開題報告-汽車萬向傳動裝置設(shè)計及有限元分析.doc

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畢業(yè)設(shè)計 開題論證報告 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名 儲玲艷 班 級 B 機制096班 學(xué) 號 0910101608 指導(dǎo)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(shè)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(dǎo)入有限元進行力學(xué)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)置有中間支承。萬向傳動裝置在汽車上的應(yīng)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(yīng)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?？梢姡羧f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(yù)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(shè)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(yīng)用有限元進行分析萬向傳動裝置的固有頻率 2.預(yù)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(shè)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(xí)階段。 畢業(yè)實習(xí)，查閱資料，到多個公司實踐，撰寫實習(xí)報告。 1月6日～2月28日．開題階段。 提出總體設(shè)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(shè)計初稿階段。 完成總體設(shè)計圖、部件圖、零件圖，中期檢查。 5月1日～5月29日． 設(shè)計完善工作階段。 完善設(shè)計圖紙，編寫畢業(yè)設(shè)計說明書。 5月30日～5月31日．畢業(yè)設(shè)計預(yù)答辯。 6月1日～6月10日．畢業(yè)設(shè)計整改。 圖紙修改、設(shè)計說明書修改、定稿，材料復(fù)查。 6月11日～6月12日．畢業(yè)設(shè)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(dǎo)教師意見 　　　　　　　　　　　　　　　　　 簽名 　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　 　　 年　 月　　日 五、專業(yè)系意見 簽名 　　　　　　 年　 月　　日 六、學(xué)院意見 　　　　　　　　　　　　　 簽名 　　　　　　　　　　　　 年　 月　　日