adams的驱动桥齿轮啮合动力学仿真研究(附件)【字数：10517】
摘 要驱动桥是汽车的传动系统中重要的组成部件之一，其动力性能对驱动桥甚至是整车的性能都具有直接的影响。所以，研究分析驱动桥齿轮啮合的动力学仿真研究对驱动桥的设计、分析优化和齿轮强度可靠性分析都有重大的意义。本文运用ADAMS软件，对驱动桥在不同工况下的虚拟样机模型进行仿真分析并研究其动力学性能。首先介绍了多体动力学的理论概念，然后阐述了虚拟样机技术和ADAMS软件的基本功能，并学会ADAMS软件的基本操作，接着运用UG软件建立变速器的三维模型，然后将驱动桥主减速器和差速器齿轮传动系统的模型导入到ADAMS软件中进行动力学分析，与此同时在齿轮之间施加接触力，获得了齿轮的动态实时仿真。通过在主减速器主动齿轮施加转速驱动，差速器半轴齿轮施加不同的负载转矩，模拟了汽车在转弯工况下驱动桥主减速器和差速器的齿轮传动，得到了主减速器齿轮、差速器齿轮的转速以及啮合力曲线，为齿轮传动系统动态特性的进一步优化提供了理论参考依据。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景 1
1.2课题研究意义 1
1.3国内外研究现状 1
1.4本文的结构 2
第二章 多体系统动力学与虚拟技术 3
2.1多体动力学的简述 3
2.1.1多刚体系统动力学 3
2.1.2多柔体系统动力学 3
2.2 多体系统动力学的分析与运用 4
2.2.1多体系统动力学的作用 4
2.2.2多体系统动力学的分析与研究方法 4
2.2.3在汽车领域的应用 4
2.3虚拟样机简介 4
2.3.1虚拟样机技术 4
2.3.2虚拟样机技术的特点 5
2.4虚拟样机的产生与发展 5
2.5 本章小结 5
第三章 驱动桥的三维建模和ADAMS的模型建立 6
3．1驱动桥的简述 6
3.1.1驱动桥的基本功用 6
3.1.2驱动桥的基本要求 6
3.2 UG 和ADAMS软件的简介 6
3.2.1 UG软件的简介 6
3.2.2 ADAMS软件的简介 6
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
3.3驱动桥的三维建模 7
3.3.1驱动桥齿轮传动系统的实体建模 7
3.4仿真模型建立 10
3.4.1轮齿接触理论 11
3.4.2约束的施加 12
3.4.3接触参数选择 12
3.5本章小结 12
第四章 驱动桥的齿轮啮合动力学仿真分析 13
4.1汽车直线行驶转速分析 13
4.1.1汽车直线行驶齿轮啮合力分析 13
4.2汽车拐弯行驶转速分析 14
4.2.1汽车拐弯行驶齿轮啮合力分析 14
4.3本章小节 15
结束语 16
致谢 17
参考文献 19
第一章 绪论
1.1课题研究背景
随着科学的进步，我国汽车产业发展的速度也越来越快。驱动桥作为汽车关键零部件之一，也不断地进行改进和优化，在研发和制造过程中，每个制造商基本形成了专业化，系列化、批量化的趋势[1]。驱动桥是汽车的主要总成之一，汽车的驱动桥通常位于传动系的末端，其基本功用是增大由传动轴或直接从变速器传来的转矩，左、右驱动轮转矩的合理分配也是汽车驱动运动的差速功能所必需的[2]。驱动桥的设计，由驱动桥的结构组成、功用、工作特点及设计要求讲起，详细地分析了驱动桥组件的结构类型和布局方法；并详细描述了驱动桥车轮的传动装置和桥壳的各种结构型式、设计计算形式与性能解析[3]。
1.2课题研究意义
汽车驱动桥是汽车的主要组件，它承受汽车的弹簧载荷和车轮，车架和载荷体产生的垂直力，纵向力，横向力和力矩，以及冲击载荷[4]；驱动桥还传递着传动系中的最大转矩，并且桥壳也接收反作用扭矩[5]。除了对汽车可靠性和耐久性的重要影响之外，汽车驱动桥的类型和设计参数也直接影响汽车的动力性能，经济性，驾驶舒适性，灵活性，平顺性，可操作性和运行稳定性等驾驶性能[6]。所以，这就是为什么研究传动轴仿真具有这么重要的意义了，就是为了适应各种情况下的汽车工作[7]。
1.3国内外研究现状
在外国的驱动桥产品中，有自循环冷却功能的湿式制动器桥、带伞热风送的盘式制动器桥、适于ABS的蹄、鼓式和盘式制动器桥、带自动补偿间隙的盘式制动器等配置高性能制动器桥[8]，同时制动器的制动装置也从桥臂移至桥组件和车轮端。首先提到的前种处理方式很容易散热。为了降低生产的成本，后种处理方式一些制造商甚至将制动器壳体和轴壳体铸造成一体，这不仅容易散热，而且还有助于降低材料成本[9]。然而，这是一种方式对铸造技术，铸造精度和加工精度都提出了非常高的要求[10]。
中国驱动桥制造公司的发展模式主要包括测绘，引进和自主开发三个部分。主要遇到的问题是技术含量低，发展模式落后，技术创新不足，计算机辅助设计应用较少。国内大多数的中小企业测绘市场较好的产品是其主要发展模式[11]。尤其是小型企业和民营企业，由于技术含量低，缺乏发展资金，专门测绘、仿制市场上销售较旺的汽车的车桥售往我国不健全的配件市场。这种开发模式不能从根本上提高我国驱动桥产品的开发水平[12]。
一些企业技术力量相对要好些，他们拥有比较完整的开发系统和流程，并且也有相对完整的实验方法。虽然他们做的同样也是测绘，但他们测绘的对象是从国外引进的原装桥，但是无论他们有多努力，他们自身的技术原因和我国基础工业(如原材料等)的问题，制造的汽车车桥与原装车桥始终存在一定的差距[13]。
1.4本文的结构
本文的研究对象是驱动桥，通过将在UG中建立的驱动桥三维模型导入ADAMS系统中来实现动力学仿真，本文分成五章来介绍，各章的主要内容如下：
第一章：简单的介绍了驱动桥的重要性，发展情况，研究与分析方法，同时介绍了驱动桥对于汽车行业的发展所产生的影响。
第二章：简单阐述了多体动力学的基本概念，发展过程，研究和分析方法，有些学者对多体系统动力学发展提出的意见和建议，还介绍了它对汽车行业的发展产生的影响。再简单介绍一下绍了什么是虚拟样机技术以及其特点和其在工业工领域上取得的成果。
第三章: 先简单介绍一下了驱动桥的功用和分类，以及驱动桥的基本要求，对驱动桥的组成和结构有个基本的了解，然后熟悉地运用UG软件完成驱动桥各部件的建模，最后完成驱动桥的整体装配。以及后面将在UG中所建立的驱动桥三维模型导入到ADAMS软件中的操作流程。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景 1
1.2课题研究意义 1
1.3国内外研究现状 1
1.4本文的结构 2
第二章 多体系统动力学与虚拟技术 3
2.1多体动力学的简述 3
2.1.1多刚体系统动力学 3
2.1.2多柔体系统动力学 3
2.2 多体系统动力学的分析与运用 4
2.2.1多体系统动力学的作用 4
2.2.2多体系统动力学的分析与研究方法 4
2.2.3在汽车领域的应用 4
2.3虚拟样机简介 4
2.3.1虚拟样机技术 4
2.3.2虚拟样机技术的特点 5
2.4虚拟样机的产生与发展 5
2.5 本章小结 5
第三章 驱动桥的三维建模和ADAMS的模型建立 6
3．1驱动桥的简述 6
3.1.1驱动桥的基本功用 6
3.1.2驱动桥的基本要求 6
3.2 UG 和ADAMS软件的简介 6
3.2.1 UG软件的简介 6
3.2.2 ADAMS软件的简介 6
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
3.3驱动桥的三维建模 7
3.3.1驱动桥齿轮传动系统的实体建模 7
3.4仿真模型建立 10
3.4.1轮齿接触理论 11
3.4.2约束的施加 12
3.4.3接触参数选择 12
3.5本章小结 12
第四章 驱动桥的齿轮啮合动力学仿真分析 13
4.1汽车直线行驶转速分析 13
4.1.1汽车直线行驶齿轮啮合力分析 13
4.2汽车拐弯行驶转速分析 14
4.2.1汽车拐弯行驶齿轮啮合力分析 14
4.3本章小节 15
结束语 16
致谢 17
参考文献 19
第一章 绪论
1.1课题研究背景
随着科学的进步，我国汽车产业发展的速度也越来越快。驱动桥作为汽车关键零部件之一，也不断地进行改进和优化，在研发和制造过程中，每个制造商基本形成了专业化，系列化、批量化的趋势[1]。驱动桥是汽车的主要总成之一，汽车的驱动桥通常位于传动系的末端，其基本功用是增大由传动轴或直接从变速器传来的转矩，左、右驱动轮转矩的合理分配也是汽车驱动运动的差速功能所必需的[2]。驱动桥的设计，由驱动桥的结构组成、功用、工作特点及设计要求讲起，详细地分析了驱动桥组件的结构类型和布局方法；并详细描述了驱动桥车轮的传动装置和桥壳的各种结构型式、设计计算形式与性能解析[3]。
1.2课题研究意义
汽车驱动桥是汽车的主要组件，它承受汽车的弹簧载荷和车轮，车架和载荷体产生的垂直力，纵向力，横向力和力矩，以及冲击载荷[4]；驱动桥还传递着传动系中的最大转矩，并且桥壳也接收反作用扭矩[5]。除了对汽车可靠性和耐久性的重要影响之外，汽车驱动桥的类型和设计参数也直接影响汽车的动力性能，经济性，驾驶舒适性，灵活性，平顺性，可操作性和运行稳定性等驾驶性能[6]。所以，这就是为什么研究传动轴仿真具有这么重要的意义了，就是为了适应各种情况下的汽车工作[7]。
1.3国内外研究现状
在外国的驱动桥产品中，有自循环冷却功能的湿式制动器桥、带伞热风送的盘式制动器桥、适于ABS的蹄、鼓式和盘式制动器桥、带自动补偿间隙的盘式制动器等配置高性能制动器桥[8]，同时制动器的制动装置也从桥臂移至桥组件和车轮端。首先提到的前种处理方式很容易散热。为了降低生产的成本，后种处理方式一些制造商甚至将制动器壳体和轴壳体铸造成一体，这不仅容易散热，而且还有助于降低材料成本[9]。然而，这是一种方式对铸造技术，铸造精度和加工精度都提出了非常高的要求[10]。
中国驱动桥制造公司的发展模式主要包括测绘，引进和自主开发三个部分。主要遇到的问题是技术含量低，发展模式落后，技术创新不足，计算机辅助设计应用较少。国内大多数的中小企业测绘市场较好的产品是其主要发展模式[11]。尤其是小型企业和民营企业，由于技术含量低，缺乏发展资金，专门测绘、仿制市场上销售较旺的汽车的车桥售往我国不健全的配件市场。这种开发模式不能从根本上提高我国驱动桥产品的开发水平[12]。
一些企业技术力量相对要好些，他们拥有比较完整的开发系统和流程，并且也有相对完整的实验方法。虽然他们做的同样也是测绘，但他们测绘的对象是从国外引进的原装桥，但是无论他们有多努力，他们自身的技术原因和我国基础工业(如原材料等)的问题，制造的汽车车桥与原装车桥始终存在一定的差距[13]。
1.4本文的结构
本文的研究对象是驱动桥，通过将在UG中建立的驱动桥三维模型导入ADAMS系统中来实现动力学仿真，本文分成五章来介绍，各章的主要内容如下：
第一章：简单的介绍了驱动桥的重要性，发展情况，研究与分析方法，同时介绍了驱动桥对于汽车行业的发展所产生的影响。
第二章：简单阐述了多体动力学的基本概念，发展过程，研究和分析方法，有些学者对多体系统动力学发展提出的意见和建议，还介绍了它对汽车行业的发展产生的影响。再简单介绍一下绍了什么是虚拟样机技术以及其特点和其在工业工领域上取得的成果。
第三章: 先简单介绍一下了驱动桥的功用和分类，以及驱动桥的基本要求，对驱动桥的组成和结构有个基本的了解，然后熟悉地运用UG软件完成驱动桥各部件的建模，最后完成驱动桥的整体装配。以及后面将在UG中所建立的驱动桥三维模型导入到ADAMS软件中的操作流程。
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