装载机驱动桥运动仿真及有限元分析

发布时间：2017-04-10 14:17

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【摘要】：装载机是现代化施工中不可缺少的装备，在道路、建筑以及水利工程建设等方面发挥着重要的作用。驱动桥作为装载机动力传输的主要部件，一方面支撑着装载机的荷重，另一方面将动力传动系统传递的动力传递给车轮，使装载机能够平稳、安全的工作行驶。因此，驱动桥的性能直接影响着装载机的动力性和安全性。 本文主要针对ZL80型轮式装载机的驱动桥进行了结构设计与性能分析的研究。首先结合装载机的作业环境和实际使用工况，对装载机的驱动桥完成了结构参数化设计，使新的驱动桥结构更加紧凑，传动效率提高。 通过Pro/E软件，对设计好的驱动桥模型进行三维参数化建模及运动仿真，得到精确的驱动桥模型，使整个设计可视化，，整体结构清晰明了，便于后续的加工生产。运动仿真真实的模拟了驱动桥主要传递部件的工作过程，观察是否产生干涉现象，验证了设计的合理性。 在ANSYS有限元软件中，建立了轮边减速器总成的有限元模型，对驱动桥的末端传输机构轮边减速器总成进行静力学分析。针对轮边减速器总成内各部件的连接，建立合适的耦合集或接触对，真实地反映轮边减速器总成工作过程中应力的传递。最后确定各典型工况下轮边减速器总成的载荷并进行分析，掌握各部件的位移和应力分布规律，整体研究轮边减速器总成的受力特性。
【关键词】：接触对 耦合 参数化设计建模 运动仿真 有限元分析 轮边减速器总成 装载机驱动桥
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH243
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 研究的背景和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状及发展9-13
• 1.2.1 驱动桥研究现状9-10
• 1.2.2 轮边减速器总成研究现状10-13
• 1.3 主要研究内容13-14
• 第二章 装载机驱动桥的参数化设计及建模14-40
• 2.1 装载机驱动桥的结构性能14-16
• 2.1.1 驱动桥的结构组成14-15
• 2.1.2 驱动桥的性能及功用15-16
• 2.2 驱动桥的参数化设计16-27
• 2.2.1 主减速器设计计算16-18
• 2.2.2 差速器设计计算18-19
• 2.2.3 半轴设计19-21
• 2.2.4 轮边行星减速器设计计算21-27
• 2.3 驱动桥的结构参数化建模27-39
• 2.3.1 Pro/E 三维建模软件简介27
• 2.3.2 主减速器结构设计建模27-30
• 2.3.3 差速器结构设计建模30-32
• 2.3.4 轮边减速器结构设计建模32-34
• 2.3.5 湿式制动器结构设计建模34-37
• 2.3.6 桥壳结构设计建模37-39
• 2.4 本章小结39-40
• 第三章 驱动桥的运动仿真40-46
• 3.1 Pro/E 机构模块简介40-41
• 3.2 差速器实现差速功能的仿真分析41-45
• 3.2.1 设置运动环境41-42
• 3.2.2 仿真分析结果42-45
• 3.3 本章小结45-46
• 第四章 轮边减速器总成的接触建模46-58
• 4.1 轮边减速器总成的结构性能46-48
• 4.1.1 轮边减速器的结构46-47
• 4.1.2 轮边减速器的性能特点47-48
• 4.2 轮边减速器总成实体模型的建立48-50
• 4.3 材料属性及网格划分50-51
• 4.3.1 定义材料属性50
• 4.3.2 网格划分50-51
• 4.4 各零件间连接的接触分析51-57
• 4.4.1 ANSYS 接触模块分析51-52
• 4.4.2 接触模型的建立52-55
• 4.4.3 ANSYS 耦合自由度分析55
• 4.4.4 耦合自由度模型的建立55-57
• 4.5 本章小结57-58
• 第五章 轮边减速器总成的静力学分析58-73
• 5.1 轮边减速器总成的典型工况58-59
• 5.1.1 地面附着力工况59
• 5.1.2 发动机最大转矩工况59
• 5.2 轮边减速器总成静力学分析59-71
• 5.2.1 加载与约束处理59-60
• 5.2.2 地面最大附着力工况60-65
• 5.2.3 发动机最大转矩工况65-71
• 5.3 本章小结71-73
• 总结与展望73-75
• 总结73
• 展望73-75
• 参考文献75-78
• 致谢78

【参考文献】

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本文编号：296887