開題報告-汽車萬向傳動裝置設計及有限元分析.doc
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畢業(yè)設計 開題論證報告 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學生姓名 儲玲艷 班 級 B 機制096班 學 號 0910101608 指導教師 呂 紅 明 完成日期 2013年2月28日 課題名稱:汽車萬向傳動裝置設計及有限元分析 一、課題來源、課題研究的主要內(nèi)容及國內(nèi)外現(xiàn)狀綜述 1.課題來源 科研項目 2.課題研究的主要內(nèi)容 基于CAXA繪制萬向傳動裝置的二維圖紙。通過建立萬向傳動裝置三維模型,然后導入有限元進行力學分析,以研究它的固有頻率,并進行強度校核。 3.國內(nèi)外現(xiàn)狀 隨著汽車行業(yè)的日漸成熟,特別是近幾十年來汽車工業(yè)大發(fā)展以來,汽車行業(yè)對世界經(jīng)濟的發(fā)展和人類社會的進步產(chǎn)生了巨大影響?,F(xiàn)今生活中的汽車的普及極大的擴大了人們的活動范圍,也加快了人類的生活節(jié)奏。因此,汽車成為了人類生活中不可或缺的一部分。如今,汽車的設計要求提高汽車的技術(shù)水平,使其承載能力更強,動力性更好,污染更少,使用性能更好更安全,更可靠,更經(jīng)濟舒適。本設計的研究對象是汽車的萬向傳動裝置,其作為汽車傳動系統(tǒng)中的重要部件,零件的結(jié)構(gòu)方案、材料的選擇、所受力的分析是本文探討設計的重點。 萬向傳動裝置主要包括萬向節(jié)和傳動軸,對于傳動距離較遠的分段式傳動軸,為了提高傳動軸的剛度,有的還設置有中間支承。萬向傳動裝置在汽車上的應用主要有以下幾個方面: 1) 變速器與驅(qū)動橋之間。一般汽車的變速器、離合器與發(fā)動機三者裝合為一體裝在車架上,驅(qū)動橋通過懸架與車架相連。在負荷變化及汽車在不平路面行駛時引起的跳動,會使驅(qū)動橋輸入軸與變速器輸出軸之間的夾角和距離發(fā)生變化。 2) 變速器與分動器、分動器與驅(qū)動橋之間(越野汽車),消除車架變形及制造、裝配誤差等引起的其軸線同軸度誤差對動力傳遞的影響,須裝有萬向傳動裝置。 3) 轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋的內(nèi)、外半軸之間,轉(zhuǎn)向時兩段半軸軸線相交且交角變化,因此要用萬向節(jié)。 4) 斷開式驅(qū)動橋的半軸之間,主減速器殼在車架上是固定的,橋殼上下擺動,半軸是分段的,須用萬向節(jié)。 5) 轉(zhuǎn)向機構(gòu)的轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向器之間,有利于轉(zhuǎn)向機構(gòu)的總體布置。 在汽車上使用的萬向節(jié)可以從不同的角度分類。按其剛度大小,可分為剛性萬向節(jié)和柔性萬向節(jié)。剛性萬向節(jié)按其速度特性分為不等速萬向節(jié)(常用的為十字軸式)、準等速萬向節(jié)(雙聯(lián)式和三銷軸式)和等速萬向節(jié)(包括球叉式和球籠式)。目前在汽車上應用較多的是十字軸式剛性萬向節(jié)和等速萬向節(jié)。十字軸式剛性萬向節(jié)主要用于發(fā)動機前置后輪驅(qū)動的變速器與驅(qū)動橋之間,等角速萬向節(jié)主要用于發(fā)動機前置前輪驅(qū)動的內(nèi)、外半軸之間。 (1)十字軸式剛性萬向節(jié)。十字軸式剛性萬向節(jié)主要由十字軸、萬向節(jié)叉等組成。萬向節(jié)叉上的孔分別套在十字軸的四個軸頸上。在十字軸軸頸與萬向節(jié)叉孔之間裝有滾針和套筒,用帶有鎖片的螺釘和軸承蓋來使之軸向定位。為了潤滑軸承,十字軸內(nèi)鉆有油道,且與油嘴、安全閥相通。為避免潤滑油流出及塵垢進入軸承,十字軸軸頸的內(nèi)端套裝著油封。安全閥的作用是當十字軸內(nèi)腔潤滑脂壓力超過允許值時,閥打開潤滑脂外溢,使油封不會因油壓過高而損壞?,F(xiàn)代汽車多采用橡膠油封,多余的潤滑油從油封內(nèi)圓表面與十字軸軸頸接觸處溢出,故無需安裝安全閥。 (2)等速萬向節(jié)。等速萬向節(jié)的基本原理是傳力點永遠位于兩軸交點的平分面上。一對大小相同錐齒輪的接觸點位于兩齒輪軸線交角的平分面上,由接觸點到兩軸的垂直距離都等于半徑。接觸點處兩齒輪的圓周速度相等,兩齒輪的角速度也相等??梢?,若萬向節(jié)的傳力點在其交角變化時,始終位于兩軸夾角的平分面上,就能保證等速傳動。等速萬向節(jié)的常見結(jié)構(gòu)形式有球籠式和球叉式。 傳動軸是萬向傳動裝置中的主要傳力部件。通常用來連接變速器(或分動器)和驅(qū)動橋,在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋和斷開式驅(qū)動橋中,則用來連接差速器和驅(qū)動車輪。傳動軸有實心軸和空心軸之分。為了減輕傳動軸的質(zhì)量,節(jié)省材料,提高軸的強度、剛度,傳動軸多為空心軸,一般用厚度為1. 5~3.0mm的薄鋼板卷焊而成,超重型貨車則直接采用無縫鋼管。 二、解決方案及預期效果 1.解決方案 (1)了解汽車萬向傳動裝置的自身條件,根據(jù)具體問題進行分析,所設計的萬向節(jié)結(jié)構(gòu)首先需要符合原來結(jié)構(gòu)的功能要求 (2)用Catia軟件建立萬向傳動裝置的三維模型 (3)對裝置進行運動仿真,應用有限元進行分析萬向傳動裝置的固有頻率 2.預期效果 (1)查閱資料,分析實驗內(nèi)容及方向,深入了解萬向傳動裝置 (2)討論并設計實驗方案,進行可行性論證分析確定項目實施方案 (3)計算說明書,進行強度校核分析 (4)用Catia三維建模 (5)用有限元進行分析,得出其固有頻率 三、課題進度安排 12月23日~1月19日.畢業(yè)實習階段。 畢業(yè)實習,查閱資料,到多個公司實踐,撰寫實習報告。 1月6日~2月28日.開題階段。 提出總體設計方案及草圖,填寫開題報告,前期檢查。 2月24日~4月30日. 設計初稿階段。 完成總體設計圖、部件圖、零件圖,中期檢查。 5月1日~5月29日. 設計完善工作階段。 完善設計圖紙,編寫畢業(yè)設計說明書。 5月30日~5月31日.畢業(yè)設計預答辯。 6月1日~6月10日.畢業(yè)設計整改。 圖紙修改、設計說明書修改、定稿,材料復查。 6月11日~6月12日.畢業(yè)設計材料評閱。 6月13日~6月14日.畢業(yè)答辯。 6月15日~6月20日.材料整理裝袋。 四、指導教師意見 簽名 年 月 日 五、專業(yè)系意見 簽名 年 月 日 六、學院意見 簽名 年 月 日- 配套講稿:
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- 開題 報告 汽車 萬向 傳動 裝置 設計 有限元分析
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