轻卡转向驱动桥壳有限元分析及优化设计

发布时间：2020-06-07 21:13

【摘要】：为满足中、重型卡车高机动性、高通过性的要求,搭载转向驱动桥的全驱卡车应用更为普遍。随着卡车底盘专用化的发展,商用车用户对车型配置进行点单的现象日益增多,如山区、沙漠、沼泽地等使用环境比较恶劣的地区,全驱车型因为适应能力强,运输成本低因此需求日益强烈,这就促进转向驱动桥将在民用轻卡上得到广泛应用。为了能够验证桥壳的使用性能,本文使用有限元分析软件对轻卡转向驱动桥壳进行优化设计,找出关键受力点及位移云图进行优化,使其不仅能够达到降低重量的目的,而且能够保证桥壳的整体强度。桥壳的使用工况多种多样且环境复杂,本文分析后得出多种工况环境下桥壳应力云图及应力集中点,并针对具体工况进行分析,筛选出不符合设计要求的工况,同时使用变量控制方法进行优化。通过对优化后的桥壳重新进行有限元分析并对比验证,保证满足各种工况的使用要求。本文通过使用有限元分析软件ANSYS对桥壳进行应力分析,另外对于转向驱动桥的操作稳定性,本文通过使用多体动力学分析,首先对主销设计值进行分析,考虑到了影响汽车操纵性能的主销后倾角等设计值,经过计算得出方向盘的角速度绝对值,得出方向盘转角的同时,也得到了主销各个参数的关系曲线。并通过动力学分析软件确定转向阻力矩值与内转向转角的关系曲线,验证车桥的转向操纵性能,得出限制操纵性能的影响因素及曲线图,根据图示分析,保证满足设计要求。
【图文】：

桥壳,可分,整体式桥壳

２．２驱动桥壳的机构特点逡逑２．２．１分体式桥壳结构特点逡逑分体式桥壳顾名思义便是车桥的零部件是分开可组装的，如图２－１所示，桥逡逑壳、半轴套管等零部件可分开，一般这种车桥的桥壳采用铸造成型，因此便于加逡逑工同时造型也相对简单，另外维修时可进行拆解所以维修方便。所以在之前该种逡逑桥型是广泛使用的。桥壳与半轴套管主要通过铆接的形式，因此需要对铆接的尺逡逑寸进行控制，而铆接之后也就造成了桥壳的强度及硬度相对较差，所以在后期大逡逑功率、重型化发展趋势之后该种桥型逐渐被淘汰［３３］。逡逑逦逦ａＥＺ逡逑街歐■秦命命．．．．．备．邋ｖ：｜－．逦＞－逡逑Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋ｉｆｔｎｒｒ邋ｒｒ」逡逑？ｒ逡逑图２－１可分式桥壳简图逡逑２．２．２整体式桥壳结构特点逡逑与可分式桥壳相对的便是整体式桥壳，整体式桥壳采用一体加工，因为缺少逡逑了连接所以一体加工的桥壳强度相对较高，整体式桥壳加工有多种形式，现在厂逡逑家一般以铸造式桥壳为主，，如图２－２所示，另外还有冲压焊接整体式桥壳、整体逡逑式钢管成型桥壳以及液压扩张整体式桥壳［３４］。逡逑整体式铸造桥壳

截面图,铸造桥壳,整体式桥壳,冲压工艺

逦尊邋ｐｒｚｚｉ：二＾＾．逡逑图２－２整体式铸造桥壳逡逑冲压焊接整体式桥壳如图２－３所示，主要利用冲压工艺，因此材料的利用率逡逑较高且成型时间较快，效率较高，冲压完成之后需要将上下壳体及两端管进行焊逡逑接，焊接的方式主要分为对焊以及环焊，因此相对铸造桥壳在同等质量的情况下逡逑强度及刚度较高［３６］，因为重量较轻因此主要应用于轻卡及小型微卡车型。逡逑Ｍ邋￣．Ａ逡逑ｍＢ邋＜２＃逡逑ｖ－＂逦＇逦—．■栙逦逡逑＊１逦ＶｉｒＷＴｉ＇ｌ逡逑图２－３冲焊桥壳焊接截面图逡逑｛ｉ？邋ｆ￣ｚ￣ｒｑｉ逦逦—伶邋邋逦４逡逑＋逦ｊ．逦！｜逦１逦＾逡逑（ｃ＞逦逦逦—逡逑、…．．一邋￣逡逑？
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.218.5

【参考文献】