某越野車扭桿懸架行走機(jī)構(gòu)優(yōu)化與強(qiáng)度分析.pdf

1、采用扭桿懸架行走機(jī)構(gòu)的越野車具有強(qiáng)勁的攀爬能力和適應(yīng)各種地形的能力，能在復(fù)雜地形上自由行駛，是一種全地形行動(dòng)工具，具有廣闊的市場(chǎng)前景，開(kāi)發(fā)此車具有較大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。越野車扭桿行走機(jī)構(gòu)主要包括輪邊減速器、扭桿懸架和車架。輪邊減速器聯(lián)結(jié)車輪與車架，在整車行駛過(guò)程中直接承受來(lái)自路面的沖擊載荷，在保證其強(qiáng)度的同時(shí)減少其質(zhì)量是箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)；扭桿懸架為非線性懸架，對(duì)各懸架進(jìn)行剛度匹配，從而減小整車彈性中心與重心的距離是扭桿懸架的設(shè)計(jì)難點(diǎn)；行駛工

2、況的復(fù)雜多變，必然導(dǎo)致越野車扭桿行走機(jī)構(gòu)在工作中受載嚴(yán)重，直接影響到各組件的性能與強(qiáng)度，甚至整車的正常工作和使用壽命。本文結(jié)合某扭桿懸架行走機(jī)構(gòu)的越野車的開(kāi)發(fā)，對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行了較深入的研究，建立了越野車行走機(jī)構(gòu)通過(guò)扭曲路面的瞬態(tài)模型，通過(guò)應(yīng)力水平和疲勞壽命對(duì)行走機(jī)構(gòu)在復(fù)雜工況下的變形與應(yīng)力分布及疲勞壽命等進(jìn)行評(píng)估。全文主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論有：
　　首先，為得到輪邊減速器齒輪傳遞載荷，從整車傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力輸入端發(fā)動(dòng)機(jī)出發(fā)，計(jì)算傳動(dòng)系換向

3、器和輪邊減速器齒輪載荷，并將減速器齒輪載荷向軸承座進(jìn)行等效轉(zhuǎn)化。
　　其次，建立輪邊減速器有限元模型，對(duì)其進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化分析。根據(jù)優(yōu)化分析結(jié)果對(duì)減速器箱體模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)，并對(duì)優(yōu)化后輪邊減速器模型進(jìn)行了靜強(qiáng)度分析。結(jié)果顯示：箱體上最大應(yīng)力為119MPa，箱體材料安全系數(shù)超過(guò)2.3，箱體靜強(qiáng)度好。
　　再次，通過(guò)對(duì)扭桿懸架進(jìn)行機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化，并進(jìn)行Matlab編程得到各懸架剛度。基于剛度計(jì)算結(jié)果，通過(guò)修改扭簧參數(shù)使整車彈性中心與重

4、心在設(shè)計(jì)許可范圍內(nèi)，對(duì)懸架進(jìn)行剛度匹配。結(jié)果顯示：前（后）左懸架，中右懸架扭簧直徑分別修改為40mm，50mm，整車彈性中心與重心水平距離為41mm，滿足設(shè)計(jì)要求。
　　最后，建立了越野車行走機(jī)構(gòu)整體模型，對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)和瞬態(tài)強(qiáng)度分析。準(zhǔn)靜態(tài)結(jié)果表明：優(yōu)化設(shè)計(jì)后各扭桿懸架受載均勻，懸架剛度匹配較好，車架靜強(qiáng)度最小安全系數(shù)超過(guò)1.5，車架靜強(qiáng)度好。瞬態(tài)結(jié)果表明：從應(yīng)力水平和疲勞壽命兩方面來(lái)看，越野車行走機(jī)構(gòu)的車架、扭桿懸架和輪邊減速