汽车差速器的参数化建模及轻量化分析

发布时间：2023-05-18 04:20

　　差速器作为汽车传动系统的重要组成部分,它的主要功用是当汽车转弯行驶或者在不平路面上行驶时,使左右驱动车轮以不同的角速度滚动以保证两侧驱动轮做纯滚动运动。本文的主要研究内容如下:基于汽车设计原则和差速器工作原理,依据某汽车基本参数,对普通锥齿轮差速器进行基本的参数设计,像压力角、模数、齿数等参数的计算分析,根据设计参数对齿轮进行建模,建模借助三维软件SolidWorks及其插件迈迪工具集,利用迈迪形成基本的齿形,进一步完善修改,完成齿轮模型的建立。然后根据齿轮的设计和模型对差速器壳体及其他零件进行设计及建模,最终完成差速器整体模型的建立。相比于普通的建模方法,参数化建模可以提高设计效率,简化设计流程,对设计中的不足之处进行快速修正。基于三维模型,借助有限元分析方法,对差速器中的行星齿轮和半轴齿轮做接触分析,设置接触对并施加载荷,求解齿轮的受力情况,得到齿轮的受力云图。最终得出齿轮在齿根部位的应力值最大,其次在两轮齿的啮合位置会出现次表层应力,这也是产生齿根折断和齿面点蚀的重要原因,分析结果与实际使用过程中齿轮常见的失效形式相符。对差速器齿轮轴进行有限元分析,得到齿轮轴应力云图和前六阶振型...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外差速器的研究现状
    1.3 有限元分析在汽车工业中的应用
    1.4 本课题主要研究内容
第2章 差速器设计及参数化建模
    2.1 差速器工作原理
        2.1.1 差速原理
        2.1.2 转矩分配特性
    2.2 差速器设计
        2.2.1 目标车型参数
        2.2.2 差速器齿轮设计
    2.3 差速器模型的建立
        2.3.1 建模基本方法
        2.3.2 建立差速器三维模型
    2.4 本章小结
第3章 有限元模型的建立
    3.1 有限元分析流程
    3.2 差速器模型的简化
    3.3 差速器材料的选择和定义
        3.3.1 齿轮材料的选择和定义
        3.3.2 差速器壳体材料的选择和定义
    3.4 差速器网格划分
        3.4.1 网格划分原则
        3.4.2 差速器网格划分
    3.5 本章小结
第4章 差速器齿轮有限元分析
    4.1 有限元法简介
        4.1.1 有限元法基本概念
        4.1.2 力学问题有限元分析理论
    4.2 齿轮受力分析
        4.2.1 齿根弯曲疲劳强度计算
        4.2.2 齿面接触疲劳强度计算
    4.3 齿轮的失效形式
    4.4 齿轮分析前处理
        4.4.1 接触对的设置
        4.4.2 齿轮接触有限元分析
    4.5 结果分析
    4.6 本章小结
第5章 差速器齿轮轴的计算和分析
    5.1 行星齿轮轴的静力学理论分析
    5.2 动力学问题基本理论
    5.3 行星齿轮轴的有限元分析
        5.3.1 齿轮轴的静力学分析
        5.3.2 齿轮轴的模态分析
    5.4 本章小结
第6章 差速器壳体轻量化设计
    6.1 铝合金在汽车轻量化中的应用
    6.2 差速器壳体强度分析
        6.2.1 铝制差速器壳体材料定义
        6.2.2 差速器壳体计算工况
        6.2.3 差速器壳体应力及变形结果
    6.3 自由模态分析
    6.4 本章小结
第7章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况



本文编号：3818664