大學(xué)生方程式賽車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書論文作者學(xué)號學(xué)院系機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)車輛工程題目大學(xué)生方程式賽車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)指導(dǎo)者評閱者講師買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）中文摘要摘要本說明書主要介紹了中國大學(xué)生方程式賽車后驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)。首先介紹了賽車后橋的設(shè)計(jì)意義和研究現(xiàn)狀。然后就后驅(qū)動(dòng)橋中各個(gè)關(guān)鍵部件進(jìn)行了方案論證分析和選擇。其中包括了大鏈輪、鏈條、差速器、球籠等外購件和差速器支架、吊耳、半軸、輪轂等自制件。對于外購件，主要通過計(jì)算確定了選購原則和購得部件型號。對于自制件，在保證強(qiáng)度、減輕質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的原則上進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算。利用CATIA軟件畫出了所有零部件的三維視圖，并對其中關(guān)鍵部件進(jìn)行了強(qiáng)度分析校核。尤其對于自制件，根據(jù)不同工況，對其進(jìn)行了有限元分析，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。并利用CAD對主要零部件繪制了工程圖，確保所設(shè)計(jì)零件能夠滿足實(shí)際要求。關(guān)鍵詞后驅(qū)動(dòng)橋大鏈輪輪轂校核買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985TITLETHEDESIGNOFTHEREARAXLEOFFSAERACINGCARABSTRACTTHISSPECIFICATIONMAINLYINTRODUCESTHEDESIGNOFREARAXLEINTHEFSAEFIRSTLY,THEPAPERPRESENTSTHEDESIGNSIGNIFICANCEANDRESEARCHSTATUSSECONDLY,THESCHEMECOMPARISONANALYSISANDSELECTIONARETAKENONTHEKEYCOMPONENTSOFALLTHEANALYSISES,INCLUDETHEBOUGHTINCOMPONENTSSUCHASTHEBIGCHAINWHEEL,CHAIN,DIFFERENTIAL,CAGEANDTHESELFMADEPARTSSUCHASTHEDIFFERENTIALCARRIER,LUG,AXLE,WHEELHUBFORPURCHASEDPARTS,THEPURCHASEDPRINCIPLEANDTHEPARTVERSIONAREMADEONTHEBASISOFCALCULATIONFORSELFMADEPARTS,TAKETHECALCULATIONACCORDINGTOTHEPRINCIPLEOFENSURINGTHESTRENGTH,REDUCINGTHEQUALITY,ACHIEVINGTHEOPTIMALTHENTAKEADVANTAGEOFCATIATODRAWTHE3DVIEWOFALLTHEPARTSFORTHEKEYCOMPONENTS,TAKETHESTRENGTHCHECKANALYSISESPECIALLYFORTHESELFMADEPARTS,CARRYONTHEFINITEELEMENTANALYSISUNDERDIFFERENTWORKINGCONDITIONSSOASTOREALIZETHEOPTIMIZATIONFINALLYTAKETHEUSEOFCADTODRAWTHEENGINEERINGDRAWINGSTHEMAINPARTS,TOENSURETHATTHEDESIGNCANMEETTHEPRACTICALREQUIREMENTSOFPARTSKEYWORDSREARDRIVEAXLE,BIGCHAINWHEEL,WHEELHUB,CHECK買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985目錄1緒論111課題研究背景112課題研究現(xiàn)狀113本課題的主要研究內(nèi)容114驅(qū)動(dòng)形式215主要參數(shù)2151質(zhì)量參數(shù)2152軸距2153輪距2154輪胎半徑22后驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)221大鏈輪和鏈條的設(shè)計(jì)計(jì)算2211賽車傳動(dòng)系的功用2212已知條件2213設(shè)計(jì)計(jì)算3214總結(jié)522法蘭盤的設(shè)計(jì)計(jì)算5221法蘭盤的作用5222設(shè)計(jì)5223法蘭盤受力計(jì)算6224法蘭盤有限元分析63后驅(qū)動(dòng)橋差速器部分的設(shè)計(jì)計(jì)算831差速器及差速器殼體8311差速器的作用8312差速器殼的作用9313差速器的選擇原則9314托森差速器參數(shù)932差速器軸承9321差速器軸承的作用9322選擇原則10333軸承校核1034差速器支撐11341差速器支撐的作用11342差速器支撐的設(shè)計(jì)11343有限元分析1235調(diào)節(jié)吊耳的設(shè)計(jì)13351調(diào)節(jié)吊耳作用13買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985352調(diào)節(jié)吊耳的設(shè)計(jì)134后驅(qū)動(dòng)橋其他零部件的計(jì)算1341球籠14411球籠作用14412選擇原則14413球籠參數(shù)1442半軸設(shè)計(jì)14421半軸作用14422半軸設(shè)計(jì)14423半軸有限元分析1443輪轂16431設(shè)計(jì)思路16432設(shè)計(jì)步驟16433轉(zhuǎn)向工況下，后輪轂的受力分析19434轉(zhuǎn)向工況下，后輪轂的有限元分析22435輪制工況下，后輪轂的受力分析24結(jié)論27致謝28參考文獻(xiàn)29買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或119709851緒論11課題研究背景大學(xué)生方程式賽車活動(dòng)以院校為單位組織學(xué)生參與，賽事組織的目的主要有一是重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)、制造能力、成本控制能力和團(tuán)隊(duì)溝通協(xié)作能力，使學(xué)生能夠盡快適應(yīng)企業(yè)需求，為企業(yè)挑選優(yōu)秀適用人才提供平臺；二是通過活動(dòng)創(chuàng)造學(xué)術(shù)競爭氛圍，為院校間提供交流平臺，進(jìn)而推動(dòng)學(xué)科建設(shè)的提升；大賽在提高和檢驗(yàn)汽車行業(yè)院校學(xué)生的綜合素質(zhì)，為汽車工業(yè)健康、快速和可持續(xù)發(fā)展積蓄人才,增進(jìn)產(chǎn)、學(xué)、研三方的交流與互動(dòng)合作等方面具有十分廣泛的意義。本課題的研究設(shè)計(jì)可適用于2013年南京理工大學(xué)生方程式賽車的驅(qū)動(dòng)橋總成。對賽車進(jìn)行差速器，鏈傳動(dòng)系，后軸強(qiáng)度的研究。我們將通過對驅(qū)動(dòng)橋的優(yōu)化設(shè)計(jì)，來為賽車其他部件的分析優(yōu)化提供新的思路和方法，以達(dá)到對賽車進(jìn)行整體優(yōu)化的目的。12課題研究現(xiàn)狀賽車的傳動(dòng)系統(tǒng)是賽車動(dòng)力輸出的關(guān)鍵，其首要任務(wù)是與發(fā)動(dòng)機(jī)協(xié)同工作，以保證汽車能在不同使用條件下正常行駛，并具有良好的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。滑差速器在賽車上的運(yùn)用，可對賽車性能的提升起到關(guān)鍵的作用。相比國外學(xué)校對限滑差速器的研究以及使用，國內(nèi)目前仍有一定的差距。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，國外FSC車隊(duì)差速器多采用限滑差速器。歐美車隊(duì)多采用托森式差速器。由于國外有專門為FSC加工托森差速器齒輪的廠家，購買方便。而購買摩擦片是限滑差速器的可行性較高。目前國內(nèi)對于小型車限滑差速器，尤其是對小型方程式賽車限滑差速器的研究比較少，而限滑差速器的設(shè)計(jì)對賽車的動(dòng)力性以及操縱穩(wěn)定性卻有很大的影響，在賽車其他條件條件相近的情況下，裝備限滑差速器對賽車成績的提升至關(guān)重要。13本課題的主要研究內(nèi)容大學(xué)生方程式賽車的后驅(qū)動(dòng)橋總成設(shè)計(jì)，主要包括大鏈輪的設(shè)計(jì)校核、鏈條選擇、差速器的選擇改進(jìn)及差速器殼的設(shè)計(jì)、差速器支架的設(shè)計(jì)校核、法蘭盤的設(shè)計(jì)校核、球籠的設(shè)計(jì)，差速器左右支撐的設(shè)計(jì)校核、左右調(diào)節(jié)吊耳的設(shè)計(jì)等?；谏鲜隽悴考脑O(shè)計(jì)，完成后橋總成的裝配，并與整車進(jìn)行匹配調(diào)整，進(jìn)而做局部改進(jìn)。14驅(qū)動(dòng)形式買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985目前大部分高校FSC賽車采用的都是中置后驅(qū)形式，動(dòng)力由變速器輸出軸傳遞到差速器殼體采用鏈傳動(dòng)（在差速器殼體上安裝鏈輪，取消主減速器）。此傳動(dòng)方式有如下優(yōu)點(diǎn)省去傳動(dòng)軸與主減速器，減輕了整車裝備質(zhì)量；發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)，由于鏈條有許多間隙，故能吸收震動(dòng)。本設(shè)計(jì)中同樣采用中置后驅(qū)式。15主要參數(shù)151質(zhì)量參數(shù)本設(shè)計(jì)中，賽車的整車整備質(zhì)量為300KG，簧上質(zhì)量M1253KG質(zhì)心高度HG267MM。152軸距軸距是指車輪指向正前方時(shí)同側(cè)兩車輪的接地面中心點(diǎn)之間的距離。根據(jù)大賽規(guī)定，賽車的軸距必須至少為1525MM。本設(shè)計(jì)中，賽車軸距為L1575MM。質(zhì)心至前軸的距離A841MM,質(zhì)心至后軸的距離B734MM前后軸荷比前后466534。153輪距汽車輪距對汽車的總寬、總質(zhì)量、橫向穩(wěn)定性和機(jī)動(dòng)性都有較大的影響。輪距越大，則懸架的角剛度越大，汽車橫向穩(wěn)定性越好。但輪距也不應(yīng)過大，應(yīng)與汽車的總寬相適應(yīng)。根據(jù)大賽規(guī)定，賽車較小的輪距必須不小于較大輪距的75。本設(shè)計(jì)中，前輪距L11220MM后輪距L21180MM。154輪胎半徑輪胎半徑R2324MM。2后驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)21大鏈輪和鏈條的設(shè)計(jì)計(jì)算211賽車傳動(dòng)系的功用傳動(dòng)系統(tǒng)的主要任務(wù)是與發(fā)動(dòng)機(jī)協(xié)同工作，以保證汽車能在不同的使用條件下正常行駛，并具有良好的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。所以傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具備以下功能減速增扭；變速；必要時(shí)中斷傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力傳遞；使車輪具有差速功能。212設(shè)計(jì)計(jì)算（1）鏈輪齒數(shù)Z1、Z2和傳動(dòng)比I買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985齒數(shù)的選取原則鏈傳動(dòng)速度高時(shí)，齒數(shù)多些；為考慮磨損均勻，鏈輪齒數(shù)應(yīng)取與鏈節(jié)數(shù)互質(zhì)的奇數(shù)。鏈傳動(dòng)比I一般7。若傳動(dòng)比過大，則鏈輪包角在小鏈輪上的包角過小，嚙合的齒數(shù)太少，這將加速輪齒的磨損，容易出現(xiàn)跳齒，破壞正常嚙合。由變速器輸出軸鏈輪齒數(shù)Z115，按變速器三檔傳動(dòng)比IG0957設(shè)計(jì)，發(fā)動(dòng)機(jī)處于最大扭矩時(shí)，轉(zhuǎn)速N為10885R/MIN，車輪半徑R2324MM。設(shè)定最高車速UA150KM/H21037AGORNI由公式21，可得I0267。201ZI（22）由公式22，可得Z245。（2）排數(shù)和節(jié)距的確定在一定的條件下，節(jié)距越大，鏈傳動(dòng)承載能力越強(qiáng)，但鏈傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)越嚴(yán)重。所以為使鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，壽命長，盡量取小節(jié)距的單排鏈。工況系數(shù)的選取見表21。表21工作情況系數(shù)KA原動(dòng)機(jī)特性工作機(jī)特性平穩(wěn)傳動(dòng)輕微沖擊中等沖擊平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)101113中等運(yùn)動(dòng)141517嚴(yán)重沖擊181921故取KA10。若傳動(dòng)速度高，傳遞的功率大；或傳動(dòng)中心距小，傳動(dòng)比大，去小節(jié)距的多排鏈。若傳動(dòng)中心距大而傳動(dòng)比小，取大節(jié)距的單排鏈。鏈排數(shù)的選取見表22。表22排數(shù)系數(shù)KM排數(shù)1234KM11752533取主動(dòng)鏈輪齒形系數(shù)KZ11,采用單排鏈KM10買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985因?yàn)?AZMPK初定鏈條型號525，節(jié)距P15875MM的單排鏈。（3）大鏈輪分度圓直徑D2和齒頂圓直徑DA2的計(jì)算22SIN180PZ（23）由公式23，可得D22023MM。22054COT18/ZADP（24）由公式24，可得DA22103MM。同理，可得D1764MM，DA18326MM。（4）初選中心距A0A小，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊。但A太小，鏈條總長太短，單位時(shí)間里每一鏈節(jié)參與嚙合次數(shù)過多，加劇鏈的磨損和疲勞。A過大，承載好，但鏈條長，橫向振動(dòng)大。一般。初定A030P474MM。035P（5）鏈節(jié)數(shù)LP201210PZZPLA（25）由公式25，可得LP88。（6）確定實(shí)際中心距26221211PP84ZZZAL由公式26，可得A477MM。（7）鏈輪包角12180D573A（27）由公式27，可得。158買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985根據(jù)小鏈輪包角最小為1200，可得中心距A121MM，故中心距可在121MM和477MM之間。根據(jù)總布置規(guī)劃，取中心距A16P260MM。鏈輪包角。152214總結(jié)綜上所述，決定購買型號為520的鏈輪，鏈輪厚度8MM，材料45鋼，并加工成如圖21所示樣式。一方面可減輕鏈輪質(zhì)量，降低慣性，另一方面也保證了鏈輪強(qiáng)度。其中間六個(gè)螺栓孔予以和法蘭盤連接，具體尺寸見工程圖。圖21大鏈輪示意圖22法蘭盤的設(shè)計(jì)計(jì)算221法蘭盤的作用法蘭連接是管道施工的重要連接方式，分螺紋連接（絲接）法蘭和焊接法蘭。本設(shè)計(jì)中，法蘭盤用以連接大鏈輪與差速器外殼，起到差速器輸入軸的作用。222設(shè)計(jì)法蘭所用材料為40CR，設(shè)計(jì)成如圖22所示樣式，外圈六個(gè)螺紋孔用以和大鏈輪連接，中間凸臺部分的外圈和差速器殼可通過花鍵連接進(jìn)行傳動(dòng)。周圍鏤空部分的設(shè)計(jì)，可在保證其工作強(qiáng)度的同時(shí)減輕慣性。其外花鍵齒數(shù)由差速器外殼的參數(shù)決定。具體尺寸見工程圖。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985圖22法蘭盤示意圖223法蘭盤受力計(jì)算法蘭盤所受最大螺栓剪力FMAX的計(jì)算。MAXAX621ITRF（28）0GTI（29）其中RI56MM,發(fā)動(dòng)機(jī)所傳遞最大扭矩T0364NM，IG2833，I01822267486。本款發(fā)動(dòng)機(jī)中，有內(nèi)置變速器，變速比為1822。將上述數(shù)據(jù)代入式28、式29，可得FMAX1490N。224法蘭盤有限元分析已知零件材料為40CR，彈性模量211E010N/M2，泊松比033，屈服強(qiáng)度785E008N/M2。（1）根據(jù)裝配關(guān)系，對法蘭與差速器殼連接的外花鍵部分施加夾緊約束，約束如圖23所示。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985圖23法蘭所受約束示意圖（2）由強(qiáng)度校核部分可假設(shè)，六個(gè)螺紋孔所受合力均為1500N。并且合力方向始終與螺紋孔的運(yùn)動(dòng)方向平行。故若假設(shè)最上端螺紋孔所受合力的大小為1500N（沿X軸正方向），那么按照法蘭回轉(zhuǎn)方向，螺紋孔二所受力為750N（沿X軸正方向）、1300N（沿Z軸負(fù)方向）；螺紋孔三所受力為因?yàn)?50N沿X軸負(fù)方向、1300N（沿Z軸負(fù)方向）；由對稱性可知，螺紋孔四、五、六所受的力分別與螺紋孔一、二、三所受的力大小相等，方向相反。法蘭盤與大鏈輪之間通過螺栓實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所以對螺紋孔施加軸承負(fù)載，受力形式為正弦，受力方向如圖23所示。（3）計(jì)算完成后，其網(wǎng)格劃分效果圖24，米塞斯應(yīng)力圖25，位移圖26如下所示。圖24法蘭網(wǎng)格劃分示意圖圖25法蘭米塞斯應(yīng)力圖買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985圖26法蘭位移圖（4）結(jié)果表明，在施加的載荷作用下，法蘭盤邊最大位移約為0193MM，在臨近法蘭支撐肋底部的附近，零件承受的較大應(yīng)力為222E008N/M2，而材料屈服強(qiáng)度為785E008N/M2。約為鋼材屈服應(yīng)力值的四分之一，應(yīng)力情況合格。3后驅(qū)動(dòng)橋差速器部分的設(shè)計(jì)計(jì)算31差速器及差速器殼體311差速器的作用汽車差速器主要是消除汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)左右輪轉(zhuǎn)速不一致而造成的機(jī)械干涉現(xiàn)象，如果沒有差速器，就會(huì)因左右輪轉(zhuǎn)速不一致而導(dǎo)致機(jī)械性損壞。TORSEN的核心是蝸輪、蝸桿齒輪嚙合系統(tǒng)，正是雙蝸輪、蝸桿結(jié)構(gòu)相互嚙合互鎖以及扭矩單向地從蝸輪傳送到蝸桿齒輪的構(gòu)造實(shí)現(xiàn)了差速器鎖止功能，這一特性限制了滑動(dòng)。托森差速器外形如圖31所示。圖31大學(xué)生特別版托森差速器示意圖312差速器殼的作用買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985速器殼的形狀是根據(jù)不同車型及差速器的結(jié)構(gòu)確定的。有左右蓋合攏式、花藍(lán)式等。差速器殼是差速齒輪和半軸齒輪及十字軸等的骨架，差速器殼將它們組合在一起，其外部與大八字齒輪或外齒環(huán)相連接。差速器殼是差速器的主體，其作用如下安置十字軸或一字橫軸；可保持差速器與后橋驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)軸線不變；力矩通過差速器傳動(dòng)出去。313差速器的選擇原則本次比賽我校所用差速器，本著體積小，成本低，慣性小的原則，選擇了大學(xué)生特別版托森差速器，其限滑功能大大提高了賽車的過彎性能。314托森差速器參數(shù)大學(xué)生特別版托森差速器參數(shù)如圖32所示，與法蘭嚙合的內(nèi)花鍵齒數(shù)為46，與球籠嚙合的內(nèi)花鍵齒數(shù)為28。圖32大學(xué)生特別版托森差速器參數(shù)示意圖32差速器軸承321差速器軸承的作用買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985差速器軸承位于差速器殼左、右兩側(cè)，安裝在減速器殼承座孔上，本設(shè)計(jì)中安裝在差速器支撐上。它的作用是承受并傳遞差速器和減速器的驅(qū)動(dòng)力，并減小傳動(dòng)摩擦阻力，提高傳動(dòng)效率。322選擇原則差速器軸承的類型定為深溝球抽成，內(nèi)徑大小由差速器外殼的參數(shù)決定。并盡量選取質(zhì)量輕，外形小的軸承。最終選定差速器左側(cè)軸承型號為6306，其基本參數(shù)如表31。表316306軸承基本參數(shù)D30DA（MIN）365D72DA（MAX）685基本尺寸（MM）B19安裝尺寸（MM）RA（MAX）1差速器右側(cè)軸承型號為6305，其基本參數(shù)如表32表326305軸承基本參數(shù)D25DA（MIN）315D62DA（MAX）555基本尺寸（MM）B17安裝尺寸（MM）RA（MAX）1333軸承校核1軸承壓軸力的計(jì)算1）已知大小鏈輪齒數(shù)Z115，Z240，發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出功率P35KW，鏈節(jié)數(shù)LP88，工況系數(shù)KA1CAAPK（31）由公式31可得，計(jì)算功率。CA35KWP2）已知鏈條所傳遞功率的效率為090CAP（32）由公式32，可得實(shí)際功率。0315KP3）已知鏈節(jié)距P15875，鏈節(jié)數(shù)LP88買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或1197098510PLP（33）由公式33，可得鏈長1397ML已知發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)所對應(yīng)轉(zhuǎn)速N17105R/MIN，160NZPV（34）由公式34，可得鏈速。28MSV5）工作拉力1059PFEN故軸上的徑向壓力Q12FE13511N。（2）軸承壽命校核已知6305軸承基本額定載荷CR為225KN，6306軸承基本額定載荷（CR）為281KN，取基本額定載荷CR小的軸承進(jìn)行壽命計(jì)算。已知極限轉(zhuǎn)速（脂潤滑）為9000R/MIN。6RH10NLP（35）其中，當(dāng)量動(dòng)載荷3PQ由公式35，可得H1083L根據(jù)往屆比賽經(jīng)驗(yàn)，可知軸承壽命符合比賽使用。34差速器支撐341差速器支撐的作用差速器支撐用以承放差速器軸承，并實(shí)現(xiàn)差速器在車架上的定位。342差速器支撐的設(shè)計(jì)差速器支撐所用材料為7075AL，其結(jié)構(gòu)如圖33所示。采取這樣三角板式設(shè)計(jì)，可以有效避免差速器、大鏈輪與車架干涉，板中間掏空，并設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋，既可以減輕重量，同時(shí)也保證了支架的工作強(qiáng)度，保證兩支架可以對差速器進(jìn)行有效定位。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985其中大圓用來承放差速器軸承，兩端小圓用來與差速器調(diào)節(jié)吊耳連接。左右兩差速器支撐的具體尺寸，見工程圖。圖33差速器支撐示意圖343有限元分析已知零件材料為AL，楊氏模量72E010N/M2，泊松比033，屈服強(qiáng)度95E008N/M2。通過對左右支撐進(jìn)行對比可知，左側(cè)支撐受力較大。故對左側(cè)支撐進(jìn)行有限元分析。（1）根據(jù)裝配關(guān)系，對左支撐安裝吊耳的兩個(gè)螺栓孔施加夾緊約束。由上述軸承校核中壓軸力的計(jì)算過程可知，支架所受最大壓軸力為1351N，故對左支撐施加軸承負(fù)載，合力取1400N。因?yàn)椴钏倨髦沃饕糜诓钏倨鞯亩ㄎ?，所以其在豎直方向所受的力要遠(yuǎn)大于其在水平方向的受力，故設(shè)定其受力為650N（沿Y軸負(fù)方向），1250N沿Z軸負(fù)方向,設(shè)定其受力形式為正弦，方向如圖34所示。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985圖34差速器支撐所受約束示意圖（2）計(jì)算完成后，其網(wǎng)格劃分效果圖35，米塞斯應(yīng)力圖36，位移圖37如下所示。圖35網(wǎng)格劃分效果圖圖36米塞斯應(yīng)力圖圖37位移圖（3）結(jié)果表明，在施加的載荷作用下，左支撐最大位移約為000614MM，在臨近左支撐下部加強(qiáng)肋的附近，零件承受較大應(yīng)力為911E006N/M2，而材料屈服強(qiáng)度為95E008N/M2，應(yīng)力情況合格。35調(diào)節(jié)吊耳的設(shè)計(jì)351調(diào)節(jié)吊耳作用調(diào)節(jié)吊耳一可以防止差速器支架在賽車Y軸上旋轉(zhuǎn)，二可以通過調(diào)整擰入的牙數(shù)來調(diào)整鏈輪與車架的位置。352調(diào)節(jié)吊耳的設(shè)計(jì)采用材料為45鋼，其設(shè)計(jì)如圖38所示。其具體尺寸見工程圖。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985圖38吊耳示意圖4后驅(qū)動(dòng)橋其他零部件的計(jì)算41球籠411球籠作用球籠也叫做等速萬向節(jié)，作用是將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力從變速器傳遞到兩個(gè)驅(qū)動(dòng)車輪，驅(qū)動(dòng)轎車高速行駛。內(nèi)球籠是連接變速箱差速器部位的，外球籠是連接車輪部位的，外球籠的作用不管是動(dòng)力輸出的還有車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)都是外球籠在起作用。412選擇原則本設(shè)計(jì)中，賽車內(nèi)球籠采用伸縮式萬向節(jié)，外球籠為固定式萬向節(jié)。球籠外形尺寸和花鍵齒數(shù)由差速器參數(shù)決定。決定采用奧拓汽車上的球籠，并加以修改。其中左側(cè)內(nèi)球籠與右側(cè)相比，因?yàn)槠湟┻^鏈輪法蘭與差速器齒輪相嚙合，所以凸起部分加工得比右側(cè)稍長。內(nèi)球籠外形圖41如下所示。圖41球籠示意圖413外球籠參數(shù)買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985與差速器嚙合的花鍵，齒數(shù)為28，與半軸嚙合花鍵，齒數(shù)為21。42半軸設(shè)計(jì)421半軸作用半軸是差速器與驅(qū)動(dòng)輪之間傳遞扭矩的實(shí)心軸，其內(nèi)端一般通過花鍵與半軸齒輪連接，外端與輪轂連接。半軸將差速器傳來的扭矩再傳給車輪，驅(qū)動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)汽車行駛。本設(shè)計(jì)采用全浮式半軸，其內(nèi)端用花鍵與差速器的半軸齒輪相連接，半軸的外端鍛出凸緣，用螺栓和輪轂連接。422半軸設(shè)計(jì)半軸采用材料為40CR，調(diào)質(zhì)處理，其直徑由球籠確定為22MM，根據(jù)賽車總布置參數(shù)，可知半軸長度360MM，半軸兩端花鍵齒數(shù)為21。具體參數(shù)見工程圖。423半軸有限元分析已知零件材料為40CR，彈性模量211E010N/M2，泊松比033，屈服強(qiáng)度785E008N/M2。（1）根據(jù)裝配關(guān)系，對半軸一端施加夾緊約束。由上述法蘭強(qiáng)度校核過程可知，半軸所傳遞扭矩為5617NM，對半軸另一端添加扭矩570NM。其約束受力如圖42所示。圖42半軸所受約束示意圖（2）計(jì)算完成后，其網(wǎng)格劃分效果圖43，米塞斯應(yīng)力圖44，位移圖45如下所示。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985圖43半軸網(wǎng)格圖圖44半軸網(wǎng)格圖圖45半軸位移圖（3）結(jié)果表明，在施加的載荷作用下，半軸最大位移約為117MM，在臨近左支撐下部加強(qiáng)肋的附近，零件承受最大應(yīng)力為661E008N/M2，已知材料屈服強(qiáng)度785E008N/M2，其所受最大約為鋼材屈服應(yīng)力的六分之五，應(yīng)力情況合格。43輪轂買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985431設(shè)計(jì)思路輪轂又稱輪盤，是車輪上安裝輪胎的零件。我校賽車輪轂設(shè)計(jì)思路如下，先豎立輪輞，在輪轂內(nèi)放置立柱，卡鉗，剎車盤，測量輪輞深度，觀察并測量剩余空間，根據(jù)具體布置來設(shè)計(jì)外形，并不斷改善，做校核分析。432設(shè)計(jì)步驟（1）各個(gè)零件規(guī)格參數(shù)如下輪輞規(guī)格10INCH。輪輞單邊如下圖46所示。圖46輪輞單邊尺寸示意圖剎車盤直徑160MM；厚4MM；中間大孔直徑60MM；四個(gè)螺紋孔的孔徑為8MM、分布直徑80MM?？ㄣQ卡鉗尺寸如圖所示。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985圖47卡鉗尺寸示意圖立柱參照工程圖立柱內(nèi)部軸承型號為32910,基本參數(shù)見表41。表41軸承32910基本參數(shù)內(nèi)徑D50公稱寬度T15外徑D72外圈寬度C12外形尺寸（MM）內(nèi)圈寬度B15倒角1（2）將剎車盤、立柱、卡鉗、軸承在輪輞中按照規(guī)定位置布置后，其三維效果圖48如下所示。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985圖48位置布置圖（3）設(shè)計(jì)過程中，按照輪轂在后車架的作用，先確定其與輪輞單片的連接位置。固定銷的長度，十字軸式的固定結(jié)構(gòu)外形，不僅能確保在運(yùn)動(dòng)過程中輪轂的強(qiáng)度，也有效減輕了質(zhì)量，減小慣性，將輪轂與輪輞單片中間進(jìn)行軸向定位的凸臺銑出深孔，也是為了減輕輪轂質(zhì)量。（4）為避免卡鉗與輪轂連接剎車盤的固定孔的干涉，要在輪轂的軸向留出足夠空間。（5）輪轂與剎車盤的固定原則基本同（3），并根據(jù)剎車盤螺紋孔的規(guī)格選定螺栓和螺母。（6）輪轂軸向與輪邊球籠連接部分的外徑，由軸承決定，內(nèi)徑和花鍵尺寸，有球籠決定。（7）輪轂三維圖49如下所示，具體尺寸見工程圖。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985圖49輪輞示意圖433轉(zhuǎn)向工況下，后輪轂的受力分析設(shè)側(cè)向加速度A13G。（1）地面垂直力的計(jì)算靜載下情況下，前軸受力461370FZFMGN故其中單側(cè)車輪受力85F后軸受力,RZ故其中單側(cè)車輪受力7RF由于車輪轉(zhuǎn)向時(shí)會(huì)引起內(nèi)外側(cè)車輪受地面垂直載荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致內(nèi)側(cè)車輪受力減少，外側(cè)車輪受力增加。圖410轉(zhuǎn)向工況下車輪受力示意圖買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985內(nèi)外側(cè)車輪載荷轉(zhuǎn)移量相等，示意圖410如上，由力矩平衡得到201354ZGMFLMH（41）將數(shù)據(jù)帶入式41，可得468ZN后輪內(nèi)側(cè)車輪（右側(cè)車輪）受地面垂直力為232GRZF后輪外側(cè)車輪（左側(cè)車輪）受地面垂直力為11468GRZN（2）地面?zhèn)认蛄Φ挠?jì)算后輪所受側(cè)向力。21354209NLFMG（3）以左后輪為研究對象忽略輪胎自重，其受力如下圖411所示。圖411轉(zhuǎn)向工況下左后輪受力示意圖根據(jù)受力平衡，有422210COS7COS42INI1095XUALLCAPRZPLUCRGFFM式中買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985FUCA車架對上橫臂的作用力。FPR車架對斜推桿的作用力。FLCA車架對下橫臂的作用力。F2L地面對左后車輪的側(cè)向力。FGR1地面對左后輪的法向載荷。R為輪胎半徑。上橫臂，斜推桿與水平方向夾角分別為7,424由方程組42，解得，F(xiàn)UCA13962NFPR15967NFLCA22477N。（4）以左后輪轂為研究對象忽略輪轂自重，其受力分析如圖412所示圖412轉(zhuǎn)向工況下輪轂示意圖根據(jù)受力平衡，有2LLUMULFFR（43）式中FL、FU、FM、FZ輪轂通過與輪輞連接處四個(gè)螺栓作用在輪胎上的力連接處螺栓到輪轂回轉(zhuǎn)軸線的距離。R54MRR輪胎半徑由方程組解43，可得買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985。490138145102N43917LUMNFF垂直方向上，假設(shè)四個(gè)螺栓受力相等有ZGR解得。7Z（5）輪轂受力與上述力大小相等，方向相反。434轉(zhuǎn)向工況下，后輪轂的有限元分析已知零件材料為40CR，彈性模量211E010N/M2，泊松比033，屈服強(qiáng)度785E008N/M2。（1）根據(jù)裝配關(guān)系，對輪轂與半軸的連接端施加夾緊約束，對輪轂與輪輞連接處的螺栓施加夾緊約束。由上述法蘭強(qiáng)度校核過程可知，半軸傳遞到輪轂的扭矩為5617NM，故對輪轂與半軸的連接端添加扭矩570NM。對螺栓添加433（5）中計(jì)算所得的力，已知螺栓徑向截面面積785MM2，故對照圖413所示，中間兩個(gè)螺栓所受平均軸向壓力載荷為65E006N/M2，下部螺栓所受平均軸向壓力載荷為65E007N/M2，對上部螺栓施加分布力3900N。（2）同時(shí)根據(jù)輪轂所傳遞的最大扭矩，可知四個(gè)螺栓分別承受的最大扭矩為1425NM，故可對四個(gè)螺栓施加如圖413所示的四個(gè)徑向力。其受力方向均與螺栓的運(yùn)動(dòng)方向平行，大小均為1866N。圖413轉(zhuǎn)向工況輪轂所受約束示意圖（3）計(jì)算完成后，其網(wǎng)格劃分效果414，米塞斯應(yīng)力圖415，位移圖416如下所示。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985圖414輪轂網(wǎng)格劃分圖圖415轉(zhuǎn)向工況輪轂米塞斯應(yīng)力圖圖416轉(zhuǎn)向工況輪轂位移圖（4）結(jié)果表明，在施加的載荷作用下，輪轂邊最大位移約為00122MM，在輪轂與球籠連接處的附近，零件承受較大應(yīng)力為458E008NM2，約為鋼材屈服應(yīng)力值的五分之三，應(yīng)力情況合格。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985435輪制工況下，后輪轂的受力分析設(shè)制動(dòng)減速度A14G，（1）地面垂直力計(jì)算賽車在制動(dòng)過程中會(huì)發(fā)生前后輪的載荷轉(zhuǎn)移。根據(jù)受力平衡,有1214/ZGFLMGBHG（44）式中FZ1地面對單個(gè)前輪的法向作用力。FZ2地面對單個(gè)后輪的法向作用力。HG為質(zhì)心高度。由方程組44，解得。120394361ZZFNFN（2）面制動(dòng)力計(jì)算112247654BZ前輪后輪（3）以后輪胎和后輪轂為研究對象其受力分析如下圖417所示。圖417制動(dòng)工況下輪轂受力分析根據(jù)受力平衡，有買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985222204BHWXZZHTBFRFR（45）式中FHWT輪轂與輪輞連接處螺栓對輪輞作用力。FHWX輪轂對車輪作用X方向力。FHWZ輪轂對車輪作用Z方向力。R輪轂與輪輞連接處螺栓半徑，R54MM。由方程組45，解得26105439HWXZTFN（4）以剎車盤與輪轂的連接螺栓孔為研究對象根據(jù)力矩平衡，有114FR（46）式中F卡鉗對剎車盤的最大制動(dòng)力，為2500N。R1卡鉗作用位置距離輪轂回轉(zhuǎn)中心的距離，為72MM。R2螺紋孔距離輪轂回轉(zhuǎn)中心距離,為40MM。F螺栓對螺紋孔的作用力。由式46，得F1125N。（5）結(jié)論上述計(jì)算結(jié)果與434中輪轂受力相比，可知，后輪轂的設(shè)計(jì)滿足制動(dòng)工況下的受力要求。買文檔就送您CAD圖紙全套，Q號交流197216396或11970985結(jié)論設(shè)計(jì)并選定了后驅(qū)動(dòng)橋中各個(gè)零部件，包括鏈輪、鏈條、差速器、球籠、軸承的選購以及半軸、差速器支撐