差速器参数化设计及有限元分析

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1、摘要差速器是汽车传动系的重要组成部分。当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时，它使左右驱动车轮以不同的转速滚动，即保证两侧驱动车轮作纯滚动。首先根据对称式圆锥行星齿轮差速器设计计算理论，进行了某车型差速器参数的设计计算，建立了锥齿轮优化设计数学模型，基于MATLAB软件进行了锥齿轮优化设计；同时利用大型三维建模软件UG进行二次开发，建立了差速器的参数化造型系统，该系统能够根据输入的参数精确而快速地生成差速器齿轮的三维模型，大大提高了设计质量和设计效率。将建好的几何模型导入前处理软件HyperMcsh中，利用壳单元和实体单元划分网格，并建立合适的MPC单元以方便载荷

2、和约束的施加，最终得到差速器各零部件的有限元模型。利用有限元分析软件ANSYS对差速器的主要部件进行静强度分析、动态接触分析以及模态分析，结果表明所设计的差速器能够满足要求。基于齿轮有限元分析结果，利用专业疲劳分析软件MSC．Fatigue，进行了齿轮的疲劳寿命预测，得到齿轮寿命云图及最低疲劳寿命。论文以壳体的体积为目标变量，提出对差速器壳体的优化方案，并运用ANSYS的优化模块对壳体进行了有限元优化分析，以达到减轻重量，节约成本的目的。关键词：汽车，差速器，设计，有限元，优化AbstractDifferentialisallimportantcomponen

3、tofautomobilepowertrain．Whentheautomobilerumsorrunsontheunevenroad，itcanmakethedrivingwheelsrunwi也differentspeed；嬲aresuR，thetwodrivingwheelsonlyrollwithoutanyglide．Thispaper，firstly，getstheparametersofthedifferentialwiththecalculationtheoryofgears，setsupthemathematicmodeofgear’Sopti

4、mization,carriesouttheoptimizationofthegearsbasedonMATLAB；createsamodelingsystemwithparameters，whichCanquicklyestablishanewmodelafterinputingcertainparameters，improvingthequalityandefficiencyofthegears’design．Secondly,getsthefiniteelementmodelofpartsofgearsinHyperMesh,wi吐lshelleleme

5、nts，solidelements，andwellMPCelementsforloadingandconstraining；analyzestheimportantpartsofthedifferentialinANSYS，includingtheanalysisofstaticintensity,dynamiccontactandmode，theoutcomeindicatesthatthedesigncanmeettherequirements．Finally，withtheprofessionalfatigueanalysissoftwareMSC．Fa

6、tigue，forecaststhefatiguelifeofthegearsonbasiscoftheresultsofthefiniteelementstructureanalysisabove；givestheoptimizingprojectforthebodyofthedifferentialjandcarriesouttheoptimizationwiththeoptimizationmoduleofANSYS．KeywordslAutomobile,Differential，Design，FEM，OptimizeⅡ声明本学位论文是我在导师的指导下

7、取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名：'根’飞呷年么月衫日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名：，10佩10硼7年易月柏1绪论1．1课题研究的背景随

8、着汽车工业的发展，零部件供应商和规模较