中北大学2012届毕业设计说明书

目 录

1 引言 .............................................................. 1 1.1 诱导轮的概念 ..................................................... 1 1.2 选题意义 ......................................................... 1 1.3 研究现状 ......................................................... 2 1.3.1 国际上铝合金轮毂发展现状 ....................................... 2 1.3.2 国内铝合金轮毂发展现状 ......................................... 3 1.4 铝合金轮毂的发展趋势 ............................................. 4 1.5 研究内容 ......................................................... 4 1.6 研究手段 ......................................................... 5 1.6.1 铝合金诱导轮的结构设计 ......................................... 5 1.6.2 铝合金诱导轮的强度和刚度计算，以及疲劳寿命分析 ................. 5 1.6.3 铝合金诱导轮的设计评价 ......................................... 5 1.6.4 出工程图 ....................................................... 5 2 诱导轮初步结构确定 ................................................. 7 2.1初步结构设计 ...................................................... 7 2.1.1方案一 .......................................................... 7 2.1.2 方案二 ......................................................... 8 2.1.3 方案三 ......................................................... 9 2.2 初步结构评价 ................................................... 12 2.2.1 方案一 ....................................................... 12 2.2.2 方案二 ........................................................ 12 2.2.3 方案三 ........................................................ 12 3 初步选定结构的强度、刚度以及疲劳寿命分析 .......................... 13 3.1 有限元分析的操作步骤 ............................................ 13 3.2 分析过程及结果 .................................................. 16 3.2.1 有限元建模 .................................................... 16

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3.2.2 赋予材料属性 .................................................. 16 3．2.3 划分网格 ..................................................... 18 3.2.4 施加约束和载荷 ................................................ 18 3.2.5 求解强度、刚度 ................................................ 19 3.2.6 计算疲劳寿命 .................................................. 21 4 结构评价、改进以及分析 ............................................ 23 4.1 结构评价 ........................................................ 23 4.2 结构改进 ........................................................ 23 4.3 有限元分 ........................................................ 24 4.3.1强度、刚度分析 ................................................. 24 4.3.2强度、刚度分析 ................................................. 25 5 其他结构形式方案设计 .............................................. 27 5.1 方案四结构设计 .................................................. 27 5.2 方案五结构设计 .................................................. 29 5.3 方案四强度、刚度以及疲劳寿命分析 ................................ 30 5.3.1强度、刚度分析 ................................................. 30 5.3.2疲劳寿命分析 ................................................... 30 5.4 方案五强度、刚度以及疲劳寿命分析 ................................ 31 5.4.1强度、刚度分析 ................................................. 31 5.4.2疲劳寿命分析 ................................................... 32 6 评价确定最终方案 .................................................. 34 6.1 各方案诱导轮的总质量 ............................................ 34 6.1.1方案三 ......................................................... 34 6.1.2 方案四 ........................................................ 34 6.1.3 方案五 ........................................................ 34 6.2 方案比较 ........................................................ 35 7 绘制工程图 ........................................................ 36

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8 结论 .............................................................. 37 参 考 文 献 ......................................................... 38 致谢 ................................................................ 40

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1 引言

1.1 诱导轮的概念

诱导轮是履带推进装置的重要组成部件，其功用是用来支撑上支履带段和改变上支履带段的运动方向,并与履带调整机构一起调整履带的松紧程度。诱导轮按结构不同可以分为单排和双排两类，按减振程度可分为全金属的、内部减振和外部减振的。在履带式车辆上，用得最广泛的是金属轮缘的诱导轮。它们尺寸小，并能较好地自动清除履带滚道上的污泥与杂物。橡胶轮缘则可以减小诱导轮轴承上的动载荷和降低车辆行驶时的噪声。诱导轮在自行火炮中的位置如下图箭头标注所示：

图1.1诱导轮示意图

1.2 选题意义

履带式自行火炮相对于轮式自行火炮来说，越野性能好，能携带更大口径的火炮，但其机动性差，维护周期长，不便于快速部署[1]。自行火炮的机动性很大程度上取决于其战斗全重，就目前而言，自行火炮许多性能的提高都是以增加战斗全重为代价的。如何在提高性能的同时又控制战斗全重不再增加甚至降低，即轻量化技术已经成为履带式自行火炮研制中的关键技术。

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