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1、 .毕业设计（论文）设计说明书题 目20吨轮式挖掘机后桥桥壳设计与分析专 业 机械设计制造与其自动化 / 前言2010年，我国挖掘机行业延续了2009年的发展态势，在政府加大基建投资、推进城镇化建设等多种政策叠加效应的作用拉动下，实际累计销售总量超过16.5万台，比2009年增长74.5%。2011年上半年，中国境25家主要挖掘机制造商销售挖掘机12.8万台，比2010年同期增长31.98%，。受国家推动的大规模基建计划和房地产行业投资景气的影响，中国挖掘机市场将会有进一步的增长。未来挖掘机行业前景看好，中西部地区和东北地区随着经济建设的加快和施工项目的增多，对挖掘机的需求量也将逐年增大。但行
2、业中产销量80%为日、美等外资所占。有据统计，在西方发达国家轮挖需求量约占挖掘机需求总量的12，有的甚至达到7080，应用十分广泛。而我国的轮挖仅为3左右，故从世界围轮挖我国的应用有待挖掘。16 轮式挖掘机是铲土运输机械中的机种之一，轮式挖掘机是轮胎行走、周期作业、建筑型的挖掘机。其以行走速度快、能远距离自行转场与可快速更换多种作业装置的机动、灵活、高效的特点，在机场、港口、油田、矿藏、城乡建设、农田水利、快速抢修等物料挖掘、搬移方面得到充分利用。近年来，随着我国经济建设步伐的加快，工程机械特别是轮式挖掘机产品在产量、品种和技术水平上有了一定的发展。从轮式挖掘机长期需求市场分析，估计近几年会有
3、一定的增长，而且主要品种仍会以中、小吨位产品为主。目前，我国生产轮式挖掘机的企业约在10家左右，其中有3家合资公司，如中美合资詹阳机械工业，不久前他们开发生产的高速行驶轮式挖掘机填补了国空白。其最新开发的高速行驶轮式挖掘机每小时行驶速度达54 km，实轮式挖掘机行驶速度的重大突破。 驱动桥的振动特性不但直接影响着其本身的强度，而且也对整车的舒适性和平顺性有着至关重要的影响。因此，对驱动桥进行模态分析，掌握和改善其振动特性，是设计中的重要方面。另外，模态分析也是进一步的谐响应分析、瞬态动力学分析的前提。8、11目录摘 要-Abstract-第1章 绪论1.1 国外、国研究概况-11.2 国外车桥
4、的现状与市场需求预测-1 1.3 模态分析-31.4 设计的重点与难点-4第2章 桥壳的基本参数确定2.1 后桥的结构特点与工作原理-62.2 运动参数和动力参数的计算-72.2.1半轴的型式-72.2.2半轴的设计与计算-8第3章 具体设计计算3.1 桥壳的静弯曲应力计算-113.2 桥壳在不平路面冲击载荷作用下的桥壳计算-123.3 挖掘机以最大牵引力行驶时的桥壳计算-123.4 挖掘机紧急制动时的桥壳强度计算-153.5 挖掘机受最大侧向力时的桥壳强度计算-18 第4章 进行整体的力学分析4.1 基于por/e初步建模分析-244.2 基于pro/e的mchanicica模块对改进后三维
5、模型分析-25 4.2.1 挖掘机静止垂直载荷工况-26 4.2.2 挖掘机在不平路面冲击载荷作用下的工况-28 4.2.3 挖掘机在最大牵引力行驶时的工况-30 4.2.4 挖掘机紧急制动时的工况-32 4.2.5 挖掘机受最大侧向力时的工况-34第5章 优化设计-37第6章 结论-46致 -47参考文献-49摘要 挖掘机驱动桥是传动系统中的一个重要的部件，其结构形式、性能好坏直接影响到整车的行驶和动力性能。驱动桥壳承受载荷大，而传统力学计算方法又存在无法获得驱动桥总体应力分布的缺陷。本论文采用传统力学计算方法、三维实体建模方法、有限元方法，强度分析方法等对驱动桥做了详细的研究工作。 采用三
6、维CAD 软件 proe 建立了汽车驱动桥桥壳的三维几何模型，然后结合后轿有限元模型和材料属性利用 mchanicica 软件进行满载最大垂直载荷、最大制动力、最大牵引力和最大侧向力四种典型工况下的强度分析，以验证驱动桥壳在极限工况下的结构变形、应力分布规律，结果表明设计符合要求。通过线性静态分析获得了4种工况下桥壳的变形与应力分布情况，并依据仿真分析结果提出了结构改进方案，改进后的桥壳质量有所降低、性能有所提升并且具有良好的抗振性。寿命达到国家标准要求，为驱动桥的强度评价与疲劳寿命估算提供了相关数据。关键词：挖掘机，后驱动桥，后桥桥壳，有限元分析ABSTRACT The drive axle
7、 is a vital important component to excavator, because its structure constituent and property have much direct effect on kinematics and dynamic performance of excavator. The drive axle bears large load, while the traditional mechanics technologies unable to obtain the defect of stress that distribute
8、d the overall the transaxle.In this paper, detail description is given for the structure constitute and working characteristic of drive axle, and traditional mechanics calculation technologies,three-dimensional entitys modeling method, finite element method, etc, are adopted. The finite element anal
9、ysis research background of strength and modal on automobile driving axle housing structural was introduced. The three dimensional geometry model of automobile driving axle housing was established by using the three dimensional CAD software proe，Then in combination with Finite Element(FE)models，Usin
10、g mchanicica software, intensity analysis is made under four typical working conditions, full vertical load, maximumbraking force, maximumtraction force and maximumlateral force, to verify the structural deformation and the stress distribution lawof the drive axle housing under extreme working condi
11、tions and the result shows that the design can meet the requirements.The deformation and stress of the axle housing under four working conditions were obtained by linear static analysis. Moreover, some program about structural improvement based on analysis results were proposed. Comparing with former axle housing, the new one was lighter and has better properties，its fatigue life meeting national standard and hasthe good vibration-proof.The related data can be provided for the driving axle intensity appraisal and the fatigue li
