底盘传动系统优化可行性分析.docx

泵车底盘传动系统优化可行性报告1分析基础1．1分析软件该方面研究涉及三维建模、动力学仿真、有限元分析以及信号处理等部分内容，各部分内容均有相对应的软件工具进行相应处理，如在后续动力学仿真以及有限元分析中所涉及的三维结构模型均可采用proe来进行建模和修改。对于proe的应用，在经过了之前的三维项目之后我们已经具备了独立建模的能力，对项目进行提供保障。对于底盘传动系统的优化，依据之前项目经验可以采取仿真分析与实验相结合的方式来进行，首先拟定传动系统优化方案如：改变系统部件的布局位置、固定形式或是所使用减震橡胶的参数等。在制定好优化方案之后可以通过proe三维设计软件来进行建模，如下图：模型一双前轴2:1模型二双前轴1:2模型三伸缩轴以上三个模型分别为双前轴，比例依次为2:1、1:2以及伸缩前轴三种传动系统布局形式，在此模型的基础上可以对不同的优化方案分别进行仿真分析，以下为对这四种模型的adams仿真分析过程：Adams模型一Adams模型二Adams模型三Adams模型分别对应proe中的不同模型，为研究传动系统中各变量（如传动轴长度、吊板高度以及橡胶垫刚度阻尼等）与整机性能之间的关系需要对其进行单一变量修改比较法，因此在模型的边界条件的施加中需要保证除待研究变量外其它的条件均要保持一致。在对其进行仿真分析之后可以对传动轴的轴向力以及分动箱等的跳动量等感兴趣参数进行测量，并以此做为后续ANSYS有限元强度分析的载荷，为最终优化传动系统的整机参数提供依据。另外，在软件仿真分析的前提下还会进行相应台架实验的验证，台架主要包括动力部分、控制部分、检测部分等几个方面。拟定将整个取力传动系统（包括传动轴、分动箱）安装于台架上进行振动检测。动力部分采用大功率电机驱动，额定转速为车辆正常行驶时传动轴的转速。检测部分采用电涡流位移传感器测量传动轴的径向跳动量、采用加速度传感器测量分动箱及相应支撑处的振动量。所得信号通过数采卡的采集程序进行采集，然后通过matlab软件进行数据处理获得相应信息。1.2硬件设备该实验硬件数据采集设备可采用NI公司的PXI-1042Q，数据采集卡采用NI公司的PXI-4472，8通道数据采集卡，该处装有2个数据采集卡，采集通道数最大为16通道。所采用传感器分电涡流位移传感器和加速度传感器，位移传感器可根据传动轴的尺寸和振动幅值进行选型，选型内容包括灵敏度、量程、探头直径等。搭建台架需建造地基，做好隔振措施，动力部分的电机选型需结合传动系统参数以及减速机构参数而定。另外，为准确控制台架转速需对其配置电控柜来调节电机转速，为模拟传动系统实际工况还需对其进行可控负载的施加，此处可用磁粉制动器来作为负载。2前期仿真分析结果结构一模型仿真分析结果：双长轴1:2轴向力曲线上图所展示出来的就是采用1:2比例的双前轴传动时后轴中两个测点的轴向力。下两幅图中彩色坐标系分别代表MARKER_584和MARKER_588测点。MARKER_584MARKER_588下图为吊板垂直方向所受的力。吊板垂直方向力结构二模型仿真分析结果：双长轴2:1轴向力曲线上图所展示出来的就是采用2:1比例的双前轴传动时前轴中两个测点的轴向力。下两幅图中彩色坐标系分别代表MARKER_571和MARKER_585测点。MARKER_571MARKER_585下图为吊板处竖直方向所承受的拉力。吊板垂直方向力通过上述仿真结果的比较发现不同比例结构的双前轴在运转过程中其轴向力以及吊板的竖直方向受力有很大区别，因此具有很大的优化空间。分析可知由于吊板的影响前两段轴内的轴向力是不一样的，通过对测点的分析可知较长轴内的力更大一些，因此在两轴的布局时可根据整个传动系统中的强度差异选取适当的长度比例来提高传动系统的可靠性。结构三模型仿真分析结果：伸缩轴轴向力上图为将前传动轴换为伸缩轴形式后的万向节处的轴向力，其中MARKER_621为伸缩轴结构驱动轴的万向节处的测点，MARKER_624为伸缩轴结构从动轴的万向节处的测点，具体位置见下图：MARKER_621MARKER_624由所得测量量可知较长的轴段内轴向力较大，与前几种模型规律一致，从整体受力结果可以知道该结构较带吊板的双前轴结构其轴向力有大幅降低。伸缩轴分动箱跳动量2:1双前轴分动箱跳动量1:2双前轴分动箱跳动量由上述三图比较可以看出伸缩轴由于没有吊板的支撑，所以在运转时分动箱跳动量较带吊板的结构要大。另外，同为双前轴传动由于长度比例不同，最终分动箱的跳动量也存在一定差异，当后段轴较长时分动箱不止稳态时的跳动量会大于前者，并且存在振动衰减慢，非稳态时间长等特点。3橡胶垫属性对传动系统性能的影响 ADAMS仿真中所涉及支撑的阻尼刚度等参数的设置是通过对模型施加BUSHING单元来进行的，参数设置中可以对支撑的平动和回转