基于UG的某型电动汽车传动系统的建模研究
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇基于UG的某型电动汽车传动系统的建模研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘要 本文以国产某型电动汽车为研究对象，利用UG三维软件技术，建立其传动系各零部件的三维模型，为完成整个模型的装配工作，确定模型的主要参数和在ADAMS中建立其动力学模型奠定了基础，为传动系的继续深入研究铺设了一个模型平台。
中图分类号U469 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）55-0050-02
0 引言
UG软件具有强大的建模功能，UG在航空航天、汽车、通用机械、工业设备、医疗器械以及其它高科技应用领域的机械设计和模具加工得到了广泛的应用。车辆动力传动系用于储存、产生和传递能量流，使车辆获得运动能力。电动车也采用电动机－传动系的传动流程，动力由变速箱传递给传动轴，再经过减速后传递到后轮，驱动车辆前进。本文采用在UG中建立传动系的三维模型，为进一步导入ADAMS软件进行仿真奠定了研究基础。下面介绍一下该电动车传动系在UG软件中的建模及装配过程。
1 简化模型
电动车的结构与普通轿车有着明显的不同，首先，现有某型电动汽车在传动上采用后驱结构，结构较为简单；其次，某型电动汽车传动系中存在着很多辅助的小构件，建模时可以适当简化。由于本文不涉及制动部分，因此建模时可以忽略制动器组件，同时万向节部分采用约束处理，可以省略万向节部分的建模，只对主减速器、差速器和后半轴进行建模。同时在主减速器建模时，由于该次设计未涉及齿轮强度问题，这时对模型进行简化，仅仅做出齿轮的啮合半径的圆柱或圆锥体，进行装配得到变速箱和减速器齿轮模型。传动系各个组成部件的相互位置关系是根据车架各个节点的位置确定的，因此在对车架部分的节点利用三维坐标仪进行测量，应特别注意各个关键部件的相互位置关系。
2 传动系的建模
利用UG软件建立某型电动汽车的传动系的主要组成部分为主减速器、差速器、后轴、传动轴组件的三维模型，建立模型时对模型进行简化和装配其装配关系应与实际情况一致，同时保证装配模型不发生运动干涉。
2.1 锥齿轮减速器的建模
现有的福跃某型电动汽车的动力输出后，直接采用一对锥齿轮进行减速，其传动比为1:4。在建立齿轮模型时可以采用两种方式建立其模型，一是按照实际尺寸和齿形建立其三维模型进行分析，按照碰撞理论进行仿真设置；二是由于在本次仿真中未涉及齿轮强度，同时在仿真时可不考虑干涉问题，因此可以将齿轮简化为直径等于分度圆的圆柱体或圆锥，并且在装配时保持其啮合即可，如图1所示。这种简化方法在不改变传动比的前提下，可以方便地对模型进行参数化设置，还可以提高仿真速度和精确程度，有利于进行进一步地研究，在本次的仿真中，仅对整车模型的动力性进行分析，因此建模时采用了第二种方法建立锥齿轮减速器模型，使模型的齿轮直径满足变速比要求。按照减速比要求建立简化后的三维模型如图1所示。在建立和装配完成锥齿轮减速器的三维模型后，还需与其他传动件的模型进行装配生成其传动系三维实体模型。
2.2 传动轴的建模
在锥齿轮减速器和主减速器之间还有一段较短的传动轴，在传动系中起到传递扭矩的作用，其是典型的旋转件，可以用“旋转”命令建立它的模型。纵轴的两端采用万向节连接，在建立模型时采用前述所示的简化方法，采用万向节约束代替实际的万向节。在建立模型时首先在草图中建立纵轴的外形尺寸线，然后利用外形轮廓线，围绕纵轴的轴线旋转360°后，得到纵轴的三维模型如图2所示。在建立纵轴的三维模型时应该注意：为了为其他零件提供定位基准，同时使建立的模型的转动惯量与实际相同，要精确建立轴的轴肩，其他的小的部件可以简化不用建立其三维模型。
2.3 主减速器的建模
该型电动汽车的主减速器，采用一对普通锥齿轮减速机构，按照前面锥齿轮减速器的分析和齿轮简化方式，建立大、小锥齿轮的三维模型。在建立完成大小锥齿轮三维模型后，对主减速器进行装配，利用前面标记出的圆锥母线与中心线的交点，使大小锥齿轮的轴线相互垂直相交，同时锥齿轮的母线相切，这时小锥齿轮和大锥齿轮的轴线共面，这为以后的在ADAMS中添加约束提供了方便。装配后的主减速器的齿轮模型如图3所示。
2.4 差速器的建模
该型电动汽车采用行星齿轮差速器，根据行星齿轮差速器的结构和锥齿轮减速器建模的简化过程，建立差速器的简化模型，其中行星齿轮架省略。建立的模型如图4所示。
在建立和装配完成差速器齿轮后，在与主减速器齿轮、减速器壳和传动轴装配生成后桥的主要传动部件的三维如图5所示。在主减速器装配完成后，作为一个组件，与锥齿轮减速器和后面建立的后半轴的三维模型，装配生成该型电动汽车传动系的三维模型。
2.5 后轴的建模
该型电动汽车传动系的后轴是典型的旋转件，采用“旋转”命令生成后轴模型，其建模方式与传动轴基本相似。所建立的后轴模型如图6所示。
2.6 后桥壳的建模
后桥壳支撑后轴，同时对后轴进行定位。该型电动汽车的后桥壳与车架采用板簧连接。后桥架由多部分焊接而成，如果将各个部件的模型一一建出，然后再依照二维图所示的那样一一装配起来，那将是一项十分繁重的任务。考虑到后桥架是焊接件，本身就是一个整体，我们完全可以将它建成一个部件。这样一来就会省去装配这一环节，大大的缩小了工作量，建立后桥壳的模型如图7所示。
在建立完桥壳模型以后，对所建立的零部件进行装配生成，传动系的三维模型，装配完成的传动系模型如图8所示（隐藏桥壳）。建立完成传动系的三维模型后，如对其动力性进行分析，需建立该车的整车模型，还要建立车架和悬架的模型，将传动系模型置于车架中完成整车模型。
3 结论
本文在对某型电动汽车进行适当简化的基础上，采用UG软件建立了传动系各重要部分的三维模型，在三维坐标系中确定了准确的位置之后，为完成整个模型的装配工作，确定模型的主要参数和在ADAMS中建立其动力学模型奠定了基础，为传动系的继续深入研究铺设了一个模型平台。
参考文献
[1]任腊春，张礼达.基于ug的风力机叶片参数化建模方法研究[J].机械设计与制造，2008，5：58-59.
[2]梁刚，程洪涛，叶冬盛.基于UG的渐开线圆柱齿轮参数化建模方法[J].机械工程与自动化，2009，12：156-159.