车辆工程毕业设计42基于有限元中型货车半轴与桥壳的设计

本科学生毕业设计

基于有限元中型货车半轴与桥壳的设计

系部名称：汽车与交通工程学院

专业班级：车辆工程

学生姓名：

指导教师：

职称：讲师

The Graduation Design For Bachelor's Degree Medium Goods Vehicle Axle Based on Finite Element Design and Axle Housing

Candidate：Liuyuanxin

Specialty：Vehicle Engineering

Class：B07-4

Supervisor：Lecturer. Wang Yongmei

Heilongjiang Institute of Technology

摘要

中型货车在汽车行业中应用较广泛，而半轴与桥壳是中型货车重要的承载件和传力件。驱动桥壳支承汽车重量，并将载荷传给车轮。其设计的成功与否决定着车辆的动力性、平顺性、经济性等多方面的设计要求。因此，驱动桥壳应具有足够的强度、刚度和良好的动态特性，合理地设计驱动桥壳也是提高汽车平顺性的重要措施。

本文以有限元静态分析理论为基础，将CAD软件Pro/E和ANSYS结合运用主要完成了以下设计内容：

（1）驱动桥的总体方案确定和半轴的设计校核；

（2）驱动桥的设计和多工况校核；

（3）桥壳模型的简化和Pro/E建模；

（4）运用ANSYS软件对桥壳进行多工况分析，验证设计的合理性。

将CAD软件Pro/E和ANSYS结合运用，完成了从驱动桥壳和半轴三维建模到有限元分析的整个过程，并对其进行了强度和刚度的校核。

关键词：ANSYS；驱动桥壳；半轴；静力分析；强度；刚度

ABSTRACT

Designed to determine the success of vehicle dynamics, ride comfort, economy and other aspects of the design requirements. Therefore, the drive axle housing should have sufficient strength, stiffness and good dynamic characteristics, the rational design of drive axle to improve vehicle ride comfort is also an important measure. In this paper, the finite element static analysis based on the theory, ANSYS and the CAD software Pro/E combined use of the design was completed for the following elements:

(1) the overall scheme for the drive axle and axle design verification;

(2) drive axle design and multi-condition check;

(3) shell model bridge model simplification and Pro/E;

(4) the use of ANSYS software, multi-axle condition analysis, verify the design is reasonable.

Pro/E CAD software and ANSYS will be combined with the use of complete

three-dimensional modeling from the drive axle to the finite element analysis of the entire process, and gain checking the strength and stiffness.

Key words: ANSYS; Drive axle housing; Static analysis; Strength; Stiffness

目录

摘要 ......................................................................................................................................... I Abstract .................................................................................................................................. I I 第1章绪论 (1)

1.1选题背景目的及意义 ........................................................................................... (1)

1.2国内外研究状况 ...................................................................................................... .1

1.3设计主要内容和拟解决的问题 (3)

第2章驱动桥的总体方案确定 (4)

2.1设计车型主要参数 (4)

2.2驱动桥形式的确定 (6)

2.3半轴形式的确定 (8)

2.4驱动桥设计要求 (9)

2.5本章小结 (9)

第3章驱动半轴的设计 (10)

3.1全浮式半轴计算载荷的确定 (10)

3.2全浮式半轴的杆部直径的初选 (11)

3.3全浮式半轴的强度计算 ........................................................................................ .11

3.4半轴花键的强度计算 (12)

3.5半轴材料与热处理 (13)

3.6本章小结 (14)

第4章驱动桥壳的设计 (14)

4.1铸造整体式桥壳的结构 (14)

4.2桥壳的受力分析与强度计算 (15)

4.2.1桥壳的静弯曲应力计算 (15)

4.2.2在不平路面冲击载荷作用下的桥壳强度计算 (17)

4.2.3汽车以最大牵引力行驶时的桥壳强度计算 (17)

4.2.4汽车紧急制动时的桥壳强度计算 (19)

4.2.5汽车受最大侧向力时桥壳的强度计算 (22)

4.3本章小结 (23)