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1、目录 摘要1关键词11前言2研究背景2334数字化功能样机软件系统7 892 ADAMS动力学建模与求解102.1 ADAMS采用的建模方法102.2 ADAMS的方程求解方案13 ADAMS采用的碰撞模型 163 数据建模17173.2 ADAMS建模203.2.1 UG建模以中心齿轮为例203.2.2 模型导入ADAMS22 4 ADAMS运动分析仿真24 244.1.1 绘制地板244.1.2 添加运动幅26 4.1.3 添加驱动力力矩28294.2.1 等速行驶(两轮阻力相同)30 4.2.2 差速行驶(两轮阻力不同)34365 结论36参考文献 37致谢38 滑动齿轮式差速器的动力学
2、分析与运动仿真 摘要：本仿真课题的设计原型属于一种农业机械变速器用差速器，具体涉及一种滑动齿轮式差速器。在熟悉该差速器的运行原理后，基于UG操作平台，研究了建模的通用方法，提出了机构传动时虚拟装配的方法，通过UG与ADAMS的数据交换接口把模型的几何数据导ADAMS中建立了差速系统的动力学模型，通过对左右轮所受阻力的情况分析，通过对两种工况即直线行驶和拐弯行驶工况进行仿真计算，验证了该差速器建模及传动系统建模过程的合理性。但针对复杂的机械系统，要想准确的控制运动，仅依靠ADAMS软件自身也很难做到。为了提高仿真结果的可靠性,在现有UG建模的根底上,把滑动齿轮式差速器模型从 UG导入ADAMS/
3、View中, 并对各连接点添加相应约束、反复修正参数之后进行了仿真,得到了左右差速轮的加速度曲线、速度曲线，得出速度差。分析研究结果说明,该差速器在给定条件下根本上符合设计要求。关键词：差速器；虚拟样机；动力学分析 Sliding Gear Differential Kinetic Analysis And Motion SimulationAbstract:The prototype of the simulation topic is an agricultural mechanical transmission with differential, and particularly re
4、lates to a sliding gear differential. After familiar with the operations principle of the rear differential,base on the UG operating platform, research the general method for modeling,proposed the method of virtual assembly when the mechanism drives.Importing geometric data model into ADAMS by using
5、 the UG and ADAMS data exchange interface,then build differential system dynamics model.Through the left and right wheels of drag analysis of the situation，through the two conditions that straight running and cornering driving conditions are simulated, verified the differential transmission system m
6、odel and the modeling process is reasonable.However, for complex mechanical systems, in order to accurately control the movement, rely solely on ADAMS software is difficult to do. In order to improve the reliability of the simulation results, on the basis of UG existing modeling,then sliding teeth d
7、o differential model is imported to ADAMS / View from the UG software , and adds a corresponding constraint on each of the connecting points, then simulate after repeated correction parameter.Get the left and right wheel accelerated velocity curve、velocity curve of the differential then draw speed d
8、ifference curve.The analysis results show that, in the given conditions,the differential basically meet the design requirements.Key words: Differentials;Virtual prototyping; Kinetic analysis1 前言 1.1研究背景在新车型的研发中，驱动桥作为汽车传动系中的一个关键性部件，其性能直接影响着整车性能，而差速器那么是其中的重中之重。差速器的作用是当汽车转弯行使或在不平路面上行使时，使左右驱动轮以不同的角速度滚动，
9、以保证两侧驱动轮与地面间作纯滚动运动。差速器的种类繁多，应用领域各异，优缺点明显。(1)开式差速器，是典型的行星齿轮组结构，开式差速器的优点就是在铺装路面上转弯行驶的效果最好；缺点就是在一个驱动轮丧失附着力的情况下，另外一个也没有驱动力。(2)限滑差速器，用于局部弥补开式差速器在越野路面的传动缺陷，它是在开式差速器的机构上加以改良，在差速器壳与齿轮反面之间增加摩擦片，优点就是提供一定的限滑转矩，缺点是转向特性变差，摩擦片寿命有限。(3)锁止式差速器，通过一定的机械结构把差速器锁死，实现两个半轴的同步转动。优点是在越野路面提供了最大的驱动力，缺点是在差速器锁止时，车辆转向极其困难；存在单车轮承受
10、发动机100转矩的可能，半轴会因为转矩过大而变形或折断；车辆在转向中，两半轴承受相反的转矩，如果两侧轮胎的附着力都很大，会扭断半轴。另外，这种差速器在车辆行驶过程中执行锁止动作，会产生比拟大的噪音。(4)电子差速器锁，电子差速器锁与上述几种相比，没有改变结构和特性，而是利用ABS或EBD系统来执行单侧制动打滑车轮，限制两驱动轮的转速差，保证两个驱动轮都有动力。优点是平安性好，不会损坏车辆。缺点需要电子系统，造价昂贵；在严酷环境下，电子产品的可靠性不如机械产品。这类差速器锁，由于本钱原因一般只应用于高档轿车和高档的SUV。汽车行驶时左右车轮在同一时间内所滚过的路程通常不等，如果驱动桥的左右车轮刚
11、性连接，那么行驶时不可防止地会产生驱动轮在路面上滑移或滑转，不仅会加剧轮胎磨损与功率和燃料的消耗，而且可能导致转向和操作性能恶化，所以为防止这些现象发生，汽车左右轮间都装有轮间差速器。但是当汽车越野行驶或在泥泞、冰雪路面上行驶，一侧驱动车轮与地面的附着系数很小时，尽管另一侧车轮与地面有良好的附着，其驱动转矩也随之减小，无法发挥潜在的牵引力，以致使得汽车停驶。为了保证汽车行驶，越野汽车通常采用差速锁和防滑差速器，这些结构通常比拟复杂，不适合用于农业机械做差速使用。在农业机械驱动系统中，通常不安装差速器，所以在转向时比拟困难，对于轮距窄的开沟机、田园管理机等，转向时利用人力强行扭转机械使得机械的左
12、右轮在地面出现相对滑动根本可以实现转向，但对于轮距相对较宽的移栽机、插秧机等，靠人力扭转机械根本不能转向。所以通常在驱动系统中采用牙嵌式转向离合器，转向时通过别离该侧的牙嵌式离合器，切断该侧的动力传递，而另外一侧的动力没有被切断而继续行驶，实现了大轮距农业机械转向。牙嵌式离合器转向虽然可以满足上述要求，但该机构操作复杂，转向灵活性差，牙嵌齿轮有冲击。 本设计针对现有牙嵌式离合器转向机构操作复杂，转向灵活性差，牙嵌齿轮有冲击，汽车上用的非限滑差速器不能满足农业机械差速后传递动力要求，限滑差速器又结构复杂，价格昂贵，不适合农业机械采用，提供了一种滑动齿轮式差速器，该差速器在差速的同时会保证至少有一
13、只动力输出轴在运动，从而可以可靠的传递驱动力矩，该机构结构简单，无需单独操作，使用方便，实用性强。采用如下技术方案实现：一种滑动齿轮式差速器，包括动力输出轴、滚轮架、端盖、轴承、箱体、支撑轴、弹簧、滑套和与动力输入轴的动力输入齿轮啮合的滑动齿轮，滑动齿轮空套在支撑轴的中部，滑动齿轮可以沿所述支撑轴的轴向移动，支撑轴的两侧分别固定有所述滚轮架，支撑轴的两端通过所述滑套安装在所述动力输出轴的内孔中，动力输出轴通过轴承定位在所述端盖上，端盖固定在箱体上，动力输出轴的一端为输出动力端，另一端与所述滚轮架相连，滑动齿轮的两侧面对称设置有绕滑动齿轮轴心均匀分布的多个凸台，滚轮架上安装有与所述滑动齿轮上的凸台对应的滚轮体组件，
