国内汽汽车的发发展 PAGEREF _Toc201062072 h 2 HYPERLINK l _Toc2010620731.3 本本论文研研究的主主要内容容与技术术方案 PAGEREF _Toc201062073 h 3 HYPERLINK l _Toc2010620741.4驱动动桥的结结构组成成 PAGEREF _Toc201062074 h 3 HYPERLINK l _Toc2010620751.4.11功用 PAGEREF _Toc201062075 h 3 HYPERLINK l _Toc2010620761.4.22组成 PAGEREF _Toc

3、201062076 h 3 HYPERLINK l _Toc2010620771.4.33驱动桥桥的类型型 PAGEREF _Toc201062077 h 5 HYPERLINK l _Toc2010620781.5主减减速器 PAGEREF _Toc201062078 h 7 HYPERLINK l _Toc2010620791.5.11功用 PAGEREF _Toc201062079 h 7 HYPERLINK l _Toc2010620801.5.22类型 PAGEREF _Toc201062080 h 7 HYPERLINK l _Toc2010620811.5.33主减速速器的构构造

4、与工工作原理理 PAGEREF _Toc201062081 h 7 HYPERLINK l _Toc2010620831.6驱动动桥壳 PAGEREF _Toc201062083 h 9 HYPERLINK l _Toc2010620841.6.11功用 PAGEREF _Toc201062084 h 9 HYPERLINK l _Toc2010620851.6.22分类 PAGEREF _Toc201062085 h 9 HYPERLINK l _Toc2010620861.7金杯杯SY664744的相关关基本参参数 PAGEREF _Toc201062086 h 10 HYPERLINK

5、l _Toc2010620871.8有限限元法基基本原理理 PAGEREF _Toc201062087 h 11 HYPERLINK l _Toc2010620881.8.11有限元元法基本本思想 PAGEREF _Toc201062088 h 11 HYPERLINK l _Toc2010620891.8.22有限元元分析问问题的基基本步骤骤 PAGEREF _Toc201062089 h 11 HYPERLINK l _Toc2010620901.8.33有限元元网格划划分方法法与基本本原理 PAGEREF _Toc201062090 h 12 HYPERLINK l _Toc201062

6、0911.8.44有限元元法的优优点 PAGEREF _Toc201062091 h 15 HYPERLINK l _Toc2010620921.9计算算机软件件的选择择 PAGEREF _Toc201062092 h 15 HYPERLINK l _Toc2010620931.9.11ANSSYS软软件简介介 PAGEREF _Toc201062093 h 15 HYPERLINK l _Toc2010620941.9.22PROO/E软软件简介介 PAGEREF _Toc201062094 h 16 HYPERLINK l _Toc2010620952 汽车主主减速器器壳的建建模 PAGE

7、REF _Toc201062095 h 18 HYPERLINK l _Toc2010620962.1主减减速器壳壳的结构构特点 PAGEREF _Toc201062096 h 18 HYPERLINK l _Toc2010620972.2利用用PROO/E实实现主减减速器壳壳的三维维建模 PAGEREF _Toc201062097 h 18 HYPERLINK l _Toc2010620982.2.11 生成底底部造型型 PAGEREF _Toc201062098 h 18 HYPERLINK l _Toc2010621002.2.22生成顶顶部造型型 PAGEREF _Toc2010621

8、00 h 19 HYPERLINK l _Toc2010621052.2.33处理内内部细节节 PAGEREF _Toc201062105 h 21 HYPERLINK l _Toc2010621082.2.44完成主主减速器器壳的三三维造型型 PAGEREF _Toc201062108 h 22 HYPERLINK l _Toc2010621112.3PRRO/EE文件导导入ANNSYSS PAGEREF _Toc201062111 h 23 HYPERLINK l _Toc2010621123汽车主减减速器壳壳的静力力分析 PAGEREF _Toc201062112 h 25 HYPERL

9、INK l _Toc2010621133.1结构构静力学学分析概概述 PAGEREF _Toc201062113 h 25 HYPERLINK l _Toc2010621143.2主减减速器壳壳的静力力分析 PAGEREF _Toc201062114 h 25 HYPERLINK l _Toc2010621153.2.11模型参参数 PAGEREF _Toc201062115 h 25 HYPERLINK l _Toc2010621163.2.22网格划划分 PAGEREF _Toc201062116 h 25 HYPERLINK l _Toc2010621193.2.33约束和和载荷 PAG

10、EREF _Toc201062119 h 28 HYPERLINK l _Toc2010621233.2.44主减速速器壳静静力分析析结果评评价 PAGEREF _Toc201062123 h 29 HYPERLINK l _Toc2010621284主减速器器壳的模模态分析析 PAGEREF _Toc201062128 h 35 HYPERLINK l _Toc2010621294.1模态态分析的的概述 PAGEREF _Toc201062129 h 35 HYPERLINK l _Toc2010621304.2主减减速器壳壳的模态态分析 PAGEREF _Toc201062130 h 35

11、 HYPERLINK l _Toc2010621314.2.11模型参参数 PAGEREF _Toc201062131 h 35 HYPERLINK l _Toc2010621324.2.22网格划划分 PAGEREF _Toc201062132 h 35 HYPERLINK l _Toc2010621334.2.33约束 PAGEREF _Toc201062133 h 36 HYPERLINK l _Toc2010621344.2.44汽车主主减速器器壳的模模态分析析结果评评价 PAGEREF _Toc201062134 h 37 HYPERLINK l _Toc2010621404.3改进

12、进方案 PAGEREF _Toc201062140 h 40 HYPERLINK l _Toc2010621475 结论 PAGEREF _Toc201062147 h 44 HYPERLINK l _Toc201062148谢辞 PAGEREF _Toc201062148 h 455 HYPERLINK l _Toc201062149参考文献 PAGEREF _Toc201062149 h 46 HYPERLINK l _Toc201062150外文资料 PAGEREF _Toc201062150 h 481 绪论1.1课题题研究背背景自从世界上上诞生第第一辆汽汽车以来来，经过过一百多多年的

13、发发展，汽汽车已经经成为人人类文明明史上科科技进步步的一大大标志。改改革开放放以来，特特别是近近几年我我国汽车车工业发发展势头头强劲。目目前已经经成为世世界第三三大汽车车生产国国和汽车车消费国国，尽管管如此，与与国际汽汽车产业业先进水水平相比比，中国国汽车产产业所具具备的竞竞争力尚尚不够全全面，中中国汽车车产业与与世界汽汽车强国国在若干干指标上上有较大大差距。随随着入世世以后各各种保护护性措施施的取消消，中国国汽车产产业会面面临严峻峻的考验验和挑战战。中国要成为真真正的世世界汽车车强国关关键是要要充分发发挥制造造业和汽汽车工业业的规模模优势；努力增增强产品品自主开开发能力力和技术术创新能能力；

14、形形成自己己的技术术特色和和车型特特色。主减速器（或或叫主传传动）是是汽车驱驱动桥的的重要组组成部分分，主要要由主动动螺旋伞伞齿轮组组件、主主减速器器壳体（也也有的叫叫托架）组组件、差差速器组组件和从从动螺旋旋伞齿轮轮组件等等零部件件组成，其其主要功功能是降降低传动动系的转转速、增增大传动动系的转转矩并改改变转矩矩的方向向，把纵纵置发动动机的转转矩传递递到横置置的两根根驱动桥桥的半轴轴上。其其中，主主减速器器壳体组组件为汽汽车底盘盘重要零零件之一一，主要要对差速速器组件件及主、从从动螺旋旋伞齿轮轮组件起起定位和和支承作作用。在在汽车行行驶的过过程当中中，主减减速器壳壳主要承承受轴承承传递的的径

15、向和和轴向力力，是一一个结构构和受力力复杂的的组件。它它不仅要要求有足足够的强强度和刚刚度，而而且壳体体的结构构特性对对汽车的的安全性性影响很很大。日日本、欧欧洲等发发达国家家在汽车车主减速速器壳的的开发中中普遍采采用有限限元分析析、虚拟拟实验、动动态测试试等现代代设计分分析技术术，设计计制造的的汽车在在性能稳稳定性、可可靠性方方面有明明显优势势。而我我国主减减速器壳壳的开发发技术还还是个空空白，各各个汽车车企业只只有仿造造和局部部修改，不不具备开开发能力力和手段段。对主主减速器器壳的结结构有限限元分析析、动态态模拟仿仿真、动动态测试试都没有有开展，对对壳体的的强度、刚刚度和振振动特征征心中无

16、无数，凭凭经验和和感觉进进行模仿仿修改设设计，与与国际水水平差距距很大。主主减速器器壳的疲疲劳受损损和磨损损成为长长期困扰扰我国汽汽车制造造业产品品质量的的瓶颈。壳壳体受损损主要是是受传动动系的振振动，行行驶过程程中路面面激励产产生的振振动等多多种因素素综合影影响形成成，这就就需要对对壳体进进行理论论分析，实实验研究究及路试试在线测测试。日本汽车工工业也经经历过从从仿制到到自主开开发创新新的过程程，而成成为当今今世界汽汽车高技技术的代代表，我我国汽车车工业现现处于后后仿之阶阶段，必必须尽快快走向自自主开发发创新，通通过汽车车企业与与高校、科科研院所所的紧密密结合，建建立多层层次的产产品开发发体

17、系和和高水平平的汽车车共性技技术研究究、实验验、开发发平台。这这不仅是是世界汽汽车技术术先进国国家的成成功经验验，也是是我国汽汽车工业业走向自自主创新新开发的的必由之之路。1.2 国国内外汽汽车研究究现状与与发展趋趋势1.2.11国外汽汽车的发发展汽车是数量量最多、最最普及、活活动范围围最广泛泛、运输输量最大大的现代代化交通通工具。没没有哪种种机械产产品像汽汽车那样样对社会会产生如如此广泛泛而深远远的影响响。汽车虽然诞诞生在欧欧洲，但但从20世纪初初至70年代数10年间，美美国汽车车工业一一直遥遥遥领先。日日本汽车车工业在在60、70年代迅迅猛发展展，后来来者后上上，先后后超过意意、英、法法、

18、德等等老牌汽汽车工业业国，并并曾于19880-119933年期间间超过美美国而跃跃居世界界第一位位。在国际汽车车市场上上，各生生产厂家家都面临临巨大的的竞争压压力。用用户对质质量、舒舒适度和和安全性性都提出出了高标标准的要要求。这实际上就就是要求求设计的的汽车恰恰如其分分地适合合不同的的用途，并并以有竞竞争性的的成本和和速度制制造出来来。只有有这样，一一个汽车车厂才能能在激烈烈的竞争争中获胜胜。所以以，当对对成本问问题给予予应有的的考虑时时，也应应该探索索革新和和采用现现代化制制造技术术的可能能性，以以便使新新生产出出的各种种型号的的汽车都都能达到到质量标标准、生生产率和和多品种种的目标标。同

19、时时，也也应满足足缩短试试制周期期的需要要。这就就要求能能在更短短的时间间内，完完成全部部的更为为复杂的的制造工工艺过程程。因此，发展展的重点点是实现现制造过过程的计计算机辅辅助工艺艺计划、控控制和管管理，并并采用自自动化的的生产系系统，以以使产品品质量达达到高度度的一致致性。自动化化的生产产控制和和质量管管理系统统，可提提供有关关制造状状况的最最新数据据，并能能直接指指出制造造故障的的原因。1.2.22国内汽汽车的发发展到20055年，我我国汽车车品牌总总数为355个，其其中自主主品牌为为245个，占占总品牌牌数69%。20005年国内内自主品品牌汽车车市场份份额为62.9%，比20004年

20、上升升了3.44%，合资资品牌市市场份额额31.7%，比20004年下降降到9.44%。总体上看，自自主品牌牌的汽车车已经占占有相当当的优势势，特别别是在载载重汽车车和客车车方面更更为明显显。20005年汽车车销量为为5755.822万辆，自自主品牌牌销量为为 3662.119万辆，占占总销量量的62.9% 。在载载货车上上，自主主品牌的的优势在在于中型型载货汽汽车上，国国际上中中型载货货汽车不不属重要要产品，产产量很低低，我国国由于地地区广阔阔，农村村和偏远远地区需需求很大大，所以以这方面面优势仍仍会保持持发展下下去。在在客车上上自主品品牌的产产销量已已居绝对对优势。因因为客车车基本上上属于

21、劳劳动密集集型和科科技型并并存的产产品，国国际上已已将客车车制造转转向发展展中国家家，所以以逐步的的造就了了中国成成为客车车产量居居世界第第一的大大国地位位，而且且客车的的研发能能力也比比较好，可可以说已已接近于于国际先先进国家家的水平平。但载重汽车车和客车车产业主主要问题题在于底底盘的水水平还比比较低，和和国际先先进水平平还有不不少差距距，还要要一些关关键零部部件也是是这样，这这是我们们努力改改进的方方向，特特别对大大的重型型货车我我们与国国际水平平差距仍仍较大。我国汽车产产品的品品种档次次、技术术含量与与急剧增增长的产产量相比比不协调调，且汽汽车企业业尚未形形成自主主的产品品开发能能力。我

22、我们必须须抓住机机遇，努努力提高高产品的的技术含含量，开开发出具具有自己己特色的的过硬品品牌，缩缩小同世世界先进进技术水水平的差差距22。1.3 本本论文研研究的主主要内容容与技术术方案本课题基于于有限元元分析软软件ANNSYSS和PROO/E平平台，对对金杯SSY64474汽汽车主减减速器壳壳进行有有限元结结构分析析。技术术方案流流程图，如如图1-1所示。具具体的方方案如下下： 研究金杯研究金杯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，进行有限元结构分析有限元分析结果评价主减速器壳PRO/E模型，图1-1 技术方方案流程程图（1）金杯杯

23、SY664744汽车的相相关技术术参数，和研究主减减速器壳壳模型特特点，为为分析提提供相应应的理论论基础；（2）存在在最大静静载荷时，对对壳体进进行静力力学分析析，分析析结构的的应力、应变变和变形位位移的分分布规律律，根据据分析结结果进行行强度较较核；（3）利用用有限元元方法对对主减速速器壳进进行模态态分析，分分析出它它的振动动特性，找找出振动动中危险险的位置置；（4）综合合以上的的分析结结果，对对主减速速器壳的的结构提提出相关关的修改改方案，以以使汽车车主减速速器壳体体的结构构趋于合合理达到到优化的的目的。1.4驱动动桥的结结构组成成1.4.11功用驱动桥由主主减速器器、差速速器、半半轴及驱

24、驱动桥壳壳组成。驱动桥处于于动力传传动系的的末端，其其基本功功能是增增大由传传动轴或或变速器器传来的的转矩，改变动力传递方向，并将动力合理的分配给左、右驱动轮，使汽车行驶，并允许左右驱动轮以不同的转速旋转。另外还承受作用于路面和车架或车身之间的垂直立、纵向力和横向力。1.4.22组成驱动桥主要要由主减减速器、差差速器、半半轴和驱驱动桥壳壳等组成成。(1）主主减速器器主减速器一一般用来来改变传传动方向向，降低低转速，增增大扭矩矩，保证证汽车有有足够的的驱动力力和适当当的速皮皮。主减减速器类类型较多多，有单单级、双双级、双双速、轮轮边减速速器等。1）单级主主减速器器由一对减速速齿轮实实现减速速的装

25、置置，称为为单级减减速器。其其结构简简单，重重 量量轻，东东风BQQl0990型等等轻、中中型载重重汽车上上应用广广泛。2）双级主主减速器器对一些载重重较大的的载重汽汽车，要要求较大大的减速速比，用用单级主主减速器器传动，则则从动齿齿轮的直直径就必必须增大大，会影影响驱动动桥的离离地间隙隙，所以以采用两两次减速速。通常常称为双双级减速速器。双双级减速速器有两两组减速速齿轮，实实现两次次减速增增扭。为提高锥形形齿轮副副的啮合合平稳性性和强度度，第一一级减速速齿轮副副是螺旋旋锥齿轮轮。二级级齿轮副副是斜齿齿圆柱齿轮轮。主动圆锥齿齿轮旋转转，带动动从动圆圆锥齿轮轮旋转，从从而完成成一级减减速。第第二

26、级减减速的主主动圆柱柱齿轮与与从动圆圆锥齿轮轮同轴而而一起旋旋转，并并带动从从动圆柱柱齿轮旋旋转，进进行第二二级减速速。因从从动圆柱柱齿轮安安装于差差速器外外壳上，所所以，当当从动圆圆柱齿轮轮转动时时，通过过差速器器和半轴轴即驱动动车轮转转动。(2)差差速器差速器用以以连接左左右半轴轴，可使使两侧车车轮以不不同角速速度旋转转同时传传递扭矩矩保证车车轮的正正常滚动动。有的的多桥驱驱动的汽汽车，在在分动器器内或在在贯通式式传动轴轴间也装装有差速速器，称称为桥间间差速器器。其作作用是在在汽车转转弯或在在不平坦坦的路上上行驶时时，使前前后驱动动车轮之之间产生生差速作作用。目目前国产产轿车及及其它类类汽

27、车基基本都采采用了对对称式锥锥齿轮普普通差速速器。对对称式锥锥齿轮差差速器由由行星齿齿轮、半半轴齿轮轮、行星星齿轮轴轴（十字字轴或一一根直销销轴）和和差速器器壳等组组成。目前大多数数汽车采采用行星星齿轮式式差速器器，普通通锥齿轮轮差速器器由两个个或四个个圆锥行行星齿轮轮、行星星齿轮轴轴、两个个圆锥半半轴齿轮轮和左右右差速器器壳等组组成。（3）半半轴半轴是将差差速器传传来的扭扭矩再传传给车轮轮，驱动动车轮旋旋转，推推动汽车车行驶的的实心轴轴。由于于轮毂的的安装结结构不同同，而半半轴的受受力情况况也不同同。所以以，半轴轴分为全全浮式、半半浮式、34浮式三三种型式式。1）全浮式式半轴 一般大、中中型

28、汽车车均采用用全浮式式结构。 半轴的的内端用用花键与与差速器器的半轴轴齿轮相相连接，半半轴的外外端锻出出凸缘，用用螺栓和和轮毂连连接。轮轮毂通过过两个相相距较远远的圆锥锥滚子轴轴承文承承在半轴轴套管上上。半轴轴套管与与后桥壳壳压配成成一体，组组成驱动动桥壳。用用这样的的支承形形式，半半轴与桥桥壳没有有直接联联系，使使半轴只只承受驱驱动扭矩矩而不承承受任何何弯矩，这这种半轴轴称为“全浮式”半轴。所所谓“浮”意即半半轴不受受弯曲载载荷。全全浮式半半轴，外外端为凸凸缘盘与与轴制成成一体。但但也有一一些载重重汽车把把凸缘制制成单独独零件，并并借花键键套合在在半轴外外端。因因而，半半轴的两两端都是是花键

29、，可可以换头头使用。2）半浮式式半轴半浮式半轴轴的内端端与全浮浮式的一一样，不不承受弯弯扭。其其外端通通过一个个轴承直直接支承承在半轴轴外壳的的内侧。这这种支承承方式将将使半轴轴外端承承受弯矩矩。因此此，这种种半袖除除传递扭扭矩外，还还局部地地承受弯弯矩，故故称为半半浮式半半轴。这这种结构构型式主主要用于于小客车车。其半半轴内端端不受弯弯矩，而而外端却却要承受受全部弯弯矩，所所以称为为半浮式式支承。3）344浮式半半轴 34浮浮式半轴轴是受弯弯矩的程度度介于半半浮式和和全浮式式之间。此此式半轴轴目前应应用不多多，只在在个别小小卧车上上应用，如如华沙MM20型型汽车。（4）桥桥壳1） 整体体式桥

30、壳壳整体式桥壳壳因强度度和刚度度性能好好，便于于主减速速器的安安装、调调整和维维修，而而得到广广泛应用用。整体体式桥壳壳因制造造方法不不同，可可分为整整体铸造造式、中中段铸造造压入钢钢管式和和钢板冲冲压焊接接式等。2） 分段段式驱动动桥壳分段式桥壳壳一般分分为两段段，由螺螺栓1将两段段连成一一体。分分段式桥桥壳比较较易于铸铸造和加加工。1.4.33驱动桥桥的类型型驱动桥的结结构型式式按工作作特性分分，可以以归并为为两大类类，即非非断开式式驱动桥桥和断开开式驱动动桥。当当驱动车车轮采用用非独立立悬架时时，应该该选用非非断开式式驱动桥桥；当驱驱动车轮轮采用独独立悬架架时，则则应该选选用断开开式驱动

31、动桥。因因此，前前者又称称为非独独立悬架架驱动桥桥；后者者称为独独立悬架架驱动桥桥。独立立悬架驱驱动桥结结构较复复杂，但但可以大大大提高高汽车在在不平路路面上的的行驶平平顺性29。（1）非断断开式驱驱动桥普通非断开开式驱动动桥，由由于结构构简单、造造价低廉廉、工作作可靠，广广泛用在在各种载载货汽车车、客车车和公共共汽车上上，在多多数的越越野汽车车和部分分轿车上上也采用用这种结结构。他他们的具具体结构构、特别别是桥壳壳结构虽虽然各不不相同，但但是有一一个共同同特点，即即桥壳是是一根支支承在左左右驱动动车轮上上的刚性性空心梁梁，齿轮轮及半轴轴等传动动部件安安装在其其中。这这时整个个驱动桥桥、驱动动

32、车轮及及部分传传动轴均均属于簧簧下质量量，汽车车簧下质质量较大大，这是是它的一一个缺点点。驱动桥的轮轮廓尺寸寸主要取取决于主主减速器器的型式式。在汽汽车轮胎胎尺寸和和驱动桥桥下的最最小离地地间隙已已经确定定的情况况下，也也就限定定了主减减速器从从动齿轮轮直径的的尺寸。在在给定速速比的条条件下，如如果单级级主减速速器不能能满足离离地间隙隙要求，可可该用双双级结构构。在双双级主减减速器中中，通常常把两级级减速器器齿轮放放在一个个主减速速器壳体体内，也也可以将将第二级级减速齿齿轮作为为轮边减减速器。对对于轮边边减速器器：越野野汽车为为了提高高离地间间隙，可可以将一一对圆柱柱齿轮构构成的轮轮边减速速器

33、的主主动齿轮轮置于其其从动齿齿轮的垂垂直上方方；公共共汽车为为了降低低汽车的的质心高高度和车车厢地板板高度，以以提高稳稳定性和和乘客上上下车的的方便，可可将轮边边减速器器的主动动齿轮置置于其从从动齿轮轮的垂直直下方；有些双双层公共共汽车为为了进一一步降低低车厢地地板高度度，在采采用圆柱柱齿轮轮轮边减速速器的同同时，将将主减速速器及差差速器总总成也移移到一个个驱动车车轮的旁旁边。在少数具有有高速发发动机的的大型公公共汽车车、多桥桥驱动汽汽车和超超重型载载货汽车车上，有有时采用用蜗轮式式主减速速器，它它不仅具具有在质质量小、尺尺寸紧凑凑的情况况下可以以得到大大的传动动比以及及工作平平滑无声声的优点

34、点，而且且对汽车车的总体体布置很很方便。（2）断开开式驱动动桥断开式驱动动桥区别别于非断断开式驱驱动桥的的明显特特点在于于前者没没有一个个连接左左右驱动动车轮的的刚性整整体外壳壳或梁。断断开式驱驱动桥的的桥壳是是分段的的，并且且彼此之之间可以以做相对对运动，所所以这种种桥称为为断开式式的。另另外，它它又总是是与独立立悬挂相相匹配，故故又称为为独立悬悬挂驱动动桥。这这种桥的的中段，主主减速器器及差速速器等是是悬置在在车架横横梁或车车厢底板板上，或或与脊梁梁式车架架相联。主主减速器器、差速速器与传传动轴及及一部分分驱动车车轮传动动装置的的质量均均为簧上上质量。两两侧的驱驱动车轮轮由于采采用独立立悬

35、挂则则可以彼彼此致立立地相对对于车架架或车厢厢作上下下摆动，相相应地就就要求驱驱动车轮轮的传动动装置及及其外壳壳或套管管作相应应摆动。汽车悬挂总总成的类类型及其其弹性元元件与减减振装置置的工作作特性是是决定汽汽车行驶驶平顺性性的主要要因素，而而汽车簧簧下部分分质量的的大小，对对其平顺顺性也有有显著的的影响。断断开式驱驱动桥的的簧下质质量较小小，又与与独立悬悬挂相配配合，致致使驱动动车轮与与地面的的接触情情况及对对各种地地形的适适应性比比较好，由由此可大大大地减减小汽车车在不平平路面上上行驶时时的振动动和车厢厢倾斜，提提高汽车车的行驶驶平顺性性和平均均行驶速速度，减减小车轮轮和车桥桥上的动动载荷

36、及及零件的的损坏，提提高其可可靠性及及使用寿寿命。但但是，由由于断开开式驱动动桥及与与其相配配的独立立悬挂的的结构复复杂，故故这种结结构主要要见于对对行驶平平顺性要要求较高高的一部部分轿车车及一些些越野汽汽车上，且且后者多多属于轻轻型以下下的越野野汽车或或多桥驱驱动的重重型越野野汽车。（3）多桥桥驱动的的布置为了提高装装载量和和通过性性，有些些重型汽汽车及全全部中型型以上的的越野汽汽车都是是采用多多桥驱动动，常采采用的有有44、66、88等驱动动型式。在在多桥驱驱动的情情况下，动动力经分分动器传传给各驱驱动桥的的方式有有两种。相相应这两两种动力力传递方方式，多多桥驱动动汽车各各驱动桥桥的布置置

37、型式分分为非贯贯通式与与贯通式式。前者者为了把把动力经经分动器器传给各各驱动桥桥，需分分别由分分动器经经各驱动动桥自己己专用的的传动轴轴传递动动力，这这样不仅仅使传动动轴的数数量增多多，且造造成各驱驱动桥的的零件特特别是桥桥壳、半半轴等主主要零件件不能通通用。而而对88汽车来来说，这这种非贯贯通式驱驱动桥就就更不适适宜，也也难于布布置了。为了解决上上述问题题，现代代多桥驱驱动汽车车都是采采用贯通通式驱动动桥的布布置型式式。在贯通式驱驱动桥的的布置中中，各桥桥的传动动轴布置置在同一一纵向铅铅垂平面面内，并并且各驱驱动桥不不是分别别用自己己的传动动轴与分分动器直直接联接接，而是是位于分分动器前前面

38、的或或后面的的各相邻邻两桥的的传动轴轴，是串串联布置置的。汽汽车前后后两端的的驱动桥桥的动力力，是经经分动器器并贯通通中间桥桥而传递递的。其其优点是是，不仅仅减少了了传动轴轴的数量量，而且且提高了了各驱动动桥零件件的相互互通用性性，并且且简化了了结构、减减小了体体积和质质量。这这对于汽汽车的设设计(如汽车车的变型型)、制造造和维修修，都带带来方便便。1.5主减减速器1.5.11功用主减速器是是汽车传传动系中中减小转转速、增增大扭矩矩的主要要部件。对对发动机机纵置的的汽车来来说，主主减速器器还利用用锥齿轮轮传动以以改变动动力方向向299。汽车正常行行驶时，发发动机的的转速通通常在220000至3

39、0000r/minn左右，如如果将这这么高的的转速只只靠变速速箱来降降低下来来，那么么变速箱箱内齿轮轮副的传传动比则则需很大大，而齿齿轮副的的传动比比越大，两两齿轮的的半径比比也越大大，换句句话说，也也就是变变速箱的的尺寸会会越大。另另外，转转速下降降，而扭扭矩必然然增加，也也就加大大了变速速箱与变变速箱后后一级传传动机构构的传动动负荷。所所以，在在动力向向左右驱驱动轮分分流的差差速器之之前设置置一个主主减速器器，可使使主减速器前前面的传传动部件件如变速速箱、分分动器、万万向传动动装置等等传递的的扭矩减减小，也也可变速速箱的尺尺寸质量量减小，操操纵省力力。1.5.22类型按参加传传动的齿齿轮副

40、数数目，可可分为单单级式主主减速器器和双级级式主减减速器。有有些重型型汽车又又将双级级式主减减速器的的第二级级圆柱齿齿轮传动动装置设设置在两两侧驱动动轮处，称称为轮边边减速器器。按主减速速器的传传动速比比个数，可可分为单单速式和和双速式式主减速速器。单单速式的的传动比比是一定定值，而而双速式式则有两两个传动动比(即两条条传动路路线)供驾驶驶员选择择。按齿轮副副结构形形式，可可分为圆圆柱齿轮轮式(又可分分为定轴轴轮系和和行星轮轮系)主减速速器和圆圆锥齿轮轮式（又又可分为为螺旋锥锥齿轮式式和双曲曲面锥齿齿轮式)主减速速器。1.5.33主减速速器的构构造与工工作原理理（1）单级级主减速速器 应用：轿

41、轿车和一一般轻、中中型货车车特点：结结构简单单、体积积小、重重量轻、传传动效率率高图2-1单单级主减减速器构造及工工作情况况：万向向传动装装置传来来的动力力由叉形形凸缘经经花键传传给主动动齿轮、从从动齿轮轮，减速速变向后后，通过过螺栓传传给差速速器壳，由由差速器器传给两两侧半轴轴驱动齿齿轮。结构分析析1）主动锥锥齿轮的的支承型型式有跨跨置式和和悬臂式式2）从动锥锥齿轮的的安装及及其支承承装置3）主减速速器的调调整装置置(a)轴承承预紧度度的调整整主动锥齿轮轮轴承预预紧度多多用垫片片来调整整从动锥齿轮轮轴承预预紧度有有调整螺螺母调整整和垫片片调整(b)齿轮轮啮合印印痕和间间隙调整整4）锥齿轮轮的

42、类型型（2）双级级主减速速器图2-2双双级主减减速器 图2-33轮边减减速器在一些减减速比比比较大的的减速器器常常采采用，第第一级为为锥齿轮轮传动，第第二级为为圆柱斜斜齿轮传传动。双级主减减速器的的结构特特点：1）第一级级为圆锥锥齿轮传传动，其其调整装装置与单单级主减减速器类类同；2）由于双双级减速速，减小小了从动动锥齿轮轮的尺寸寸，其背背面一般般不需要要止推装装置；3）第二级级为圆柱柱齿轮传传动，圆圆柱齿轮轮多采用用斜齿或或人字齿齿，传动动平稳；4）双级主主减速器器的减速速比为两两对副减减速比的的乘积。（3）轮边边减速器器1）应用于于重型载载货车、越越野汽车车或大型型客车上上。2）一般将将双

43、级主主减速器器中的第第二级减减速齿轮轮机构制制成同样样的两套套，分别别安装在在两侧驱驱动车轮轮的近旁旁，称为为轮边减减速器。3）特点：较大的的主传动动比和较较大的离离地间隙隙，半轴轴和差速速器等零零件尺寸寸减小；但结构构较复杂杂，成本本较高（4）双速速主减速速器1）为充分分提高汽汽车的动动力性和和经济性性，有些些汽车装装用具有有两挡传传动比的的主减速速器。2）常见的的结构形形式由一一对圆锥锥齿轮和和一个行行星齿轮轮机构组组成。齿齿圈和从从动锥齿齿轮连成成一体，行行星架则则与差速速器的壳壳体刚性性地连接接。3）动力由由锥齿轮轮副经行行星齿轮轮机构传传给差速速器，最最后由半半轴传输输给驱动动轮图2

44、-4双双速主减减速器1.6驱动动桥壳驱动桥壳是是安装主主减速器器、差速速器、半半轴、轮轮毂和悬悬架的基基础件，同同时，它它又是行行驶系的的主要组组成件之之一。1.6.11功用支承并保护护主减速速器、差差速器和和半轴等等；与从从动桥一一起，支支承车架架及其上上的各总总成重量量；承受受各种反反力及力力矩，经经悬架传传给车架架299。1.6.22分类1）整体式式特点：强强度、刚刚度较大大，且检检查、拆拆装和调调整主减减速器、差差速器方方便，普普遍应用用于各类类汽车上上。2）分段式式特点：易易于铸造造，加工工方便，但但维护不不便，目目前已很很少使用用。图2-5整整体式桥桥壳 图2-6分段式式桥壳1.7

45、金杯杯SY664744的相关关基本参参数SY64775A车车用发动动机为SSY4992Q-2型发动机机，其性性能参数数如下：型式：四冲冲程、水水冷、直直列、顶顶置气门门、化油油器式发发动机。燃油种类：90号汽汽油GBB4844工作容积：2.2237LL缸径及活塞塞行程：91mmm86mmm压缩比：88.8：1最大功率：64kkW/(40000-445000r/mmin)最大扭矩：1755Nmm/(228000-32200rr/miin)底盘及电器器部分的的技术参参数为：离合器：SSY64474为为单片、干干式、液液压操纵纵；变速器：金金杯SYY64774轻型型客车采采用的是是四速变变速器，四四

46、档全同同步器，四四个档位位的速比比为3.8355，2.3327，1.3397，1.00，倒档档速比为为4.2251。传动轴：采用管管状、开开式、滚滚针轴承承万向节节。驱动桥(后桥)：主减减速器为为双曲线线圆锥齿齿轮，主主减速比比为5.3755，差速速器为对对称锥齿齿轮轮间间差速器器，并采采用全浮浮式半轴轴。转向器：均采用用循环球球齿条齿齿扇式。悬架：前前后悬架架均采用用纵置、半半椭圆形形钢板弹弹簧，减减振器为为液力双双向作用用筒式。制动系统统：均采采用带真真空助力力器的双双回路制制动系统统。金杯杯SY664744轻型客客车的前前制动器器为双领领浮蹄、后后制动器器为领从从浮蹄鼓鼓式制动动器。轮胎

47、与轮轮辋：轮轮胎规格格为6.50RR16.8层级级，轮辋辋规格为为5.000EXX16规规格。轮轮胎气压压为(3433100)kPPa。电器设备备：采用用负极搭搭铁线路路系统。蓄蓄电池型型号为66-QAA-900，容量量为900Ahh。SY664744的起动动机型号号为3112型，电电压与功功率分别别为1.2V和和1.llkW；发电机机为JFF系列型型整流交交流发电电机。1.8有限限元法基基本原理理1.8.11有限元元法基本本思想有限元的基基本思想想是：将将连续的的结构离离散成有有限个单单元，并并在每一一个单元元中设定定有限个个节点，将将连续体体看作是是只在节节点处相相连续的的一组单单元的集集

48、合体，同同时选定定场函数数的节点点值作为为基本未未知量，并并在第一一单元中中假设一一插值函函数以求求表示单单元中中中场函数数的分布布规律，进进而将一一个连续续域中的的无限自自由度问问题转化化为离散散域中的的有限自自由度问问题33。1.8.22有限元元分析问问题的基基本步骤骤有限元法分分析问题题的基本本步骤26：(1)结构构的离散散化。离离散化就就是将要要分析的的结构分分割成有有限个单单元体，并并在单元元体的指指定点设设置节点点，使相相邻单元元的有关关系数具具有一定定的连续续性，并并构成一一个单元元的集合合体以代代替原来来的结构构。结构构离散化化时，划划分的单单元大小小和数目目应根据据计算精精度

49、的要要求和计计算机的的容量来来决定。(2)选择择位移差差值函数数。为了了能用节节点位移移表示单单元体的的位移、应应变和应应力，在在分析连连续体问问题时，必必须对单单元中位位移的分分布作一一定的假假设，即即假定位位移是坐坐标的某某个简单单的函数数。选择择适当的的位移函函数是有有限单元元法分析析中的关关键。通通常采用用多项式式作为位位移函数数。(3)分析析单元的的力学特特性。利利用几何何方程、结结构方程程和变分分原理最最终得到到单位刚刚度矩阵阵。(4)集合合所有单单元的平平衡方程程，建立立整体结结构的平平衡方程程。先将将各个单单元刚度度矩阵合合成整体体刚度矩矩阵，然然后将各各单元的的等效节节点力列

50、列阵集合合成总的的载荷列列阵。(5)由平平衡方程程组求解解未知节节点位移移和计算算单元应应力。对于不同物物理性质质和数学学模型的的问题，有有限元求求解法的的基本步步骤是相相同的，只只是具体体公式推推导和运运算求解解不同26。有限限元求解解问题的的基本步步骤如下下：（1）问题题及求解解域定义义。根据据实际问问题近似似确定求求解域的的物理性性质和几几何区域域。（2）求解解域离散散化。将将求解域域近似为为具有不不同有限限大小和和形状且且彼此相相连的有有限个单单元组成成的离散散域，习习惯上称称为有限限元网络络划分。显显然单元元越小(网络越越细)则离散散域的近近似程度度越好，计计算结果果也越精精确，但但

51、计算量量及误差差都将增增大，因因此求解解域的离离散化是是有限元元法的核核心技术术之一。（3）确定定状态变变量及控控制方法法。一个个具体的的物理问问题通常常可以用用一组包包含问题题状态变变量边界界条件的的微分方方程式表表示，为为适合有有限元求求解，通通常将微微分方程程化为等等价的泛泛函形式式。（4）单元元推导。对对单元构构造一个个适合的的近似解解，即推推导有限限单元的的列式，其其中包括括选择合合理的单单元坐标标系，建建立单元元试函数数，以某某种方法法给出单单元各状状态变量量的离散散关系，从从而形成成单元矩矩阵(结构力力学中称称刚度阵阵或柔度度阵)。为保保证问题题求解的的收敛性性，单元元推导有有许

52、多原原则要遵遵循。对对工程应应用而言言，重要要的是应应注意每每一种单单元的解解题性能能与约束束。例如如，单元元形状应应以规则则为好，畸畸形时不不仅精度度低，而而且有缺缺陷的危危险，将将导致无无法求解解。（5）总装装求解。将将单元总总装形成成离散域域的总矩矩阵方程程(联合方方程组)反映对对近似求求解域的的离散域域的要求求，即单单元函数数的连续续性要满满足一定定的连续续条件。总总装是在在相邻单单元结点点进行，状状态变量量及其导导数(可能的的话)连续性性建立在在结点处处。（6）联立立方程组组求解和和结果解解释。有有限元法法最终导导致联立立方程组组。联立立方程组组的求解解可用直直接法、迭迭代法和和随机

53、法法。求解解结果是是单元结结点处状状态变量量的近似似值。对对于计算算结果的的质量，将将通过与与设计准准则提供供的允许许值比较较来评价价并确定定是否需需要重复复计算。1.8.33有限元元网格划划分方法法与基本本原理1有限元元网格划划分的指指导思想想有限元网格格划分的的指导思思想是首首先进行行总体模模型规划划，包括括物理模模型的构构造、单单元类型型的选择择、网格格密度的的确定等等多方面面的内容容。在网网格划分分和初步步求解时时，做到到先简单单后复杂杂，先粗粗后精，2D单元和3D单元合合理搭配配使用。为为提高求求解的效效率要充充分利用用重复与与对称等等特征，由由于工程程结构一一般具有有重复对对称或轴

54、轴对称、镜镜象对称称等特点点，采用用子结构构或对称称模型可可以提高高求解的的效率和和精度。利利用轴对对称或子子结构时时要注意意场合，如如在进行行模态分分析、屈屈曲分析析整体求求解时，则则应采用用整体模模型，同同时选择择合理的的起点并并设置合合理的坐坐标系，可可以提高高求解的的精度和和效率，例例如，轴轴对称场场合多采采用柱坐坐标系。有有限元分分析的精精度和效效率与单单元的密密度和几几何形状状有着密密切的关关系，按按照相应应的误差差准则和和网格疏疏密程度度，避免免网格的的畸形。在在网格重重划分过过程中常常采用曲曲率控制制、单元元尺寸与与数量控控制、穿穿透控制制等控制制准则。在在选用单单元时要要注意

55、剪剪力自锁锁、沙漏漏和网格格扭曲、不不可压缩缩材料的的体积自自锁等问问题。典型有限元元软件平平台都提提供网格格映射划划分和自自由适应应划分的的策略。映映射划分分（Maappeed/IIsoMMeshh）用于于曲线、曲曲面、实实体的网网格划分分方法，可可使用三三角形、四四边形、四四面体、五五面体和和六面体体，通过过指定单单元边长长、网格格数量等等参数对对网格进进行严格格控制，映映射划分分只用于于规则的的几何图图素，对对于裁剪剪曲面或或者空间间自由曲曲面等复复杂几何何体则难难以控制制。自由由网格划划分（FFreee/Paaverrs）用用于空间间自由曲曲面和复复杂实体体，采用用三角形形、四边边形、

56、四四面体进进行划分分，采用用网格数数量、边边长及曲曲率来控控制网格格的质量量。例如如，在MMSC.MARRC中，其其转换（Convert）用法是几何模型转换为网格模型，点转换为节点，曲线转换为线单元，面转换为三角形、四边形等。网格自动划分（Auto Mesh）则是在任意曲面上生成三角形或者四边形，对任意几何体生成四面体或者六面体。网格重划分分（Reemessh）是是在每一一步计算算过程中中，检查查各单元元法向来来判定各各区域的的曲率变变化情况况，在曲曲率较大大变形剧剧烈的区区域单元元，进行行网格加加密重新新划分，如如此循环环直到满满足网格格单元的的曲率要要求为止止。网格格重划分分的思想想是通过

57、过网格加加密的方方法来提提高分析析的精度度和效率率。网格格自适应应划分（Adaptive Refinement）的思想是在计算步中，升高不满足分析条件的低阶单元的阶次来提高分析的精度和效率，应用比较广泛。自适应网格划分必须采用适当的单元，在保证单元阶次的基础上，原本已形成的单元刚度矩阵等特性保持不变，才能同时提高精度和效率。阶谱单元（Hierarchical Element）充分发挥了自适应网格划分的优点，在计算中通过不断增加初始单元的边上的节点数，从而使单元插值函数的阶次在前一阶的基础上不断增加，通过引入新增节点的插值函数来提高求解的精度和效率。例如，三节点三角形单元升为六节点三角形单元，四

58、节点四边形单元升阶为8节点四边形单元，四节点四面体单元升阶为8节点、10节点、20节点四面体。2有限元元网格划划分的基基本方法法有限元网格格划分方方法有两两种，对对于简单单的结构构多采用用直接建建立单元元模型的的网格直直接生成成法，当当对象比比较复杂杂时，多多通过几几何自动动生成法法来完成成，即在在几何元元素描述述的物理理基础上上自动离离散成有有限单元元。有限限元单元元可以按按几何维维数划分分为一维维、二维维和三维维单元，而而在实际际应用中中采用拓拓扑结构构单元，包包括常用用的质量量单元、弹弹簧元、杆杆与梁管管单元、平平面三角角形单元元、平面面四边形形单元、膜膜单元、等等参单元元、壳单单元和三

59、三维实体体单元。有有限元网网格划分分，对于于二维平平面、三三维曲面面和三维维实体网网格有以以下几种种划分方方法：（1）覆盖盖法：基基于四边边形的网网格划分分，要求求网格划划分的平平面或曲曲面必须须是完整整裁减曲曲面，该该曲面边边界必须须是裁减减曲线；（2）前沿沿法：通通过把曲曲面等参参变换到到二维空空间进行行网格划划分，然然后映射射到三维维空间曲曲面上，把把曲面划划分成完完全的四四边形单单元或三三角形单单元；（3）Deelauunayy三角形形法：主主要用于于由至少少一条封封闭曲线线所围成成的单连连通域或或多连通通域内生生成三角角形单元元，趋向向于等边边三角形形。充分分考虑了了几何形形状中细细

60、微的几几何特征征，并在在微小特特征处划划分成较较细的单单元，在在不需要要密网格格处，采采用稀疏疏单元网网格。（4）转换换扩展法法：针对对曲面几几何形状状比较规规则的几几何区域域进行网网格划分分，其网网格生成成速度快快，网格格质量高高。由节节点扩展展为线单单元，从从线单元元生成平平面二维维单元，从从二维单单元生成成三维单单元。它它不仅仅仅用于三三维网格格的生成成，同时时可进行行一维、二二维网格格和几何何体的生生成，包包括移动动、镜像像、拉伸伸、旋转转、扫描描三维实实体的扩扩展方式式、扩展展系数和和扩展方方向。3网格质质量的评评估单元的质量量和数量量对求解解结果和和求解过过程影响响较大，如如果结构