大型工程软件课程设计.docx

1、大型工程软件课程设计目录1绪论.11.1本课程设计的目的与意义.11.2驱动桥国内外发展现状.11.3本课程设计的主要内容和技术参数.12应用CATIA建模.22.1CATIA介绍.22.2主减速器的建模.22.2.1曲线齿锥齿轮的建模.22.2.2斜圆柱齿轮的建模.32.3其他部件的建模.52.3.1轴的建模.52.3.2差速器壳体的建立.72.3.3车轮的建模.73 应用CATIA装配.84 CATIA装配图导入ADAMS软件.95 应用ADAMS运动分析.10总结 .13参考文献.14课程设计任务书学 院专 业学生姓名学 号设计题目：驱动桥的运动学仿真（双级主减）技术参数: 参考菲亚特6

2、82N3型汽车双级主减速器，第一级传动比由一对曲线齿锥齿轮副所决定，第二级传动比由一对斜圆柱齿轮副所决定。主动锥齿轮和从动锥齿轮齿数分别为19和29，第二级主、从动斜齿圆柱齿轮齿数分别为14和59。因此，该车驱动桥的传动比即6.432、7.189、9.401。设计内容： 首先使用CATIA三维设计软件建立驱动桥各个零件的模型并且将其装配，再通过ADAMS虚拟样机分析软件进行运动学分析。进度安排：1.理解题目要求，查阅资料，学习软件，确定设计方案 1天2.实体建模 4天3.有限元分析或运动模拟 3天4.说明书撰写 1天5.答辩 1天1绪论1.1本课程设计的目的与意义通过对汽车驱动桥的研究，以加深

3、对汽车构造，汽车理论等知识的理解，为进入社会从事汽车技术工作奠定坚实的基础。本次课程设计使用CATIA三维设计软件建模和装配，通过ADAMS虚拟样机分析软件进行运动学分析，提高了运用三维设计软件工作的能力。1.2驱动桥国内外发展现状 目前国产驱动桥在国内市场占据了绝大部分份额，但仍有一定数量的车桥依赖进口，国产车桥与国际先进水平仍有一定差距。国内车桥长的差距主要体现在设计和研发能力上，目前有研发能力的车桥厂家还不多，一些厂家仅仅停留在组装阶段。实验设备也有差距，比如工程车和牵引车在行驶过程中，齿轮啮合接触区的形状是不同的，国外先进的实验设备能够模拟这种状态，而我国现在还在摸索中。在具体工艺细节

4、方面，我国和世界水平的差距还比较大，归根结底后桥的功用是承载和驱动。在这两方面，今年来出现了一些新的变化。另外，在结构方面，单级驱动桥的使用比例越来越高；技术方面，轻量化、舒适性的要求将逐步提高。总体而言，现在汽车向节能、环保、舒适等方面发展的趋势，要求车桥向轻量化、大扭矩、低噪声、宽速比、寿命长和低生产成本。1.3本课程设计的主要内容和技术参数 本课程设计为驱动桥的运动学仿真，主要针对主减速器进行运动学仿真，我参考的是菲亚特628N3型汽车的双级主减速器，第一级传动比由一对曲线齿锥齿轮副所决定，第二级传动比由一对斜圆柱齿轮副所决定。主动锥齿轮和从动锥齿轮齿数分别为19和29，第二级主、从动斜

5、齿圆柱齿轮齿数分别为14和59。因此，该车驱动桥的传动比即6.432、7.189、9.401。首先使用CATIA三维设计软件建模和装配，再通过ADAMS虚拟样机分析软件进行运动学分析。2应用CATIA建模2.1CATIA介绍CATIA是法国达索公司的产品开发旗舰解决方案。作为PLM协同解决方案的一个重要组成部分，它可以帮助制造厂商设计他们未来的产品，并支持从项目前阶段、具体的设计、分析、模拟、组装到维护在内的全部工业设计流程。CATIA V5版本是IBM和达索系统公司长期以来在为数字化企业服务过程中不断探索的结晶。围绕数字化产品和电子商务集成概念进行系统结构设计的CATIA V5版本，可为数字

6、化企业建立一个针对产品整个开发过程的工作环境。在这个环境中，可以对产品开发过程的各个方面进行仿真，并能够实现工程人员和非工程人员之间的电子通信。产品整个开发过程包括概念设计、详细设计、工程分析、成品定义和制造乃至成品在整个生命周期中的使用和维护。2.2主减速器的建模 主减速器的功用是将输入的转矩增大并相应降低转速，以及当发动机纵置时还具有改变转矩旋转方向的作用。本课程设计针对双级主减速器进行分析。参考菲亚特628N3型汽车，第一级传动比由一对曲线齿锥齿轮副所决定，第二级传动比由一对斜圆柱齿轮副所决定。2.2.1曲线齿锥齿轮的建模进入机械设计零部件绘制，建立草图，选择yz平面，画一个梯形，如图2

7、-1所示，退出草图，把yz平面偏离10mm，在改平面上绘制另外一个梯形，退出草图，将两个梯形的四个点用直线连上，如图2-2所示，再使用多截面实体命令将其建成实体如图2-3，然后创建轴线并且将其环形阵列，如图所示2-4所示，退出草图选择xy平面，画一个与锥齿轮一样大的梯形，退出草图使用旋转体命令，将其旋转成实体，再在yz平面内绘制一个圆，退出草图使用凹槽命令打孔，锥齿轮绘制完毕，如图2-5所示。另外一个锥齿轮的绘制方法一样，只是选择平面不同，最后完成图如图2-6所示。 图2-1梯形 图2-2 图2-3梯形实体图2-4 阵列梯形 2.2.2斜圆柱齿轮的建模 本课程设计用直圆柱齿轮代替斜圆柱齿轮建模

8、，将yz平面偏移60mm，绘制梯形并退出草图使用凸台命令将其拉伸20mm，然后创建轴线将其环形阵列如图2-7、图2-8所示。图2-5锥齿轮完成图1 图2-6锥齿轮完成图2选择偏移的平面，画两个半径分别为16.5mm、10mm的圆形，退出草图使用凸台命令拉伸环形，完成直圆柱齿轮的建模如图2-9所示。另外一个相啮合的直齿圆柱齿轮的绘制方法一样，只是选择平面和中心位置不同，最后完成图如图2-10所示。 图2-7轴线 图2-8 阵列梯形 图2-9直齿圆柱齿轮完成图12.3其他部件的建模2.3.1轴的建模选择不同的平面不同的中心点绘制半径10mm的圆形，然后将其拉伸，建立是三个不同的轴，如图2-11、图

9、2-12、图2-13所示。图2-10直齿圆柱齿轮完成图2 图2-11轴1 图2-12轴2 图2-13轴32.3.2差速器壳体的建立将yz平面偏移70mm，在（0，-57.5）处画两个圆，通过修剪命令绘制如图2-14图形，退出草图使用旋转体命令建立如图2-15所示图形。再在各个平面绘制图形，使用凹槽命令建立差速器壳体如图2-16。 图2-14草图 图2-15 图2-16差速器壳体完成图2.3.3车轮的建模偏移平面，绘制圆形，使用凸台命令建立三维立体模型，然后使用倒圆角命令完善车轮的模型，完成图如图2-17所示。 图2-17车轮完成图3 应用CATIA装配进入机械设计装配件设计，使用现有组件命令，

10、导入已经建立完的模型，使用相合约束和接触约束命令装配各个零件，如图3-1、图3-2所示。图3-1装配图图3-2装配细节图4 CATIA装配图导入ADAMS软件通过Sim Designer软件将catia文件导入adams中。打开Sim Desinger，CATIA软件也随之打开，选择数字模型 SD Motion workbench，打开已完成的装配图，使用命令添加运动副Revolute（旋转副）、Fixed,如图4-1所示。然后将图形保存为.cmd格式的文件。图4-1导入图打开ADAMS软件，Import a file选择刚才保存的文件，导入成功，如图4-2所示。图4-2导入成功图5 应用AD

11、AMS运动分析添加耦合副，将齿轮间的运动连接在一起，将动力传递下去，如图5-1所示。图5-1耦合副进行运动仿真，仿真成功，如图5-2所示。在主动、从动锥齿轮上分别建立一mark点，单击右键measure测量主动、从动锥齿轮上的速度与加速度，如图5-3、5-4所示。在主动、从动斜齿轮上分别创建mark点，测量速度与加速度，如图5-5、图5-6所示。在车轮上创建mark点测量速度与加速度，如图5-7所示。图5-2仿真图图5-3 主动锥齿轮速度图5-4 主动锥齿轮加速度图5-5 从动锥齿轮速度图5-6从动锥齿轮加速度图5-7主动斜齿轮速度图5-8从动斜齿轮加速度图5-9车轮速度图5-10车轮加速度总

12、结通过这次课程设计，我熟练的掌握了CATIA软件和ADAMS软件的操作方法，也对汽车构造、汽车理论等专业只是有了进一步的了解。用CATIA建模时尤其是创建齿轮的模型时和将CATIA文件导入ADAMAS软件中遇到了许多困难，但是我没有放弃，通过查找书籍上网等途径最终克服了这些困难完成了课程设计。最终运动仿真测量的速度与加速度结果与真实值有差距，经分析，我猜测是在齿轮建模时齿形不标准导致仿真运动与实际运动不一样从而致使测量值不准确。参考文献1 陈家瑞. 汽车构造：下册 M.北京：机械工业出版社，2002.22 李玫.中外汽车构造图册：底盘分册 M.吉林科学技术出版社，1966.83 丁仁亮.CATIA V5基础教程 M.北京：机械工业出版社，2006.14 尤春风，等.CATIA V5曲面造型 M.北京：清华大学出版社，20025 孙桓，等.机械原理 M.北京：高等教育出版社，2010.16 阎岩，等.汽车构造实习指导 M.北京：机械工业出版社，2005,9