赛车传动后桥设计及其优化分析.docx

摘要:本课题的传动部分打算一改往日简单的传动体系，制作一套更轻，刚度更高，性能更强的传动系统，因此经过仔细揣摩，将以往改装的法兰式托森差速器淘汰，选择性能更加优良，质量更加轻巧的德雷克斯勒差速器。更换了差速器，我们需要设计一套全新的传动后桥，来发挥出差速器的优秀性能并有较高的传递效率。在设计中我们首先将根据我们用的发动机的相关参数计算出我们需要的最佳的传动比，再根据德雷克斯勒差速器设计出大链轮和小链轮，然后根据车架的布置设计出差速器悬置部分，之后选用合适的三球销来设计球笼和球笼轴，最后设计悬浮式半轴以及半轴的强度校核，完成初步的设计。之后通过ANSYS WORKBENCH对零件进行分析，并根据分析结果对零件优化，完成全部内容。

本论文主要介绍了以下几点：

1、相关参数的选择与计算。

2、对后桥传动装置的各个零部件进行三维建模及材料的选择。

3、利用ANSYS Workbench对主要零件件进行静力学结构分析，求出各个零件的最大变形量、等效应力、最大主应力以及最小安全系数。

4、根据分析结果优化模型。

关键词：方程式；传动后桥；德雷克斯勒差速器；结构分析；优化模型

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1中国大学生方程式汽车大赛-1

1.2 中国大学生方程式赛车传动后桥-1

1.3 差速器选择-2

1.4 设计方案-3

2 相关参数计算-4

2.1 末级传动比计算-4

2.1.1 发动机相关参数-4

2.1.2 末级传动比计算-4

2.2 链轮参数计算-5

2.2.1 功率计算-5

2.2.2 链条型号选择-5

2.2.3 链轮参数计算-5

2.3 大小链轮中心距计算-5

2.4 扭矩计算-6

2.5 压轴力计算-7

3 零件设计和三维建模-8

3.1 小链轮-8

3.2 大链轮-8

3.3 差速器轴承座-9

3.3.1轴承选择-9

3.3.2左侧轴承座-10

3.3.3右侧轴承座-11

3.4 轴承座连接座-11

3.4.1轴承座下端连接座-11

3.4.2轴承座上端连接座-12

3.5 链条松紧调节杆-13

3.5.1 U形夹-13

3.5.2 链调节杆上部分-13

3.5.3 链调节杆-14

3.6 平衡杆-15

3.7 轴承挡圈-16

3.8 球笼轴-17

3.9 全浮式半轴-17

3.10 链轮护罩-17

4 部分零件分析并优化模型-19

4.1 左侧轴承座-19

4.1.1介绍-19

4.1.2问题描述-19

4.1.3分析方法-19

（1）分析策略-19

（2）模型建立-19

（3）网格划分-19

（4）边界设定-20

4.1.4分析结果-21

4.1.5 迭代设计-22

（1）第一次优化-22

（2）第二次优化-24

（3）第三次优化-26

（4）第四次优化-28

（5）第五次优化-29

4.1.6 重验证结果-31

4.1.7 结论-33

4.2 大链轮-34

4.2.1介绍-34

4.2.2问题描述-34

4.2.3分析方法-34

（1）分析策略-34

（2）模型建立-34

（3）网格划分-34

（4）边界设定-35

4.2.4分析结果-36

4.2.5 迭代设计-37

4.2.6 重验证结果-37

4.2.7 结论-38

4.3 球笼轴-39

4.3.1介绍-39

4.3.2问题描述-39

4.3.3分析方法-39

（1）分析策略-39

（2）模型建立-39

（3）网格划分-39

（4）边界设定-40

4.3.4分析结果-41

4.3.5 迭代设计-42

4.3.6 重验证结果-42

4.3.7 结论-43

4.4 全浮式半轴-44

4.4.1 介绍-44

4.4.2问题描述-44

4.4.3分析方法-44

（1）分析策略-44

（2）模型建立-44

（3）网格划分-44

（4）边界设定-45

4.4.4分析结果-45

4.4.5总结-46

5 总装配-47

5.1 CATIA装配-47

5.2 KEYSHOT渲染图-47

结    论-48

参 考 文 献-49

致    谢-50