【摘要】：隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向著現(xiàn)代化、機(jī)械化不斷推進(jìn),帶動(dòng)了一系列農(nóng)機(jī)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。其中,拖拉機(jī)作為應(yīng)用最廣泛的農(nóng)用機(jī)械,根據(jù)市場(chǎng)需求對(duì)其性能提出了更高的要求。驅(qū)動(dòng)橋作為拖拉機(jī)主要的傳動(dòng)與承重部件,對(duì)整車(chē)性能有著重要影響。而在中小型拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)橋研發(fā)方面,國(guó)內(nèi)目前尚未有考慮內(nèi)力作用的驅(qū)動(dòng)橋強(qiáng)度研究,也未見(jiàn)基于路面信息譜的驅(qū)動(dòng)橋動(dòng)態(tài)強(qiáng)度研究,相較于國(guó)外成熟產(chǎn)品仍有較大的進(jìn)步空間。針對(duì)以上情況,本文以某型35馬力拖拉機(jī)用轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋?yàn)檠芯繉?duì)象,應(yīng)用有限元方法對(duì)驅(qū)動(dòng)橋靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行分析,并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。根據(jù)仿真結(jié)果對(duì)驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),達(dá)到了優(yōu)化驅(qū)動(dòng)橋性能的目的。本文主要研究?jī)?nèi)容如下。1、對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的重要零部件進(jìn)行了三維建模及有限元分析。其中,在分析橋殼及轉(zhuǎn)向節(jié)時(shí),對(duì)內(nèi)力進(jìn)行了相應(yīng)的加載,使其加載條件更貼近于實(shí)際工作情況。結(jié)果表明驅(qū)動(dòng)橋橋殼、齒輪傳動(dòng)系、轉(zhuǎn)向節(jié)的最大應(yīng)力小于相應(yīng)材料的屈服極限,驅(qū)動(dòng)橋整體靜態(tài)強(qiáng)度滿(mǎn)足使用要求。并從應(yīng)力云圖中得出了部分零件在使用中可能產(chǎn)生較大變形或斷裂的位置。2、對(duì)驅(qū)動(dòng)橋橋殼進(jìn)行了模態(tài)分析,得到了驅(qū)動(dòng)橋橋殼約束狀態(tài)下的前6階固有頻率及振型。橋殼一階固有頻率高于可能產(chǎn)生的激振頻率,避免了共振的發(fā)生,且振型圖中局部振型較少,表明了驅(qū)動(dòng)橋整體剛度較好。對(duì)驅(qū)動(dòng)橋橋殼在一階固有頻率附近進(jìn)行了諧響應(yīng)分析,結(jié)果表明橋殼的應(yīng)力與變形較之靜態(tài)載荷發(fā)生了明顯變化。對(duì)驅(qū)動(dòng)橋橋殼進(jìn)行了動(dòng)態(tài)強(qiáng)度分析,分別施加了最大至3倍滿(mǎn)載的沖擊載荷與基于路面信息譜的動(dòng)態(tài)載荷,結(jié)果表明動(dòng)態(tài)載荷作用下驅(qū)動(dòng)橋應(yīng)力合理、變形較小,驅(qū)動(dòng)橋動(dòng)態(tài)強(qiáng)度滿(mǎn)足使用要求。3、對(duì)驅(qū)動(dòng)橋橋殼進(jìn)行了靜態(tài)強(qiáng)度試驗(yàn),試驗(yàn)方法為應(yīng)變電測(cè)法,針對(duì)驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并試制了工裝夾具與扭矩施加裝置。分別進(jìn)行了單倍滿(mǎn)載重力載荷加單倍扭矩載荷、3倍滿(mǎn)載重力載荷加2倍扭矩載荷兩種工況的強(qiáng)度試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明驅(qū)動(dòng)橋強(qiáng)度滿(mǎn)足使用要求,對(duì)比分析試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果,得出驅(qū)動(dòng)橋仿真與試驗(yàn)的平均相對(duì)誤差為17%,驅(qū)動(dòng)橋有限元仿真結(jié)果基本準(zhǔn)確。4、對(duì)驅(qū)動(dòng)橋殼進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),以滿(mǎn)足3倍滿(mǎn)載重力載荷為基礎(chǔ),對(duì)驅(qū)動(dòng)橋橋殼進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化與尺寸優(yōu)化。依據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果,適當(dāng)減小了橋殼局部殼體厚度使橋殼整體減重5%;對(duì)優(yōu)化后橋殼進(jìn)行了靜態(tài)有限元分析,結(jié)果表明驅(qū)動(dòng)橋的材料分布更加合理。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：S219
【圖文】：

圖 1.1 芬特公司的 200V 系列拖拉機(jī)hsaz, M 等通過(guò)對(duì)道路不平整引起的拖拉機(jī)后橋在不同的路況垂進(jìn)速度進(jìn)行測(cè)量。得到了動(dòng)態(tài)仿真結(jié)果，通過(guò)仿真結(jié)果對(duì)拖拉機(jī)設(shè)計(jì)，最后通過(guò)迭代方法對(duì)懸架參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，提升拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)。前國(guó)外在驅(qū)動(dòng)橋的研究上，另一主要的研究方向就是應(yīng)用有限元對(duì)拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)橋特性進(jìn)行研究，包括應(yīng)力、變形、固有頻率與疲。SSien AHuSSien 對(duì)拖拉機(jī)后驅(qū)動(dòng)橋輸入軸，輸出軸，轉(zhuǎn)向臂，以及懸架系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)建模。利用拉格朗日動(dòng)力學(xué)和有限元方方程，用于預(yù)測(cè)軸系模型的固有頻率和振型，以此研究部件模態(tài)系，模型預(yù)測(cè)的一些固有頻率與試驗(yàn)確定的固有頻率之間發(fā)現(xiàn)極

提高驅(qū)動(dòng)橋性能，依靠有限元仿真方法與試驗(yàn)相結(jié)合對(duì)究，對(duì)拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)橋的研究比較全面。內(nèi)研究現(xiàn)狀于拖拉機(jī)拖動(dòng)橋的研究起步較晚，研究技術(shù)也相對(duì)落后型的拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)橋進(jìn)行仿制。目前在國(guó)內(nèi)拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向驅(qū)拖拉機(jī)生產(chǎn)集團(tuán)的配套生產(chǎn)廠商與國(guó)內(nèi)大專(zhuān)院校，如一限公司、合肥工業(yè)大學(xué)、江蘇大學(xué)等[22-28]。用建模軟件對(duì)洛陽(yáng)一拖自主設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了160一180馬力三維建模，利用有限元軟件對(duì)橋殼、轉(zhuǎn)向節(jié)、半軸進(jìn)行與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，并對(duì)有限元仿真軟件進(jìn)行了二次開(kāi)發(fā)拖自主設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)驅(qū)動(dòng)橋的東方紅 1804 型大馬力輪式拖

曲面、曲線處理功能準(zhǔn)確的建立驅(qū)動(dòng)橋三維模型。在建模過(guò)程中先對(duì)單行建模，再由零件組合成部件裝配體，最后由部件及其它零件組合成更裝配體。在建模過(guò)程中，我們首先對(duì)橋殼組件進(jìn)行建模，其余的零件建組件模型為基準(zhǔn)，橋殼組件都是復(fù)雜的殼體零件，也是驅(qū)動(dòng)橋中最易受，因而也是驅(qū)動(dòng)橋有限元仿真的最主要零部件。建立好橋殼組件之后傳動(dòng)順序建立傳動(dòng)系零件三維模型。為了方便敘述，根據(jù)設(shè)計(jì)方案對(duì)傳遞路線上的 3 對(duì)減速錐齒輪進(jìn)行編動(dòng)主從動(dòng)錐齒輪編號(hào)為 1、2 號(hào)錐齒輪，將與半軸連接的錐齒輪編號(hào)為輪，與之相配合的錐齒輪編號(hào)為 4 號(hào)錐齒輪，將與轉(zhuǎn)向主軸連接的錐齒 5 號(hào)錐齒輪，與之相配合的錐齒輪編號(hào)為 6 號(hào)錐齒輪，后文中所出現(xiàn)的相同。動(dòng)力從主傳動(dòng)主動(dòng)錐齒輪輸入，經(jīng)過(guò)主傳動(dòng)從動(dòng)錐齒輪、差速遞到 3、4 號(hào)減速錐齒輪上，然后動(dòng)力經(jīng)轉(zhuǎn)向主軸傳遞到 5、6 號(hào)減速錐最終傳遞到車(chē)輪上，與地面給予的最大附著阻力矩相平衡。如圖 2.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2763213