基于COSMOSMotion的轴向滑块凸轮式差速器的运动仿真

副标题#e#    0引言
   
    随着计算机辅助设计制造技术的飞速发展，计算机仿真技术已成为工程技术人员极其重要的科研工具，使得工程技术人员的设计方法和手段越来越丰富，计算机仿真技术在现代工程设计中发挥着极其重要的作用。
   
    COSMOSMotion软件是一种能为广大用户提供实现数字化功能样机的优秀工具，它与当今主流的三维CAD软件Solid Works无缝集成，是全功能的运动仿真软件，可以建立各种复杂运动机构的精确运动模型，并对运动机构进行运动学和动力学仿真，得到机构中各零部件的运动情况，分析其零件的位移、速度、加速度、作用力与反作用力等，并以图形、动画、表格等多种形式输出运算结果。通过对零件的结构设计、应用材料以及工作条件的调整，可得到不同的仿真结果，尽而选择最佳设计方案。大大简化了机构的设计开发过程，缩短了开发周期，减少了开发费用。同时又提高了产品质量、总之.COSMOSMotion功能强大，求解可靠，求得的仿真结果与实际情况十分吻合，完全能够满足用户对运动仿真的各种需求。差速器是驱动桥的核心部件，它的性能好坏直接影响车辆的通过性。针对现有差速器存在的锁紧系数小、尺寸大等问题，孙传祝等人研制了一种轴向滑块凸轮式差速器。该差速器的综合性能好，结构简单，体积小，提高了车辆的通过性。为此，本文根据轴向滑块凸轮式差速器的设计要求和特点，利用COSMOSMotion软件仿真模拟了该差速器的运动和工作过程。利用运动仿真技术分析研究了差速器的运动特性，验证了其差速原理，并获得了所需要的数据。
   
    1差速器的用途
   
    车辆在拐弯时，车轮的运动轨迹是一条圆弧(如图1所示)，在相同的时间里，两侧车轮滚动的距离不相等。即使车辆直线行驶，也会由于左右车轮在同一时间内所滚过路面的垂向波形的不同，或由于左右轮胎气压、轮胎负荷、胎面磨损程度的不同以及制造误差等因素，引起左右车轮外径不同或滚动半径不相等。为使车轮做纯滚动，既不产生滑移又不产生滑转，则需两侧车轮存在一个转速差，于是就有了差速器。差速器的作用是将主减速器传来的动力传递给左、右半轴的同时，允许左右半轴以不同的速度旋转，使得两侧车轮以纯滚动的形式做不等距离行驶，以减少轮胎与地面的磨损，降低动力消耗。设计差速器时，要满足左右两侧半轴的转速之和等于差速器输人转速的两倍这一关系。
   

    2轴向滑块凸轮式差速器简介
   
    2.1结构组成
   
    轴向滑块凸轮式差速器主要由差速器壳、差速器盖、差速轮、滑块及碟形弹簧等组成，如图2所示。
   

    2.1.1差速轮
   
    差速轮的凸轮面(工作面)为左右旋交替、螺距相同的螺旋面，从而沿圆周形成了多个形状相同的凸起，且螺旋面的母线呈内高外低的倾斜状态，如图3所示，左右两差速轮结构相同，采用花键分别与左右半轴联接。差速轮是该差速器的动力输出件，它将动力通过花键轴传递给驱动轮。