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汽车等速万向节的参数化设计与研究
| 论文题名： | 汽车等速万向节的参数化设计与研究 |
| 关键词： | 前置前驱轿车;等速万向节;参数化设计;静力学分析;疲劳寿命 |
| 摘要： | 近年来，随着汽车工业设计研发技术的逐步提高以及零部件制造业的蓬勃发展，万向传动装置已经成为车辆生产设计中不可或缺的重要零部件之一。其最为重要的构件是万向节，其中球笼式和三枢轴式等速万向节则是现阶段流行于世界范围内的佼佼者。然而，我国对等速万向节的理论知识和应用研究起步较晚，与国外先进技术之间仍有较大的差距。 鉴于此，本文以国内某厂生产的前置前驱（FF）轿车为原型，依据其整车主要参数，运用帕姆格伦-迈因纳原理计算校核选用GI69三枢轴式等速万向节和RF95球笼式等速万向节分别装配在半轴的内外两侧，并对这两种型号万向节进行相应的结构尺寸参数化设计；然后，以三维建模软件CATIA V5R19为设计平台，完成了基于参数化尺寸约束驱动两种万向节各构件实体模型的生成、装配与干涉检查，并通过VB6.0对两种万向节的参数化设计建模进行适当的二次开发，生成了相应的可执行文件；接着，利用有限元分析软件ANSYS Workbench14.0创建了两种等速万向节的有限元分析模型，并分别从理想和实际两种不同的承载方式下，对其进行了静力学分析，而后将仿真分析值与基于赫兹接触理论计算值进行比较分析，得出两种万向节应力集中现象均发生在构件接触边缘，对于RF95万向节，最大接触应力发生在星形套内滚道与钢球接触处，对于GI69万向节，最大接触应力发生在三枢轴与滚针接触处，最大接触应力值和产生部位与理论所述相一致，并满足使用强度要求。最后，对两种万向节进行基于高周应力的疲劳分析，得出其各构件在恒幅对称循环载荷下的疲劳寿命和安全系数云图分布，发现在RF95万向节中疲劳寿命最小的构件是星形套，在GI69万向节中疲劳寿命最小的构件是三枢轴。 通过对结果的分析比较，其相对误差不大，在一定程度上说明所创建有限元模型的正确性，采用方法的合理性以及仿真结果的可靠性，为两种万向节的结构尺寸与抗疲劳设计等方面提供了一定有益的依据。 |
| 作者： | 熊戈 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 何天明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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