汽車差速器的建模和仿真設計【說明書+CAD+SOLIDWORKS+仿真】
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開題報告學 院 名 稱:專 業(yè) 名 稱:機械工程及自動化屆別:學號:姓 名: 指導教師姓名(職稱): 教 務 處 制 二一四年一月開題報告題目汽車差速器建模與仿真題目類型囗理論研究應用研究囗設計開發(fā)囗其他命題來源 教師命題囗學生自主命題囗教師科研課題擬完成時間2014年4月20日一、選題依據(jù)及意義(不少于300字)汽車是當前廣泛使用的一種交通工具,而差速器是汽車中的一種重要組成構(gòu)件。差速器是為了調(diào)整左右輪的轉(zhuǎn)速差而裝置的。在四輪驅(qū)動時,為了驅(qū)動四個車輪,必須將所有的車輪連接起來,如果將四個車輪機械連接在一起,汽車在曲線行駛的時候就不能以相同的速度旋轉(zhuǎn),為了能讓汽車曲線行駛旋轉(zhuǎn)速度基本一致性,這時需要加入中間差速器用以調(diào)整前后輪的轉(zhuǎn)速差。差速器的運作原理: 直線行駛時的特點是左右兩邊驅(qū)動輪的阻力大致相同。從發(fā)動機輸出的動力首先傳遞到差速器殼體上使差速器殼體開始轉(zhuǎn)動。接下來要把動力從殼體傳遞到左右半軸上,我們可以理解為兩邊的半軸齒輪互相在較勁,由于兩邊車輪阻力相同,因此二者誰也掰不過對方,因此差速器殼體內(nèi)的行星齒輪跟著殼體公轉(zhuǎn)同時不會產(chǎn)生自轉(zhuǎn),兩個行星齒輪咬合著兩個半軸齒輪以相同的速度轉(zhuǎn)動,這樣汽車就可以直線行駛了。假設車輛現(xiàn)在向左轉(zhuǎn),左側(cè)驅(qū)動輪行駛的距離短,相對來說會產(chǎn)生更大的阻力。差速器殼體通過齒輪和輸出軸相連,在傳動軸轉(zhuǎn)速不變情況下差速器殼體的轉(zhuǎn)速也不變,因此左側(cè)半軸齒輪會比差速器殼體轉(zhuǎn)得慢,這就相當于行星齒輪帶動左側(cè)半軸會更費力,這時行星齒輪就會產(chǎn)生自傳,把更多的扭矩傳遞到右側(cè)半軸齒輪上,由于行星齒輪的公轉(zhuǎn)外加自身的自傳,導致右側(cè)半軸齒輪會在差速器殼體轉(zhuǎn)速的基礎(chǔ)上增速,這樣以來右車輪就比左車輪轉(zhuǎn)得快,從而使車輛實現(xiàn)順滑的轉(zhuǎn)彎。四輪驅(qū)動汽車在行駛中會出現(xiàn)很多問題,例如急轉(zhuǎn)彎制動現(xiàn)象,前后驅(qū)動輪系干涉現(xiàn)象等。由于差速器可以吸收前輪的轉(zhuǎn)速差,所以增加中間差速器后,前后傳動軸的轉(zhuǎn)速可以不同。汽車差速器主要是消除汽車在轉(zhuǎn)彎時左右輪轉(zhuǎn)速不一致而造成的機械干涉現(xiàn)象,如果沒有差速器,就會因左右輪轉(zhuǎn)速不一致而導致機械性損壞。因此,差速器的研究及其建模與仿真是具有重大意義的。二、研究目標與主要內(nèi)容1.研究目標:從生活入手,熟悉掌握差速器的構(gòu)造、形狀、尺寸以及其工作原理。熟練掌握三維CAD軟件Solidworks,并且能夠運用其對實物進行建模與仿真。2.主要內(nèi)容(提綱):當前汽車差速器的基本情況;三維軟件Solidworks在各領(lǐng)域的運用現(xiàn)狀;汽車差速器各部件組成的研究;運用三維軟件Solidworks對汽車差速器各部件進行建模;運用Solidworks將差速器各部件進行裝備;運用Solidworks對汽車差速器進行仿真。三、研究方法和手段(一)研究方法1.文獻研究法:搜集整理相關(guān)研究資料,為研究做準備;2.調(diào)查研究法:通過訪談、分析等,把握差速器的組成、尺寸大小、工作原理;3.比較分析法:比較各種差速器的差別,從中找出最常用的差速器。在課題研究過程還將廣泛征集其它種類差速器,努力使課題更加完善,更有現(xiàn)實意義。(二)研究手段以傳統(tǒng)文獻檢索手段為主,輔以網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫等手段,開展資料收集、問卷調(diào)查、數(shù)據(jù)整理等工作。4、 參考文獻目錄1 .毛嘯滇.防滑差速器的應用研究D.合肥工業(yè)大學,20122.武楠楠.新型差速器結(jié)構(gòu)分析和動態(tài)仿真的研究D.太原科技大學,20133.張益智.粘性式限滑差速器傳動機理與應用研究D.吉林大學,20054.葉修悻 陳超祥.SolidWorks零件與裝配體教程 : 2011版M 機械工業(yè)出版社,20115.商躍進,曹茹.SolidWorks三維設計及應用教程M.機械工業(yè)出版社,20116.江洪,陳燎,陳旭.SolidWorks 2008完全自學手冊M. 機械工業(yè)出版社20087.胡仁喜,康士廷.SolidWorks 2012有限元、虛擬樣機與流場分析從入門到精通 M.機械工業(yè)出版社,20128.陳超祥,胡其登.SolidWorks高級裝配教程 : 2012版 M.機械工業(yè)出版社,20129.趙罘,楊曉晉,劉玥.SolidWorks2012中文版機械設計實例入門與應用 M電子工業(yè)出版社,201210.王敏,王宏.SolidWorks 2012中文版工程設計速學通 M.機械工業(yè)出版社,2012五、文獻綜述差速器是為了調(diào)整左右輪的轉(zhuǎn)速差而裝置的。在四輪驅(qū)動時,為了驅(qū)動四個車輪,必須將所有的車輪連接起來,如果將四個車輪機械連接在一起,汽車在曲線行駛的時候就不能以相同的速度旋轉(zhuǎn),為了能讓汽車曲線行駛旋轉(zhuǎn)速度基本一致性,這時需要加入中間差速器用以調(diào)整前后輪的轉(zhuǎn)速差。四輪驅(qū)動汽車在行駛中會出現(xiàn)很多問題,例如急轉(zhuǎn)彎制動現(xiàn)象,前后驅(qū)動輪系干涉現(xiàn)象等。由于差速器可以吸收前輪的轉(zhuǎn)速差,所以增加中間差速器后,前后傳動軸的轉(zhuǎn)速可以不同。汽車差速器主要是消除汽車在轉(zhuǎn)彎時左右輪轉(zhuǎn)速不一致而造成的機械干涉現(xiàn)象,如果沒有差速器,就會因左右輪轉(zhuǎn)速不一致而導致機械性損壞。限滑差速器是提高汽車性能的一種新技術(shù),在國際汽車界得到越來越廣泛的運用。張益智在粘性式限滑差速器傳動機理與應用研究中對粘性式限滑差速器進行了研究,并指出限滑差速器分為轉(zhuǎn)矩感應式限滑差速器、轉(zhuǎn)速差感應式限滑差速器和電子控制式限滑差速器。他還從粘性聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩傳遞特性、粘性聯(lián)軸器峰值現(xiàn)象等方面進行深入研究。毛嘯滇在防滑差速器的應用研究指出:“防滑差速器是對普通差速器的革新與改進,它克服了普通差速器只能平均分配扭矩的缺點,可以使大部分甚至全部扭矩傳給另外一個不滑轉(zhuǎn)的驅(qū)動輪,利用該驅(qū)動輪產(chǎn)生的牽引力,大大提高汽車在路面上的動力性和通過性,改善了汽車操縱穩(wěn)定性,提高汽車行駛的安全性,是普通差速器的理想替代品”。武楠楠在新型差速器結(jié)構(gòu)分析與動態(tài)仿真的研究一文中提出了一種新型的防滑差速器牙嵌式自動防滑圓錐齒輪差速器。該種差速器在直線行駛和轉(zhuǎn)彎行駛時的作用與普通差速器沒有什么區(qū)別,但是當車輛打滑時,那么新型差速器的防滑部分開始工作,將動力絕大部分傳遞給不打滑的車輪,解決打滑現(xiàn)象。鄧松在汽車差速器嚙合傳動規(guī)律及直齒錐齒輪副疲勞失效研究一文中指出直齒錐齒輪因具有傳動平穩(wěn)、效率高、承載能力強等優(yōu)點,已在汽車、航空航天、石油、化工等諸多領(lǐng)域中來實現(xiàn)相交軸間的運動傳遞。另外,直齒錐齒輪構(gòu)成的復雜齒輪機構(gòu)因繼承雙齒嚙合到單齒嚙合的嚙合規(guī)律,具有更加復雜的輪齒嚙入嚙出規(guī)律。在現(xiàn)代工業(yè)中,齒輪的設計要求滿足高速、重載而尺寸小、重量輕的特點。對于這一特點,進行齒輪的疲勞分析來確保齒輪的設計可靠性就變得至關(guān)重要。因此,分析直齒錐齒輪的疲勞失效形式有利于人們確定齒輪副中的主要疲勞部件,并且有利于人們了解接觸疲勞應力和彎曲疲勞應力對齒輪壽命的影響,對于提高汽車差速器的使用壽命具有現(xiàn)實的指導意義。黃平輝 在汽車差速器殼斷裂失效分析針一文中對某汽車驅(qū)動橋差速器殼體斷裂情況,首先利用材料試驗檢驗分析了該驅(qū)動橋差速器殼體所采用球墨鑄鐵材料的金相組織和鑄造等級,然后根據(jù)試驗標準,采用有限元分析方法建立了該差速器殼體的有限元模型,利用有限元分析軟件ABAQUS進行差速器殼體的靜強度分析,得到了該差速器殼的應力分布情況和應力集中部位.通過與樣件失效部位對比分析,確定了該差速器殼體斷裂失效的原因,為改進設計提供了理論依據(jù). 原健鐘在 重型柴油載貨汽車差速器的設計與改進一文中針對重型汽車差速器的十字軸和行星齒輪之間磨損嚴重,機械損失較大的缺點,在結(jié)構(gòu)上對重型汽車的差速器進行改進設計。對差速器的行星半軸齒輪、半軸花鍵聯(lián)接進行設計計算,重點是改變十字軸與行星齒輪轉(zhuǎn)動接合面之間的滑動摩擦為滾動摩擦,方法是在十字軸與行星齒輪接觸面之間加入滾針軸承,大大改善了十字軸和行星齒輪之間的磨損情況,減少機械損失,延長差速器使用壽命。 更多還原 王立峰在基于UG的汽車差速器中圓錐齒輪的參數(shù)化設計一文中研究基于UG的汽車差速器圓錐齒輪的參數(shù)化設計。目的是在UG建模的環(huán)境下,利用表達式功能實現(xiàn)汽車差速器圓錐齒輪模型的參數(shù)化設計。通過使用UG/open系列的UG二次開發(fā)工具,在分析了差速器圓錐齒輪的基礎(chǔ)上建立三維參數(shù)化模型,本文詳細介紹了差速器圓錐齒輪的參數(shù)化設計模塊的過程,這樣既實現(xiàn)了它的建模過程,提高了建模精度,又豐富了零件的建模方法。 差速器中種類較多,發(fā)展空間較大,應用廣泛,差速器的研究具有一定的前沿性和挑戰(zhàn)性,并且與我們的實際生活息息相關(guān),對生產(chǎn)發(fā)展社會進步有重要意義。六、工作進度安排(時間、內(nèi)容、步驟)(一)準備階段1.2013年1月15日至2014年2月28日,查閱收集文獻資料,確定論題,準備開題報告。2.2014年3月5日至3月18日,進一步修正研究研究目標、內(nèi)容和方法,完成開題報告。3.2014年3月19日至2014年4月1日,進一步查閱文獻,在實習基地和網(wǎng)上開展問卷調(diào)查,收集資料,為論文寫作做準備。(二)寫作階段1.2014年4月2日至4月9日,整理文獻資料和數(shù)據(jù)。2.2014年3月19日至4月10日,撰寫論文初稿。3.2014年4月2日至4月25日,提交論文初稿,并根據(jù)指導教師意見修改論文初稿和二、三稿。4.2014年4月26日至5月8日,論文定稿、打印、送審,準備論文答辯。(三)答辯階段論文答辯的具體時間由學院確定。七、預期成果 完成論文汽車差速器建模與仿真(以上內(nèi)容在教師指導下由學生填寫)學生簽名:20年月日八、指導教師審核意見:指導教師簽名: 20年月日九、教研室審核意見:教研室主任簽名: 20年月日
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