CN110502850A - 一种电驱桥安装装置及其模块化设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电驱桥安装装置及其模块化设计方法,其中的装置包括四根纵梁、第一支撑竖臂、第二支撑竖臂、上横梁和下连接梁,第一支撑竖臂固连于两根上纵梁之间,第二支撑竖臂固连于两根下纵梁之间,第一、二支撑竖臂之间还设置有上横梁和下连接梁。其中的方法包括以下步骤:电驱桥安装装置需求分析,设计需求提取,查询模块库,确定是否存在合适功能模块,如果存在则按功能需求选择模块并进行模块组合,如果不存在则进行新功能模块设计,重新查询模块库,确定模块组合得到的电驱桥安装装置是否最优。其目的是为了提供一种电驱桥安装装置及其模块化设计方法,使电驱桥安装装置的结构布局合理,整体上提升安装空间,便于拆装和维修。
Description
技术领域
本发明涉及特种车底盘领域,特别是涉及一种用于安装电驱桥的装置及其模块化设计方法。
背景技术
电驱特种底盘有着良好的燃油经济性、较低的油耗和良好的排放特性,特种车电驱底盘应需求而研发,动力系统是电驱底盘与其他底盘的主要区别之处,对于单个电驱桥,电机和减速箱的安装空间太小,并且拆装费时费力,不便于维修。
电驱桥的安装装置设计之初,截取双桥结构,结合典型运输工况,采用拓扑优化方法进行仿真分析,得到结构最优布置,采用螺栓连接形式,使得安装装置拆装便捷,模块化电驱桥的设计,适用于多轴电驱底盘;整体结构提升了安装空间、设计效率和维修性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电驱桥安装装置及其模块化设计方法,使电驱桥安装装置的结构布局合理,整体上提升安装空间,便于拆装和维修。
本发明中的电驱桥安装装置,包括左上纵梁、右上纵梁、左下纵梁、右下纵梁、第一支撑竖臂、第二支撑竖臂、上横梁和下连接梁,所述第一支撑竖臂固定连接于左上纵梁和左下纵梁之间,所述第二支撑竖臂固定连接于右上纵梁和右下纵梁之间,所述第一支撑竖臂和第二支撑竖臂相对设置,所述第一支撑竖臂和第二支撑竖臂的上端用于连接悬架系统,所述第一支撑竖臂和第二支撑竖臂的下端均设有两个支竖臂,所述第一支撑竖臂和第二支撑竖臂之间还设置有上横梁和下连接梁,所述上横梁的一端固定连接于左上纵梁和第一支撑竖臂上,所述上横梁的另一端固定连接于右上纵梁和第二支撑竖臂上,所述下连接梁固定连接于第一支撑竖臂的支竖臂和第二支撑竖臂的支竖臂之间。
本发明中的电驱桥安装装置,其中所述上横梁为盒型结构,所述上横梁上设有多个通孔。
本发明中的电驱桥安装装置,其中所述上横梁的一端通过螺栓固定连接于左上纵梁和第一支撑竖臂上,所述上横梁的另一端通过螺栓固定连接于右上纵梁和第二支撑竖臂上。
本发明中的电驱桥安装装置,其中所述第一支撑竖臂和第二支撑竖臂均为盒型结构,所述第一支撑竖臂和第二支撑竖臂上均设有多个通孔。
本发明中的电驱桥安装装置,其中所述第一支撑竖臂通过螺栓固定连接于左上纵梁和左下纵梁之间,所述第二支撑竖臂通过螺栓固定连接于右上纵梁和右下纵梁之间。
本发明中的电驱桥安装装置,其中所述下连接梁为盒型结构。
本发明中的电驱桥安装装置,其中所述下连接梁的一端通过螺栓固定连接于第一支撑竖臂的支竖臂上,所述下连接梁的另一端通过螺栓固定连接于第二支撑竖臂的支竖臂上。
本发明中的电驱桥安装装置,其中所述下连接梁设为两根,两根所述下连接梁相互平行。
本发明中的电驱桥安装装置的模块化设计方法,包括以下步骤:
电驱桥安装装置需求分析,
设计需求提取,
查询模块库,确定是否存在合适功能模块,如果存在合适功能模块,则按功能需求选择模块并进行模块组合得到电驱桥安装装置,如果不存在合适功能模块,则进行新功能模块设计,重新查询模块库,
确定模块组合得到的电驱桥安装装置是否最优,如果最优,则方案确定,如果不是最优,则重新确定是否存在合适功能模块。
本发明中的电驱桥安装装置的模块化设计方法,其中所述进行新功能模块设计中,确定合适功能模块是否为主要功能模块,如果是主要功能模块,则建立包括电机安装模块、减速箱安装模块和悬架系统安装模块的主要功能模块库,如果不是主要功能模块,则建立包括上横梁模块和下连接梁模块的辅助功能模块库。
本发明电驱桥安装装置及其模块化设计方法,拓扑优化实现了单桥电驱桥结构的最优布置,满足了动力系统的安装,提升了承载可靠性,模块化的设计方法,提升了设计效率,缩短了设计周期,工艺实现简单可靠,提高了生产效率,拆装方便,提升了结构的维修性,整体满足了电驱底盘的使用要求。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明中的电驱桥安装装置的主视图;
图2为本发明中的电驱桥安装装置的俯视图;
图3为本发明中的电驱桥安装装置的右视图;
图4为本发明中的电驱桥安装装置的立体图;
图5为本发明中的电驱桥安装装置安装动力系统后的立体图;
图6为本发明中的电驱桥安装装置的模块化设计方法流程图。
具体实施方式
如图1所示,并结合图2-4所示,本发明中的电驱桥安装装置包括左上纵梁1、右上纵梁4、左下纵梁7、右下纵梁8、第一支撑竖臂14、第二支撑竖臂20、上横梁15和下连接梁17,所述第一支撑竖臂14固定连接于左上纵梁1和左下纵梁7之间,所述第二支撑竖臂20固定连接于右上纵梁4和右下纵梁8之间,所述第一支撑竖臂14和第二支撑竖臂20相对设置,所述第一支撑竖臂14和第二支撑竖臂20的上端用于连接悬架系统16,所述第一支撑竖臂14和第二支撑竖臂20的下端均设有两个支竖臂19,所述第一支撑竖臂14和第二支撑竖臂20之间还设置有上横梁15和下连接梁17,所述上横梁15的一端固定连接于左上纵梁1和第一支撑竖臂14上,所述上横梁15的另一端固定连接于右上纵梁4和第二支撑竖臂20上,所述下连接梁17固定连接于第一支撑竖臂14的支竖臂19和第二支撑竖臂20的支竖臂19之间。如图5所示,动力系统18(包括电机和减速箱)安装于第一支撑竖臂14、第二支撑竖臂20、上横梁15和下连接梁17所形成的空间内。
本发明中的电驱桥安装装置,其中所述上横梁15为盒型结构,所述上横梁15上设有多个通孔,这样能够减轻上横梁15的重量。
本发明中的电驱桥安装装置,其中所述上横梁15的一端通过螺栓固定连接于左上纵梁1和第一支撑竖臂14上,所述上横梁15的另一端通过螺栓固定连接于右上纵梁4和第二支撑竖臂20上。
本发明中的电驱桥安装装置,其中所述第一支撑竖臂14和第二支撑竖臂20均为盒型结构,所述第一支撑竖臂14和第二支撑竖臂20上均设有多个通孔,这样能够减轻第一支撑竖臂14和第二支撑竖臂20的重量。
本发明中的电驱桥安装装置,其中所述第一支撑竖臂14通过螺栓固定连接于左上纵梁1和左下纵梁7之间,所述第二支撑竖臂20通过螺栓固定连接于右上纵梁4和右下纵梁8之间。
本发明中的电驱桥安装装置,其中所述下连接梁17为盒型结构。所述下连接梁17的一端通过螺栓固定连接于第一支撑竖臂14的支竖臂19上,所述下连接梁17的另一端通过螺栓固定连接于第二支撑竖臂20的支竖臂19上。
本发明中的电驱桥安装装置,其中所述下连接梁17设为两根,两根所述下连接梁17相互平行,也就是说,如图1所示,并结合图2所示,第一支撑竖臂14下端的两个支竖臂19沿前后方向布置,第二支撑竖臂20下端的两个支竖臂19也沿前后方向布置,第一支撑竖臂14的前侧支竖臂19与第二支撑竖臂20的前侧支竖臂19之间固定连接有一根下连接梁17,第一支撑竖臂14的后侧支竖臂19与第二支撑竖臂20的后侧支竖臂19之间也固定连接有一根下连接梁17。
如图6所示,本发明中的电驱桥安装装置的模块化设计方法,包括以下步骤:
电驱桥安装装置需求分析,
设计需求提取,
查询模块库,确定是否存在合适功能模块,如果存在合适功能模块,则按功能需求选择模块并进行模块组合得到电驱桥安装装置,如果不存在合适功能模块,则进行新功能模块设计,重新查询模块库,
确定模块组合得到的电驱桥安装装置是否最优,如果最优,则方案确定,如果不是最优,则重新确定是否存在合适功能模块。
本发明中的电驱桥安装装置的模块化设计方法,其中所述进行新功能模块设计中,确定合适功能模块是否为主要功能模块,如果是主要功能模块,则建立包括电机安装模块、减速箱安装模块和悬架系统安装模块的主要功能模块库,如果不是主要功能模块,则建立包括上横梁模块和下连接梁模块的辅助功能模块库。
本发明中的电驱桥安装装置为单桥电驱桥安装装置,拓扑优化实现了单桥电驱桥结构的最优布置,满足了动力系统18的安装,提升了承载可靠性,模块化的设计方法,提升了设计效率,缩短了设计周期,工艺实现简单可靠,提高了生产效率,拆装方便,提升了结构的维修性,整体满足了电驱底盘的使用要求。
本发明提供一种可供电驱底盘各工况承载和电驱桥动力系统18布置的承载结构,电驱桥安装装置结构形式为空间桁架结构,由四根盒型梁组成的主承力结构承受抗弯载荷,分别布置上横梁15、下连接梁17和支撑竖臂,支撑竖臂由悬架支撑系统组成,形成空间架构,中空位置布置动力系统18,上横梁15和下连接梁17均采用螺栓连接,便于动力系统18的拆装和维修。
传统的电驱桥安装装置设计方法很难满足电驱底盘的设计周期和创新性的需求,本发明中的电驱桥安装装置的模块化设计方法,以接口功能进行模块划分,缩短了设计周期。
为更接近底盘承载结构各工况下承载情况,选取双桥结构进行拓扑优化分析,预留动力系统18安装空间,结合运输、转弯、扭转、紧急制动等常规工况,得出双桥架构:左右两侧上下布置共四根纵梁、上下两层结构的横向支撑(上横梁15和下连接梁17)、连接单侧上下纵梁的支撑竖臂。
根据拓扑优化结果,结合生产工艺,设计、优化电驱桥安装装置结构,得到四根纵梁、上横梁15、下连接梁17、支撑竖臂为电驱桥安装装置的主要组成部件。
进行接口功能分析,电驱桥安装接口分为减速箱连接接口、驱动电机连接接口、悬架系统安装接口、上横梁连接接口、下连接梁接口,划分出主要功能和辅助功能,主要功能为:减速箱、电机、悬架系统三大件的安装;辅助功能为上横梁连接、下连接梁安装;
建立主要功能模块库:减速箱安装模块、电机安装模块和悬架系统安装模块;
建立辅助功能模块库:上横梁模块和下连接梁模块;
确定组成形式:模块库内部件成型为焊接形式,工艺简单可靠;部件组合成电驱桥安装装置时为螺栓连接形式,方便拆装,提升装配效率和维修性;
以单桥结构形式为基础模型,建立电驱桥安装装置模块化设计方法,首先进行设计需求分析,提取接口功能,按照功能进行相应的模块查询,如有则确定所需要的模块结构,如没有则进行结构设计,完善模块库,最终确定技术方案,具体情况如图6所示。
拓扑优化实现了单桥电驱桥结构的最优布置,满足了动力系统18的安装,提升了承载可靠性,模块化的设计方法,提升了设计效率,缩短了设计周期,以焊接形式为主的部件成型形式,工艺实现简单可靠,提高了生产效率,螺栓连接的组配方式,实现了拆装方便,提升了结构的维修性,整体满足了电驱底盘的使用要求。
本发明中的电驱桥安装装置的模块化设计方法,首先建立双桥黑体模型,预留动力系统18装配空间,以满载运输、紧急制动、转弯工况下的受力情况作为拓扑优化的载荷输入条件,得到拓扑优化结果;其次以拓扑优化结果为三维设计参考模型,结合安装接口的功能和装配空间要求,进行三维细化设计;接着通过仿真分析手段进行电驱桥安装装置的安全余量验证,结果满足设计要求;最后在完成某一单桥的安装装置后,根据图6模块化设计方法流程图完成剩余多桥的结构设计。
本发明中的电驱桥安装装置的制作过程如下:
1.支撑竖臂焊接成型,先将支撑竖臂与四根纵梁组成的主承载结构进行定位,再将焊接成型的上支撑横梁进行定位;
2.对支撑竖臂与纵梁连接结构进行螺栓孔的配制,分别是支撑竖臂与上、下纵梁的连接螺栓孔;
3.配制出上支撑横梁与纵梁和支撑竖臂的螺栓孔;
4.配孔完成后,检查装配情况,确认后进行螺栓的装配及按力矩要求拧紧螺栓,螺栓紧固顺序为:1)紧固支撑竖臂与上纵梁的连接螺栓;2)紧固横梁与上纵梁和支撑竖臂的连接螺栓;3)紧固下纵梁外侧面和上侧面的连接螺栓;
5.配制下连接梁17与支撑竖臂的连接螺栓孔;
6.紧固下连接梁17与支撑竖臂的连接螺栓;
7.紧固支撑竖臂与下纵梁内侧面的连接螺栓,主体结构装配完成;
8.配制动力系统18上侧连接接口(两处)和动力系统18下侧连接接口(两处),为动力系统18装配做好准备。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种电驱桥安装装置,其特征在于:包括左上纵梁、右上纵梁、左下纵梁、右下纵梁、第一支撑竖臂、第二支撑竖臂、上横梁和下连接梁,所述第一支撑竖臂固定连接于左上纵梁和左下纵梁之间,所述第二支撑竖臂固定连接于右上纵梁和右下纵梁之间,所述第一支撑竖臂和第二支撑竖臂相对设置,所述第一支撑竖臂和第二支撑竖臂的上端用于连接悬架系统,所述第一支撑竖臂和第二支撑竖臂的下端均设有两个支竖臂,所述第一支撑竖臂和第二支撑竖臂之间还设置有上横梁和下连接梁,所述上横梁的一端固定连接于左上纵梁和第一支撑竖臂上,所述上横梁的另一端固定连接于右上纵梁和第二支撑竖臂上,所述下连接梁固定连接于第一支撑竖臂的支竖臂和第二支撑竖臂的支竖臂之间。
2.根据权利要求1所述的电驱桥安装装置,其特征在于:所述上横梁为盒型结构,所述上横梁上设有多个通孔。
3.根据权利要求2所述的电驱桥安装装置,其特征在于:所述上横梁的一端通过螺栓固定连接于左上纵梁和第一支撑竖臂上,所述上横梁的另一端通过螺栓固定连接于右上纵梁和第二支撑竖臂上。
4.根据权利要求3所述的电驱桥安装装置,其特征在于:所述第一支撑竖臂和第二支撑竖臂均为盒型结构,所述第一支撑竖臂和第二支撑竖臂上均设有多个通孔。
5.根据权利要求4所述的电驱桥安装装置,其特征在于:所述第一支撑竖臂通过螺栓固定连接于左上纵梁和左下纵梁之间,所述第二支撑竖臂通过螺栓固定连接于右上纵梁和右下纵梁之间。
6.根据权利要求5所述的电驱桥安装装置,其特征在于:所述下连接梁为盒型结构。
7.根据权利要求6所述的电驱桥安装装置,其特征在于:所述下连接梁的一端通过螺栓固定连接于第一支撑竖臂的支竖臂上,所述下连接梁的另一端通过螺栓固定连接于第二支撑竖臂的支竖臂上。
8.根据权利要求7所述的电驱桥安装装置,其特征在于:所述下连接梁设为两根,两根所述下连接梁相互平行。
9.一种电驱桥安装装置的模块化设计方法,其特征在于,包括以下步骤:
电驱桥安装装置需求分析,
设计需求提取,
查询模块库,确定是否存在合适功能模块,如果存在合适功能模块,则按功能需求选择模块并进行模块组合得到电驱桥安装装置,如果不存在合适功能模块,则进行新功能模块设计,重新查询模块库,
确定模块组合得到的电驱桥安装装置是否最优,如果最优,则方案确定,如果不是最优,则重新确定是否存在合适功能模块。
10.根据权利要求9所述的电驱桥安装装置的模块化设计方法,其特征在于:所述进行新功能模块设计中,确定合适功能模块是否为主要功能模块,如果是主要功能模块,则建立包括电机安装模块、减速箱安装模块和悬架系统安装模块的主要功能模块库,如果不是主要功能模块,则建立包括上横梁模块和下连接梁模块的辅助功能模块库。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191126 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |