装载机驱动桥结构有限元分析与动态仿真

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1、分类号:TH1210710-2013125009硕士学位论文装载机驱动桥结构有限元分析与动态仿真万一品导师姓名职称宋绪丁教授申请学位类别工学硕士学科专业名称机械制造及其自动化论文提交日期2015年5月25日论文答辩日期2015年6月10日学位授予单位长安大学TheFiniteElementAnalysisandDynamicSimulationoftheLoaderDriveAxleAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WanYipinSupervisor：Prof.SongXudingChang’anUniversity,Xi’a

2、n,China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下5独立进行研宄工作所取得的成果。除论文中己经注明引用的内容外，对论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。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：h>0$年<月~日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。(涉密论文在解密后应遵守此规

3、定）论文作者签名s7)-lx年彡月/〇日导师签名h/r年€月#一日摘要驱动桥作为装载机动力传输系统的核心部件，其设计与制造技术至今仍未被国内相关企业完全吸收转化，这也成为制约企业和行业发展的瓶颈。本文以潍柴动力最大发动机输出扭矩为计算原始数据，逆行推算出装载机驱动桥各部件的尺寸，结合三维建模技术和有限元分析技术，对所设计的大吨位驱动桥关键结构如桥壳、轮边减速器行星轮系等结构部件进行有限元分析和动态仿真，以校验驱动桥关键结构强度，提供桥壳轻量化改进以及轮边减速器齿轮齿形修正等所需数据。对装载机驱动桥桥壳包括组合式桥壳和整体式桥壳进行结构有限元分析，在ANSYS中建立了可以反映桥壳实际工作

4、特性的有限元模型，对其进行静力学分析，得到两种桥壳在典型工况下的应力、应变云图和最大应力应变位置，校核结果表明两种桥壳结构满足强度要求；根据驱动桥振动激励来源，对两种桥壳进行模态分析，得到桥壳结构的振动特性，为桥壳瞬态分析、谐响应分析以及整机结构减震降噪设计研究提供基础数据参考；对两种结构形式桥壳进行屈曲稳定性分析，得到桥壳结构的最大失稳载荷值和各阶屈曲模态振型图。利用ANSYS接触分析模块建立轮边减速器行星齿轮传动结构的有限元模型，对其进行静态接触分析，分析不同接触刚度因子值（FKN）对有限元结果的影响，确定了适合于本模型的FKN值为0.25，进而得到行星轮系齿轮副静态接触分析结果，

5、并将结果与Hertz数学计算结果进行对比，两者间的误差在6%左右，验证了有限元模型建立的合理性。在齿轮静态啮合接触分析的基础上，建立了行星轮和太阳轮的动态接触仿真模型，分析齿轮副转过22.9°过程中相互啮合轮齿间等效接触应力变化以及轮齿边缘节点上应力大小随时间变化情况，得到轮边减速器齿轮啮合动态接触特性。此外，分析了摩擦系数对动态接触分析的影响，得到了齿轮动态啮合最大等效接触应力与摩擦系数大小的变化关系，拟合得到了两者之间的函数关系式。关键词：结构分析，装载机驱动桥，行星轮系，有限元分析，动态仿真IAbstractDriveaxleisthecorepartfordynamictran

6、sfersystemofloader.Thedesignandmanufacturingtechnologyofdriveaxlehasnotbeencompletelyabsorbedbydomesticenterprises,italsorestrictthedevelopmentofenterpriseandindustry.BasedontherawdataofenginemaximumoutputtorquefromWeichaipower,thesizeofthedriveaxleiscalculated.Combiningwiththree-dimensionalmode

7、lingandfiniteelementanalysistechnologytoanalysisthebridgeshellandcheckthestructuralstrengthofdriveaxle.Thispaperconsistsoftwomajorcomponents.Thefirstpartisthefiniteelementanalysisofunitizedcarrier-typeaxle.Afiniteelementmode