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1、 前 言机械零部件的测绘能更好的提高学生的动手和绘图能力，是工程机械专业的重要实验环节。其目的是使我们通过实验了解和掌握有关机械零部件的结构和工作原理，增强机械零部件形体的空间概念，将理论知识在感性的基础上更深层次的理解。同时还可以熟练的掌握测量的方法以及量具的使用。工程图的制定则是根据对所测绘零件的技术要求的分析，进一步巩固和完善所学的机械制图知识，结合已学的专业知识，合理的选择装配公差、加工余量涉及的专业知识广泛，对提高自身的专业知识应用能力有重大的意义。运动仿真是运用三维建模后装配，并使用销钉、刚性等各种连接后加上各类运动副，如齿轮副、凸轮机构等，添加伺服电机对所设计的装配体进行运动学分
2、析通过仿真输出数据与理论数据进行比较，并检查干涉，修改不合理零部件。有限元结构分析则是通过对零件三维模型的载荷，约束等情况的分析，结合所学有限元理论，对零件的强度在 proe 的结构分析模块下做校核，并根据计算的应力对零部件做相应的改进设计。对提高机械软件的应用能力、加深对零件应力集中的产生及预防控制方法的理解。差速器部分设计及驱动桥壳有限元分析目 录前言第一章 差速器部分 的测绘 .11.1 测绘的目的和意义 .11.2 测绘的方法和注意事项 .11.3 测量工具 .11.4 测量过程 .2第二章 差速器部分三维建模 .52.1 各零部件实体模型的建立 .52.2 差速器部分总装图 .6第三
3、章 工程图的制作 .7第四章 差速器运动仿真分析 .84.1 差速器原理 .84.2 机构运动仿真 .94.3 获取仿真结果及分析 .9第五章 驱动桥壳限元结构分析 .115.1 桥壳有限元模型的建立 .115.2 桥壳有限元分析 .11第六章 结语 .156.1 主要内容及成果 .156.2 感受与展望 .15致谢差速器部分设计及驱动桥壳有限元分析参考文献附录全套 图纸三维仿真，加差速器部分设计及驱动桥壳有限元分析第一章 差速器部分的测绘1.1 测绘的目的和意义机器测绘就是对现有的机器或部件进行实物测量，绘出全部非标准件零件的草图，再根据这些草图绘制出装配图和零件图的过程( 简称测绘 )。
4、它在对现有设备的改造、维修、仿制和先进技术的引进等方面有着重要的意义。测绘目的：(1) 复习和巩固己学知识，并在测绘中得到综合用。(2) 掌握测绘的基本方法和步骤，培养初步的部件和零件的测绘能力。(3) 为后续课程的设计和毕业设计奠定基础。1.2 测绘的方法和注意事项 测绘方法：（1）做好测绘前的准备工作，如领取部件、量具、工具等，准备绘图工具、图纸并做好测绘场地的清洁卫生等等。 （2）了解部件。 （3）绘制装配示意图，拆卸零件。 （4）绘制零件草图。 （5）量注尺寸。 （6）确定并标注有关技术要求。（7）绘制装配图。 （8）绘制零件图。 1测绘过程中需注意事项：a.测绘过程中的设备、人身安全
5、注意事项。 b. 在拆卸零件时应注意以下几点：（1）注意拆卸顺序，严防破坏性拆卸，以免损坏机器零件或影响精度。 （2）拆卸后将零件按类妥善保管，防止混乱和丢失。 （3）要将所有零件进行编号登记并注写零件名称，对每一个零件最好挂一个对应标签。 c.标注尺寸时应注意以下问题:(1) 两零件的配合尺寸，一般只在一个零件上测量。(2) 对一些重要尺寸，仅靠测量还不行，还需通过计算来校验，如一对啮合齿轮的中心距(3) 对零件上的标准结构尺寸，如倒角、圆角、键槽、退刀槽等结构和螺纹的大径等尺寸，要查阅相关标准来确定。d.在绘制装配图的过程中，若发现零件草图上的形状或尺寸有错，应及时更改，再继续画装配图。
6、e.在完成测绘任务后，对图样全面检查、整理。1.3 测量工具测量尺寸常用量具有：钢板尺、外卡钳和内卡钳。测量较精确的尺寸，则用游差速器部分设计及驱动桥壳有限元分析标卡尺等。 21.4 测量过程（1）差速器部分工作原理及拆卸装配顺序差速器是驱动轿的主件,其作用就是在向两边半轴传递动力的同时,允许两边半轴以不同的转速旋转,满足两边车轮尽可能以纯滚动的形式作不等距行驶,减少轮胎与地面的摩擦。差速器的主要装配线如下：A、先将4个行星齿轮以及行星齿轮垫片套到十字轴作为一个小组件A。 B、差速器壳a部分 半轴齿轮垫片半轴齿轮组件A半轴齿轮半轴齿轮垫片差速器壳b部分上螺栓将从动锥齿轮用螺栓螺母固定在差速器壳
7、A部分。差逮器在分解与装配时注意：拆圆锥滚子轴承时必须使用专用工具,如图1.1。更换齿轮、差速器壳,必须重新调整主、从动锥齿轮的位置。拆卸行星齿轮轴时,先拆下弹性圆柱销,然后用铜冲将行星齿轮轴敲出。从动锥齿轮与差速器壳连接螺栓应均匀交叉拧紧，拧紧力 矩为90N.m。图1.1 拆装圆锥滚子轴承（2）零件草图的画法A、 选择表达方案用一组图形，完整、清晰地表达出零件的内外结构形状。表达方案的选择可参考四大典型零件的表达方案，分析所画零件为哪一类，然后根据其特点，正确选择所需的表达方法。B、尺寸测量和标注差速器部分设计及驱动桥壳有限元分析分析尺寸：首先要选择尺寸基准，基准应考虑便于加工和测量，画出所
8、有尺寸界线和尺寸线。分析尺寸时主要从装配结构着手，对配合尺寸和定位尺寸直接注出，其它尺寸则按定形尺寸和定位尺寸考虑，最后确定总体尺寸。集中量注尺寸：对零件各部分尺寸，从基准出发，逐一进行测量和标注。对有配合关系的尺寸，应同时在相关的零件草图上注出，以保证关联尺寸的准确性，同时也节省时间。（3） 标准件与常用件的测绘在机械设备中，标准件与常用件应用非常广泛，其种类繁多、数量也大。因此，它们的测绘是一项不容忽视的工作。对标准件，一般不需要画零件草图和零件图，只需正确测量其主要尺寸，然后查找有关标准，确定标准件的类型、规格和标准代号，并将其填入装配图明细表中。对常用件应画出零件草图和零件图，常用件上
9、的标准结构，如齿轮的模数、键槽等尺寸，应根据有关参数查表取标准值，在图上直接注出。对配套使用的螺纹紧固件，应注意对照其规格和有关尺寸查找标准代号填入装配图明细表中。（4）画差速器配图草图 确定表达方案根据装配图的视图选择原则，确定表达方案。主视图的选择应符合其工作位置或习惯放置位置，并对其做全剖表达清楚各个零件，将内部的装配关系以及差速器的工作原理表达清楚。俯视图主要是表达外形，对螺柱连接部分进行局部剖视，表达次要连接。左视图用于体现尺寸等。 3确定绘图比例、图纸幅面，绘制各视图在表达方案确定以后，根据部件的总体尺寸和绘图比例选定图纸幅面，建议选差速器部分设计及驱动桥壳有限元分析用A0图幅，1
10、:1比例。画装配图的步骤如下：(1) 合理布图，画出作图基准线画出图框、标题栏及明细表的底稿线，再画各视图的基准线，即轴线、对称平面线及其它作图基准线，然后画主要零件的部分轮廓线。(2) 依次画出装配线上的各个零件(3) 画剖面线装配图上应标注的尺寸装配图上应标注以下五类尺寸:(1) 规格性能尺寸(2) 装配尺寸配合尺寸及公差代号。(3)总体尺寸柱塞泵的总长、总宽 、总高 ( 通过计算或从图中量取 )。(4) 安装尺寸检查、加深经检查校对后，擦去多余的图线，然后按线型加深。画箭头，填写尺寸数值、零件编号、标题栏、明细表及技术要求等。全面检查，完成全图。差速器部分设计及驱动桥壳有限元分析第二章
11、差速器部分三维建模实体模型的建立是实现CAD/CAE/CAM 一体化的基础运动仿真能够直观地再现机器的工作原理。2.1 各零部件实体模型的建立后桥各零部件实体模型的建立通过参数化建模，用户能单纯地输入齿轮设计的已知条件（如齿数压力角及模数和齿宽等） ，PRO/E 系统即可自动创建出齿轮的三维几何模型。参数化设计是指用参数来表示零件的尺寸大小和属性，工程技术人员可以通过修改零件大小形状和属性，然后可得到各种不同规格的零件。如图2.1 所示，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，可替换性极高。 4 图2.1 （主从动锥齿轮、半轴齿轮、行星轮）利用特征选项里
12、的拉伸、旋转、混合扫描及阵列等操作命令，生成半轴、差速器壳轮毂及各类非标准垫片等零件，如图2.2所示。差速器部分设计及驱动桥壳有限元分析图2.2 特征件 图2.3 标准件利用各类标准零件导出后再修改成符合自己需要的各类两件，例如7609E圆锥滚子轴承、弹簧垫片、各类螺栓以及螺母等，可以节省不少建模的时间，如图2.3所示。2.2 差速器部分总装图既然组件要运动，那么组件在组装时就不能被完全约束（即死锁）,而是要部分约束。但是所谓部分约束并不是组装不完全，而是根据各组件的运动形态及彼此间的相对运动情况，通过部件间各种连接（connection ） 的设定，来限制组件的运动自由度。 （轴承）总装配图如图2.4 所示。全剖截面图如图2.5所示。 5 图 2.4 差速器总装图 个人体会：在 Pro/e 装配时，先在 Pro/e 内测量各个两件的某些影响到定位的尺寸后记录，在新建装配文件前，先建一个差速器部分设计及驱动桥壳有限元分析定位各基准的只有定位轴和定位面的文件，可以提高装配速度和减少错误以及返工率。如图 2.6 为 Pro/e 完成装配后生成爆炸图。图 2.5 全剖显示 图 2.6 差速器爆炸图第三章 工程图的制作在 Pro/e 里完成差速器部分的装配后，建立工程图模板后开始制定工程图，主要有以下几个过程。 6按照草图的安
