汽车后桥传动机构的建模及运动仿真.pdf

2005年11月
机化研究
第6期
基于PRO/E汽车后桥传动机构的建模及运动仿真
陈忐刚,吴雪飞,马本学
(石河子大学机电学院,新疆石河子832003
摘要:PRO/E的机构运动( Mechani sm)可以使机构由静変为动,使于工程师对结构、动力学、热传导和
耐用等性能进行测试,并据此优化设计。它把建立物理原型的需求降到了最小,提高了创造性,并有助于
在更短的时间内提供更好的产品。为此,介绍了利用PRO/E建立汽作后桥传动机构的实体模型,然后利用
PRO/F的机构运动 Mechani sin模块实现后桥传动机构的运动仿真,为进步的优化设计、工程分析及制造
莫定了基础
关键词:计算机软件;PRO/E:建模;后桥传动;运动仿貞
中图分类号:TP391.9;U463
文献标识码:A
文章编号:1003-188X(2005)06-0223-03
PRO/F是美国PTC公司使用参数化特征造型技1.1后桥各零部件实体模型的建立
术的CAD/CAM/CAF集成软件,具有零件设计、装配设
通过参数化建模,用户能单纯地输入轮设计
计、工程图制作、结构分析、运动仿真、模具设计、的已知条件(如齿数、压力角及模数和齿宽等)
NC加工等功能,代表当今世界CAD/CAM机械设计自PRO/E系统即可自动创建出齿轮的三维几何模型。
动化应用软件最先进技术。运用PRO/配软件,设计参数化设计是指用参数来表示零件的尺小大小和属
人员可以在真实齿轮传动装置建造前建立整个机械性,工程技术人员可以通过修改零件大小、形状和
系统的拟样机,并通过各种仿真分析对其进行⊥属性,然后可得到各种不同规格的零件。如图1所
作性能预估和结构优化。
示,通过PRO/E参数化设计出的一系列齿轮,这样
大大减少了建模所需时间,而且零件间可替换性极
实体模型的建立
高。利用特征选项里的拉伸、旋转、混合扫描及阵
实体模型的建立是实现CAD/CAE/CAM一体化的列等操作命令,生成半轴、差速器壳、轮毂及轮胎
基础,运动仿真能够直观地再現机器的工作原理。等零件。
(a)主动锥齿轮
(b)从动锥齿轮
(c)差速器行星齿轮
(d)半轴齿轮
图1参数化设计实例图
收稿日期:2004-11-09
作者简介:陈志刚(1979),男,安徽安庆人,在读硕士,(-mai
1.2后桥传动系统的总装图
Czg2004088126.com
既然组件要运动,那么组件在组装时就不能被
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2005年11月
机化研究
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完全约東(即死锁),而是要部分约束。但是,所谓由度。在PROL中提供了8种连接形式,即 rigid
部分约束并不是组装不完全,而是根据各组件的运(固定)、pin(销钉)、 slider(滑块)、 cylinder
动形态及彼此间的相对运动情況,通过部件间各种(圆柱)、 planar(平面)、ball(球)及 bcaring
连接( connection)的设定,来限制组件的运动白(轴承)。总装配图如图2所示。
(a)齿轮合模拟装配图
(b)后桥.总装图
图2总装配示意图
2运动仿真及结果分析
速器旋转轴线的距离均为r。当行星齿轮只是随同
行星架差速器旋转轴线公转时,显然处在同一半径
2.1差速器原理及运动分析的数学模型
r上,A、B、C的圆周速度都相等,共值为ar
差速器中各元件的运动关系一差速原理,可用于是1=2=a,即差速器不起差速作用,两半轴角
图3来说明。差速器売(2)与行星齿轮轴(3)连速度等」差速器売(2)的角速度。当行星齿轮除公
成一体,形成行星架,?它又与主减速器的从动轮转外,还绕本身的轴(5)以角速度aっ1自转时,啮
(6)固连,故为主动件,设其角速度为m;半轴合点的圆周速度为のrのorの11,啮合点B的
贴轮(1)和(4)为从动件,其角速度为a和2。圆周速度为の2r=のarーの2,于是有の+の2=2,
A、B两点分别为行星齿轮(5)与两半轴齿轮的啮即表明左右两侧半轴齿轮的转速之利等」差速器转
合点。行星齿轮的中心点为C,A、B、C点到差速的两倍,而与行星齿轮转速无关。
)、F
1.半轴齿轮12.差速器売3.行星齿轮轴4.半轴齿轮ll5.行星齿轮6.从动齿轮
图3差这器运动原埋图
2.2机构运动仿真及结果分析
propert les,选择 User Defined,分别输入两啮合
2.2.1机构运动仿真
齿轮的齿数;其次定义伺服主动机( define servo
机构运动( mechanism)可以把静态设计转换为 motors),选择齿轮的轴线为连接轴( 1o1nt axis),
活动的虚拟原型,并借助运动仿真观察其动作状态。选择驱动器编辑窗?的轮廓( profi1e),选择规范
工程师可以对机构的数字化原型进行更高级的父互( spccification)为速率( vclocity)、大小维持、
式处理,即实时地评估设计,缩短产品的开发周期,常数( cons Lanl)输入,依次分别输入大小维持
从而实现真正的产品创新。选择功能菜单下常数( cons Lant)输入值,它们と间必须符合传动
mechani sm,首先定义 gal T齿轮对,点选比;再则在菜单中依次选择分析,选择 ki nematic
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