基于ansys的主减壳体分析.doc

目 录 1 绪论 1 1.1课题研究背景 1 1.2 国内外汽车研究现状与发展趋势 1 1.2.1国外汽车的发展 1 1.2.2国内汽车的发展 2 1.3 本论文研究的主要内容与技术方案 3 1.4驱动桥的结构组成 3 1.4.1功用 3 1.4.2组成 3 1.4.3驱动桥的类型 5 1.5主减速器 7 1.5.1功用 7 1.5.2类型 7 1.5.3主减速器的构造与工作原理 7 1.6驱动桥壳 9 1.6.1功用 9 1.6.2分类 9 1.7金杯SY6474的相关基本参数 10 1.8有限元法基本原理 11 1.8.1有限元法基本思想 11 1.8.2有限元分析问题的基本步骤 11 1.8.3有限元网格划分方法与基本原理 12 1.8.4有限元法的优点 15 1.9计算机软件的选择 15 1.9.1ANSYS软件简介 15 1.9.2PRO/E软件简介 16 2 汽车主减速器壳的建模 18 2.1主减速器壳的结构特点 18 2.2利用PRO/E实现主减速器壳的三维建模 18 2.2.1 生成底部造型 18 2.2.2生成顶部造型 19 2.2.3处理内部细节 21 2.2.4完成主减速器壳的三维造型 22 2.3PRO/E文件导入ANSYS 23 3汽车主减速器壳的静力分析 25 3.1结构静力学分析概述 25 3.2主减速器壳的静力分析 25 3.2.1模型参数 25 3.2.2网格划分 25 3.2.3约束和载荷 28 3.2.4主减速器壳静力分析结果评价 29 4主减速器壳的模态分析 35 4.1模态分析的概述 35 4.2主减速器壳的模态分析 35 4.2.1模型参数 35 4.2.2网格划分 35 4.2.3约束 36 4.2.4汽车主减速器壳的模态分析结果评价 37 4.3改进方案 40 5 结论 44 谢辞 45 参考文献 46 外文资料 48 1 绪论 1.1课题研究背景 自从世界上诞生第一辆汽车以来，经过一百多年的发展，汽车已经成为人类文明史上科技进步的一大标志。改革开放以来，特别是近几年我国汽车工业发展势头强劲。目前已经成为世界第三大汽车生产国和汽车消费国，尽管如此，与国际汽车产业先进水平相比，中国汽车产业所具备的竞争力尚不够全面，中国汽车产业与世界汽车强国在若干指标上有较大差距。随着入世以后各种保护性措施的取消，中国汽车产业会面临严峻的考验和挑战。中国要成为真正的世界汽车强国关键是要充分发挥制造业和汽车工业的规模优势；努力增强产品自主开发能力和技术创新能力；形成自己的技术特色和车型特色。 主减速器（或叫主传动）是汽车驱动桥的重要组成部分，主要由主动螺旋伞齿轮组件、主减速器壳体（也有的叫托架）组件、差速器组件和从动螺旋伞齿轮组件等零部件组成，其主要功能是降低传动系的转速、增大传动系的转矩并改变转矩的方向，把纵置发动机的转矩传递到横置的两根驱动桥的半轴上。其中，主减速器壳体组件为汽车底盘重要零件之一，主要对差速器组件及主、从动螺旋伞齿轮组件起定位和支承作用。在汽车行驶的过程当中，主减速器壳主要承受轴承传递的径向和轴向力，是一个结构和受力复杂的组件。它不仅要求有足够的强度和刚度，而且壳体的结构特性对汽车的安全性影响很大。日本、欧洲等发达国家在汽车主减速器壳的开发中普遍采用有限元分析、虚拟实验、动态测试等现代设计分析技术，设计制造的汽车在性能稳定性、可靠性方面有明显优势。而我国主减速器壳的开发技术还是个空白，各个汽车企业只有仿造和局部修改，不具备开发能力和手段。对主减速器壳的结构有限元分析、动态模拟仿真、动态测试都没有开展，对壳体的强度、刚度和振动特征心中无数，凭经验和感觉进行模仿修改设计，与国际水平差距很大。主减速器壳的疲劳受损和磨损成为长期困扰我国汽车制造业产品质量的瓶颈。壳体受损主要是受传动系的振动，行驶过程中路面激励产生的振动等多种因素综合影响形成，这就需要对壳体进行理论分析，实验研究及路试在线测试。 日本汽车工业也经历过从仿制到自主开发创新的过程，而成为当今世界汽车高技术的代表，我国汽车工业现处于后仿之阶段，必须尽快走向自主开发创新，通过汽车企业与高校、科研院所的紧密结合，建立多层次的产品开发体系和高水平的汽车共性技术研究、实验、开发平台。这不仅是世界汽车技术先进国家的成功经验，也是我国汽车工业走向自主创新开发的必由之路。 1.2 国内外汽车研究现状与发展趋势 1.2.1国外汽车的发展 汽车是数量最多、最普及、活动范围最广泛、运输量最大的现代化交通工具。没有哪种机械产品像汽车那样对社会产生如此广泛而深远的影响。 汽车虽然诞生在欧洲，但从20世纪初至70年代数10年间，美国汽车工业一直遥遥领先。日本汽车工业在60、70年代迅猛发展，后来者后上，先后超过意、英、法、德等老牌汽车工业国，并