基于ADAMS的履带车辆差速转向机构虚拟样机分析

论文摘要

静液压双功率流差速转向机构是目前最先进的履带车辆转向机构,传统的传动系统设计方法缺点明显,而在建造物理样机之前利用虚拟样机技术建立静液压双功率流差速转向机构的虚拟样机,模拟实际工况下差速转向机构的运动学和动力学特性,得到各项动力学参数对提高产品质量,降低成本,缩短开发周期有巨大意义。本文分析了履带车辆差速转向机构的组成和工作原理,对差速转向机构进行了适当简化,分析了差速转向机构的运动学和动力学特性,利用UG和ADAMS软件建立了履带车辆差速转向机构的虚拟样机,对虚拟样机的单功率流工况、双功率流工况分别进行了运动学分析,分析结果显示差速转向机构运动与工作原理相符。计算了履带车辆在直线行驶和原地转向时的极限工况,得到虚拟样机的极限阻力矩,并对虚拟样机进行了动力学分析,得到了履带车辆极限工况下的动力学曲线,发现扭矩特性曲线在一定范围内波动,均值与理论计算结果相符。使用WORKBENCH对行星齿轮机构进行应力分析并对行星齿轮机构和液压传动机构进行了模态分析,得到了行星齿轮机构危险点处最大应力和安全系数以及差速转向机构的固有频率。通过对差速转向机构虚拟样机分析,验证了静液压双功率流差速转向机构的可行性。为履带车辆差速转向机构的设计提供了一种先进的分析手段。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 履带车辆转向机构的研究现状
• 1.2.1 单功率流转向机构
• 1.2.2 双功率流转向机构
• 1.3 双功率差速转向机构的国内外研究水平
• 1.4 本课题的主要内容和研究方法
• 1.5 本章小结
• 第二章 虚拟样机技术基本原理
• 2.1 Adams软件简介
• 2.2 计算多刚体系统动力学
• 2.3 多刚体系统动力学基本算法
• 2.3.1 多刚体系统运动学方程
• 2.3.2 多刚体系统运动学方程的求解算法
• 2.3.3 多刚体系统动力学方程
• 2.3.4 多刚体系统动力学方程的求解
• 2.4 UG软件介绍
• 2.5 ANSYS和WORKBENCH软件介绍
• 2.6 本章小结
• 第三章 差速转向机构运动学和动力学分析
• 3.1 静液压差速转向机构工作原理
• 3.2 差速转向机构运动学特性分析
• 3.2.1 变速箱输入轴单独工作
• 3.2.2 液压马达单独工作时
• 3.2.3 一般转向工况
• 3.3 差速转向机构动力学特性分析
• 3.3.1 差速转向机构的受力分析
• 3.3.2 差速转向机构的扭矩特性
• 3.4 本章小结
• 第四章 差速转向机构虚拟样机的建立
• 4.1 差速转向机构三维模型的建立
• 4.2 虚拟样机模型的导入
• 4.3 模型约束的添加
• 4.4 本章小结
• 第五章 差速转向机构虚拟样机分析
• 5.1 差速转向机构虚拟样机运动学分析
• 5.1.1 单功率流工况分析
• 5.1.2 双功率流工况分析
• 5.2 虚拟样机动力学分析
• 5.2.1 阻力矩的确定
• 5.2.2 一般路况动力学分析
• 5.2.3 直线行驶极限工况
• 5.2.4 原地转向极限工况
• 5.3 结论
• 5.4 本章小结
• 第六章 差速转向机构有限元分析
• 6.1 行星齿轮机构应力分析
• 6.2 差速转向行星齿轮机构模态分析
• 6.3 液压传动齿轮机构模态分析
• 6.4 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文