拖拉机转向驱动桥结构分析与试验研究

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1、分类号：S232.3单位代码：10183研究生学号：2015412083密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）拖拉机转向驱动桥结构分析与试验研究StructureAnalysisandExperimentalResearchontheTractorSteeringDriveAxle作者姓名：任洪宇专业：机械设计及理论研究方向：工程机械与智能控制指导教师：马文星教授培养单位：机械科学与工程学院2018年5月拖拉机转向驱动桥结构分析与试验研究StructureAnalysisandExperimentalResearchontheTractorSteering

2、DriveAxle作者姓名：任洪宇专业名称：机械设计及理论指导教师：马文星教授学位类别：工学硕士答辩日期：年月日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博士(或硕士)学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本

3、文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：□√硕士□博士学科专业：机械设计及理论论文题目：拖拉机

4、转向驱动桥结构分析与试验研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：吉林省长春市人民大街5988号吉林大学南岭校区逸夫机械材料馆738室（130022）作者联系电话：13944183834摘要拖拉机转向驱动桥结构分析与试验研究随着我国农业生产向着现代化、机械化不断推进，带动了一系列农机产业的快速发展。其中，拖拉机作为应用最广泛的农用机械，根据市场需求对其性能提出了更高的要求。驱动桥作为拖拉机主要的传动与承重部件，对整车性能有着重要影响。而在中小型拖拉机驱动桥研发方面，国内目前尚未有考虑内力作用的驱动桥强度研究，也未见基于路面信息谱的驱动桥动态强度研

5、究，相较于国外成熟产品仍有较大的进步空间。针对以上情况，本文以某型35马力拖拉机用转向驱动桥为研究对象，应用有限元方法对驱动桥静态、动态特性进行分析，并通过试验验证了仿真结果的准确性。根据仿真结果对驱动桥结构进行优化设计，达到了优化驱动桥性能的目的。本文主要研究内容如下。1、对驱动桥的重要零部件进行了三维建模及有限元分析。其中，在分析桥壳及转向节时，对内力进行了相应的加载，使其加载条件更贴近于实际工作情况。结果表明驱动桥桥壳、齿轮传动系、转向节的最大应力小于相应材料的屈服极限，驱动桥整体静态强度满足使用要求。并从应力云图中得出了部分零件在使用中可能产生较大变形

6、或断裂的位置。2、对驱动桥桥壳进行了模态分析，得到了驱动桥桥壳约束状态下的前6阶固有频率及振型。桥壳一阶固有频率高于可能产生的激振频率，避免了共振的发生，且振型图中局部振型较少，表明了驱动桥整体刚度较好。对驱动桥桥壳在一阶固有频率附近进行了谐响应分析，结果表明桥壳的应力与变形较之静态载荷发生了明显变化。对驱动桥桥壳进行了动态强度分析，分别施加了最大至3倍满载的冲击载荷与基于路面信息谱的动态载荷，结果表明动态载荷作用下驱动桥应力合理、变形较小，驱动桥动态强度满足使用要求。3、对驱动桥桥壳进行了静态强度试验，试验方法为应变电测法，针对驱动桥结构设计并试制了工装夹具

7、与扭矩施加装置。分别进行了单倍满载重力载荷加单倍扭矩载荷、3倍满载重力载荷加2倍扭矩载荷两种工况的强度试验，试验结果表明驱动桥强度满足使用要求，对比分析试验结果与仿真结果，得出驱动桥仿I真与试验的平均相对误差为17%，驱动桥有限元仿真结果基本准确。4、对驱动桥壳进行优化设计，以满足3倍满载重力载荷为基础，对驱动桥桥壳进行拓扑优化与尺寸优化。依据优化设计结果，适当减小了桥壳局部壳体厚度使桥壳整体减重5%；对优化后桥壳进行了静态有限元分析，结果表明驱动桥的材料分布更加合理。关键词：拖拉机驱动桥，静力学分析，动态特性分析，静态强度试验，优化IIAbstractStr

8、ucturalAnalysisandE