装载机驱动桥结构有限元分析与动态仿真

发布时间：2017-03-18 16:08

  本文关键词：装载机驱动桥结构有限元分析与动态仿真，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：驱动桥作为装载机动力传输系统的核心部件,其设计与制造技术至今仍未被国内相关企业完全吸收转化,这也成为制约企业和行业发展的瓶颈。本文以潍柴动力最大发动机输出扭矩为计算原始数据,逆行推算出装载机驱动桥各部件的尺寸,结合三维建模技术和有限元分析技术,对所设计的大吨位驱动桥关键结构如桥壳、轮边减速器行星轮系等结构部件进行有限元分析和动态仿真,以校验驱动桥关键结构强度,提供桥壳轻量化改进以及轮边减速器齿轮齿形修正等所需数据。对装载机驱动桥桥壳包括组合式桥壳和整体式桥壳进行结构有限元分析,在ANSYS中建立了可以反映桥壳实际工作特性的有限元模型,对其进行静力学分析,得到两种桥壳在典型工况下的应力、应变云图和最大应力应变位置,校核结果表明两种桥壳结构满足强度要求;根据驱动桥振动激励来源,对两种桥壳进行模态分析,得到桥壳结构的振动特性,为桥壳瞬态分析、谐响应分析以及整机结构减震降噪设计研究提供基础数据参考;对两种结构形式桥壳进行屈曲稳定性分析,得到桥壳结构的最大失稳载荷值和各阶屈曲模态振型图。利用ANSYS接触分析模块建立轮边减速器行星齿轮传动结构的有限元模型,对其进行静态接触分析,分析不同接触刚度因子值(FKN)对有限元结果的影响,确定了适合于本模型的FKN值为0.25,进而得到行星轮系齿轮副静态接触分析结果,并将结果与Hertz数学计算结果进行对比,两者间的误差在6%左右,验证了有限元模型建立的合理性。在齿轮静态啮合接触分析的基础上,建立了行星轮和太阳轮的动态接触仿真模型,分析齿轮副转过22.9°过程中相互啮合轮齿间等效接触应力变化以及轮齿边缘节点上应力大小随时间变化情况,得到轮边减速器齿轮啮合动态接触特性。此外,分析了摩擦系数对动态接触分析的影响,得到了齿轮动态啮合最大等效接触应力与摩擦系数大小的变化关系,拟合得到了两者之间的函数关系式。
【关键词】：结构分析 装载机驱动桥 行星轮系 有限元分析 动态仿真
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH243
【目录】：

• 摘要4-5
• 英文摘要5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 驱动桥国内外研究现状10-12
• 1.3 本文主要研究内容12-13
• 1.4 本文技术路线13-14
• 第二章 驱动桥结构与三维模型14-19
• 2.1 驱动桥结构组成14-16
• 2.2 驱动桥结构设计16
• 2.3 驱动桥结构三维模型16-18
• 2.3.1 减速器三维模型16-17
• 2.3.2 差速器与制动器三维模型17-18
• 2.3.3 两种结构形式桥壳三维模型18
• 2.4 本章小结18-19
• 第三章 驱动桥桥壳静力学分析19-30
• 3.1 结构静力学分析基础19-20
• 3.2 桥壳有限元分析模型20-21
• 3.2.1 组合式桥壳有限元模型20-21
• 3.2.2 整体式桥壳有限元模型21
• 3.3 典型工况分析21-24
• 3.3.1 满载静止工况22
• 3.3.2 满载起步工况22-23
• 3.3.3 满载制动工况23-24
• 3.4 桥壳静力学分析24-29
• 3.4.1 组合式桥壳分析结果24-26
• 3.4.2 整体式桥壳分析结果26-28
• 3.4.3 两种桥壳分析结果比较28-29
• 3.5 本章小结29-30
• 第四章 桥壳模态分析与稳定性研究30-41
• 4.1 分析理论基础30-32
• 4.1.1 模态分析理论30-31
• 4.1.2 结构稳定性理论31-32
• 4.2 桥壳模态分析32-37
• 4.2.1 组合式桥壳分析结果32-34
• 4.2.2 整体式桥壳分析结果34-36
• 4.2.3 两种桥壳分析结果比较36-37
• 4.3 桥壳屈曲稳定性分析37-40
• 4.3.1 组合式桥壳分析结果37-38
• 4.3.2 整体式桥壳分析结果38-39
• 4.3.3 两种桥壳分析结果比较39-40
• 4.4 本章小结40-41
• 第五章 驱动桥轮边减速器齿轮接触仿真41-60
• 5.1 齿轮啮合接触理论41-42
• 5.1.1 Hertz计算模型41
• 5.1.2 ANSYS接触求解41-42
• 5.2 齿轮啮合接触仿真模型42-47
• 5.2.1 分析模型建立42-44
• 5.2.2 接触对创建44-46
• 5.2.3 载荷约束施加46-47
• 5.3 接触刚度对接触应力的影响分析47-49
• 5.3.1 接触分析中实常数的设置47
• 5.3.2 不同FKN值对接触应力影响47-49
• 5.4 齿轮啮合静态接触仿真分析49-50
• 5.4.1 接触应力计算结果49
• 5.4.2 静态接触有限元仿真结果49-50
• 5.5 齿轮啮合动态接触仿真分析50-58
• 5.5.1 齿轮啮合动态接触模型51-53
• 5.5.2 动态接触有限元仿真结果53-58
• 5.6 摩擦系数对动态接触分析的影响58-59
• 5.7 本章小结59-60
• 结论与展望60-62
• 结论60-61
• 展望61-62
• 参考文献62-66
• 攻读学位期间取得的研究成果66-67
• 致谢67

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 廖发良;;车辆驱动桥噪声控制研究[J];拖拉机与农用运输车;2009年05期

2 唐歌腾;石博强;赵志国;付薛洁;李藤飞;;驱动桥时变不确定性设计[J];北京理工大学学报;2011年07期

3 郝伟;;驱动桥常见故障的原因分析及排除[J];甘肃科技纵横;2012年03期

4 郭年程;史文库;刘文军;荣如松;徐忠诚;;驱动桥的整体有限元动态模拟[J];西安交通大学学报;2012年09期

5 李春雨;冯德富;;驱动桥总成密封检测技术的研究和应用[J];汽车工艺与材料;2013年02期

6 方在华;张文春;;拖拉机的驱动桥特性[J];洛阳工学院学报;1986年03期

7 王雅慧;翻斗车驱动桥的改进设计[J];工程机械;1990年03期

8 卢天祥;起重机转向驱动桥架机械加工工艺性分析[J];汽车工艺与材料;1997年11期

9 林军,周晓军,陈子辰,陈庆春;驱动桥总成在线检测计算机测控系统研究[J];汽车工程;2002年01期

10 陈效华,余剑飞,龙思源;驱动桥集成建模系统概要设计[J];汽车工程;2003年01期

中国重要会议论文全文数据库 前7条

1 何大礼;;东风商用车驱动桥走保期的磨损工况监测[A];2009年全国青年摩擦学学术会议论文集[C];2009年

2 王夕玉;许电波;庞贵奇;张子强;;多轴越野汽车用三联驱动桥的开发[A];中国重汽科协获奖学术论文选编（2002-2003）[C];2004年

3 胡松峰;张明旭;;DF PICKUP后驱动桥的设计改进[A];第八届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集(下)[C];2011年

4 胡松峰;张明旭;;DF PICKUP后驱动桥的设计改进[A];经济策论（下）[C];2011年

5 蒋伍;贺岩松;李伟;;商用车驱动桥亮模态分析与疲劳估计[A];西南汽车信息：2013年第7期（总第328期）[C];2013年

6 马浩;王丰元;纪国清;王慧;;载重车驱动桥桥壳有限元分析[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年

7 薛玉春;薛震;张义民;;基于前驱动桥的电动汽车耦合振动研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年

中国重要报纸全文数据库 前7条

1 本报记者 杨秀峰;驱动桥的历史[N];中国县域经济报;2010年

2 李春成，，查道军;汽车驱动桥故障诊断口诀[N];中国汽车报;2002年

3 天工;驱动桥产品设计制造出现新变化[N];中国交通报;2001年

4 本报记者 杨秀峰;国内驱动桥技术特点[N];中国县域经济报;2010年

5 通讯员 罗晓;一拖大马力拖拉机前驱动桥填补国内空白[N];中国农机化导报;2010年

6 记者　白娟;高新技术引领企业高速奔跑[N];雅安日报;2006年

7 肖锋;国外工程机械出现新特点[N];中国电力报;2001年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 仝令胜;协同优化理论及其在铰接式自卸车驱动桥设计中的应用[D];北京科技大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 蒋碌权;交叉型乘用车驱动桥传动效率研究[D];西南交通大学;2015年

2 万一品;装载机驱动桥结构有限元分析与动态仿真[D];长安大学;2015年

3 刘淑强;基于统计分析的5吨装载机驱动桥可靠性研究[D];山东大学;2015年

4 柳杨;商用车驱动桥总成综合检测系统的设计与研究[D];武汉理工大学;2011年

5 王军年;重型车辆驱动桥总成齿轮疲劳测试系统的研究与开发[D];吉林大学;2006年

6 郑慧林;基于有限元法的微型车驱动桥结构分析及疲劳寿命预测研究[D];南京理工大学;2008年

7 刘虎;面向网络的驱动桥协同设计平台及其关键技术研究[D];安徽农业大学;2011年

8 魏瑞;重卡驱动桥传动系疲劳寿命预测[D];合肥工业大学;2013年

9 韩龙海;载重车驱动桥总成动态特性分析研究[D];青岛理工大学;2013年

10 晏慧;重型商用车驱动桥振动噪声预测研究[D];重庆大学;2010年

  本文关键词：装载机驱动桥结构有限元分析与动态仿真，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：254697