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轿车差速器参数化设计与有限元分析
| 论文题名： | 轿车差速器参数化设计与有限元分析 |
| 关键词： | 轿车工程;差速器设计;半轴齿轮;有限元分析 |
| 摘要： | 差速器作为轿车传动系重要组成部分，其作用是在轿车转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左右驱动车轮以不同的转速转动，保证两侧驱动车轮作纯滚动，使其满足汽车行驶动力学要求。 本文根据给定的某轿车整车参数，结合对称式圆锥行星齿轮差速器设计理论，对与此轿车相匹配的差速器齿轮进行设计计算，得到几何模型的基本参数以及由基本参数计算出来的形式参数；接着利用曲面功能强大的三维软件CATIA对差速器直齿锥齿轮运用作球面渐开线的方式，进行了精确的三维参数化建模。差速器齿轮副的行星齿轮和半轴齿轮轴线垂直，具有相同的模数、压力角。根据三维扫描的点云以及与差速器齿轮的装配关系，对差速器外壳以及差速器其他部件进行了参数化建模。差速器总成的每个部件都拥有独立的参数系统，由其相互的装配关系将各个部件的参数关联起来。与传统的差速器设计过程相比，三维参数化设计流程简单，效率高，可以根据后续的仿真结果快速的修改几何模型，从而缩短设计周期。对差速器的主要部件----行星齿轮和半轴齿轮，进行了有限元分析。基于大型有限元软件ABAQUS的数据接口，将装配好的差速器齿轮副导入ABAQUS，选择适合接触非线性有限元分析的单元类型和网格划分技术，建立齿轮接触网格模型，然后施加两种不同的边界条件和载荷分别生成适于静态接触分析和动态接触分析的有限元接触模型。有限元接触分析模拟轿车在一档，即扭矩最大，且直行时的工况。静态分析与动态分析的结果一致，得到了差速器齿轮在工作中的啮合状态，接触力和接触面积，以及接触应力、齿根弯曲应力的分布状况，根据计算出的结果，对齿轮几何模型设计提出了改进措施。接着对差速器齿轮进行了模态分析，计算出前十阶的固有频率和振型，为在实际运用中避免共振提供理论依据。最后对全文进行了总结，提出了课题研究的不足与展望。 |
| 作者： | 肖泽艳 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 何耀华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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