汽車變速器的設(shè)計

汽車變速器的設(shè)計

在汽車設(shè)計領(lǐng)域，近年來，隨著機械設(shè)計的使用，郡縣探測器的設(shè)計主要采用了機械設(shè)計的方法。根據(jù)機械設(shè)計理論，計算整個傳感器的主要部件的大小，然后對其進行加工和安裝。整個過程周期很長，效率很低。本文借助計算機輔助軟件PRO/E,來建立差速器的實體模型,通過運動仿真來建立差速器的運行過程,在一定程度上縮短了整個過程的周期。1發(fā)動機的傳動普通差速器由主動齒輪、從動齒輪、行星齒輪、行星架、半軸齒輪等零件組成。發(fā)動機的動力經(jīng)傳動軸進入差速器,直接驅(qū)動行星輪架,再由行星輪帶動左、右半軸,分別驅(qū)動左、右車輪。根據(jù)差速器的主要零件的設(shè)計尺寸建立差速器主要零件的三維實體模型,如圖1-圖4所示。2織物上織物的運動仿真建立好主要零件之后,在主要零件之間設(shè)置好連接,差速器進行運動仿真主要的連接有銷釘連接和剛性連接,為了保證差速器沿直線行駛需要添加兩個槽連接,連接建立好之后就可以進行差速器的運動仿真,為了真實模擬差速器的運動,本文建立兩種運動仿真模型:汽車沿直線行駛和汽車沿彎道行駛兩種形式。(1)旋轉(zhuǎn)齒輪的仿真汽車沿直線行駛,要保證整個機構(gòu)是一個整體,輸出軸的兩個半軸齒輪轉(zhuǎn)速相等,行星輪沒有自轉(zhuǎn),因此仿真時將動力源加在主動齒輪上,在車輪和行駛地面之間加一個能反映純滾動摩擦的連接副-齒輪齒條副,以保證主動齒輪旋轉(zhuǎn)時通過從動齒輪使左右兩個車輪轉(zhuǎn)動,并且轉(zhuǎn)速相同。汽車沿直線行駛結(jié)構(gòu)運動仿真如圖5所示。(2)旋轉(zhuǎn)齒輪轉(zhuǎn)速與車輪中心距的關(guān)系汽車沿彎道行駛機構(gòu)要通過差動輪系將主動齒輪的運動分解為輸出軸齒輪即兩個半軸齒輪的兩個運動,兩個半軸齒輪具有不同的轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)速值與彎道半徑及兩個車輪中心距關(guān)系:式中,n1為左半軸齒輪的轉(zhuǎn)速,n2為右半軸齒輪,r為彎道平均半徑,L為兩車輪中心距的1/2。因此仿真時將動力源加在主動齒輪所在的軸上,在車輪行駛地面加一個齒輪副,以保證主動齒輪旋轉(zhuǎn)時通過差動輪系使左右兩車輪轉(zhuǎn)動,并且轉(zhuǎn)速不同。汽車沿彎道行駛運動仿真如圖6所示。3模擬運動選擇應用菜單,“應用程序/機構(gòu)”,進入機構(gòu)仿真。3.1汽車直線運動仿真的主要參數(shù)設(shè)計在彈出的齒輪副對話框中設(shè)置齒輪副相關(guān)的參數(shù),主要參數(shù)包括相嚙合齒輪的節(jié)圓直徑和連接軸,在汽車直線運動仿真中,整個機構(gòu)設(shè)置了6個齒輪副來完成整個直線行駛的仿真過程。(2)電機定義在彈出的對話框中設(shè)定伺服電機的名稱、電機的連接軸和電機的旋轉(zhuǎn)方向,完成電機的定義。(3)圖形顯示的添加在彈出的對話框中設(shè)定分析名稱,在類型中選定位置,在圖形顯示中設(shè)定開始時間、終止時間、最小時間和顯示幀頻,單擊運行,分析定義完成。(4)測量結(jié)果的定義當伺服電機轉(zhuǎn)速為20時,主動齒輪的轉(zhuǎn)速為20,左右兩個車輪的轉(zhuǎn)速相等也等于20。點擊生成分析定義的測量結(jié)果,在測量定義對話框中設(shè)置名稱、測量類型選擇速度、選擇測量點或軸—左車輪的連接軸,同理,定義第二個測量名稱,選擇右車輪的連接軸為運動軸。在彈出測量定義對話框中,點擊測量名稱,生成速度隨時間變化的曲線如圖7所示。在0-50s內(nèi)左車輪勻速轉(zhuǎn)動,同理0-50s內(nèi)右車輪勻速轉(zhuǎn)動,如圖8所示。3.2齒輪傳動小程序仿真汽車沿彎道行駛運動仿真和汽車沿直線行駛運動仿真的仿真設(shè)置基本相同,齒輪副也是設(shè)置6個齒輪副,不同的是車輪與行駛軌跡之間的齒輪副由直道行駛的齒輪齒條副改為標準齒輪副,以適應彎道行駛。電機設(shè)置和直道行駛相同。最后運動結(jié)果分析左右車輪速度結(jié)果曲線如圖9和10所示。差速器的運動仿真,通過建立零件之間的約束關(guān)系,對差速器元件進行連接和裝配,很直觀的查看差速器在不同條件下的運動情況,把靜態(tài)設(shè)計轉(zhuǎn)化成活動的虛擬原型,精確繪制出了汽車左右車輪在直線行駛和彎道行駛時的速度曲線。在運動仿真過程中可以很清晰的看到差速器的運動過程,為前期設(shè)計和后期裝配的可行性奠定了基礎(chǔ)。4汽車沿織物行駛齒輪的運動仿真本文應用PEO/E軟件建立了差速器的三維實體模型,運用PEO/E的運動仿真模塊對差速器進行了運動仿真,建立了差速器的兩種仿真模型,汽車沿直線行駛和汽車沿彎道行駛,在整個運動仿真的過程中差速器沿直線行駛兩輪的速度相同,行星齒輪繞著半軸齒輪公轉(zhuǎn)自身沒有自轉(zhuǎn),兩輪的速度相同。汽車沿彎道行駛行星齒輪不僅公轉(zhuǎn)而且自轉(zhuǎn),兩輪的速度不同。運動仿真的整個過程對差速器的設(shè)計和裝配的過程可能出