图2-2双级主减速器 图2-3轮边减速器
·在一些减速比比较大的减速器常常采用，第一级为锥齿轮传动，第二级为圆柱斜齿轮传动。
·双级主减速器的结构特点：
1）第一级为圆锥齿轮传动，其调整装置与单级主减速器类同；
2）由于双级减速，减小了从动锥齿轮的尺寸，其背面一般不需要止推装置； 3）第二级为圆柱齿轮传动，圆柱齿轮多采用斜齿或人字齿，传动平稳； 4）双级主减速器的减速比为两对副减速比的乘积。 （3）轮边减速器
1）应用于重型载货车、越野汽车或大型客车上。
2）一般将双级主减速器中的第二级减速齿轮机构制成同样的两套，分别安装在两侧驱动车轮的近旁，称为轮边减速器。
3）特点：较大的主传动比和较大的离地间隙，半轴和差速器等零件尺寸减小；但结构较复杂，成本较高
（4）双速主减速器
1）为充分提高汽车的动力性和经济性，有些汽车装用具有两挡传动比的主减速器。
2）常见的结构形式由一对圆锥齿轮和一个行星齿轮机构组成。齿圈和从动锥齿轮连成一体，行星架则与差速器的壳体刚性地连接。
3）动力由锥齿轮副经行星齿轮机构传给差速器，最后由半轴传输给驱动轮
图2-4双速主减速器
1.6驱动桥壳
驱动桥壳是安装主减速器、差速器、半轴、轮毂和悬架的基础件，同时，它又是行驶系的主要组成件之一。
1.6.1功用
支承并保护主减速器、差速器和半轴等；与从动桥一起，支承车架及其上的各总成重量；承受各种反力及力矩，经悬架传给车架[29]。
1.6.2分类
1）整体式
·特点：强度、刚度较大，且检查、拆装和调整主减速器、差速器方便，普遍应用于各类汽车上。
2）分段式
·特点：易于铸造，加工方便，但维护不便，目前已很少使用。
图2-5整体式桥壳 图2-6分段式桥壳
1.7金杯SY6474的相关基本参数
SY6475A车用发动机为SY492Q-2型发动机，其性能参数如下： 型式：四冲程、水冷、直列、顶置气门、化油器式发动机。 燃油种类：90号汽油GB484 工作容积：2.237L
缸径及活塞行程：91mm×86mm 压缩比：8.8：1
最大功率：64kW/(4000-4500r/min) 最大扭矩：175N·m/(2800-3200r/min) 底盘及电器部分的技术参数为：
① 离合器：SY6474为单片、干式、液压操纵；
② 变速器：金杯SY6474轻型客车采用的是四速变速器，四档全同步器，四个档位的速比为3.835，2.327，1.397，1.0，倒档速比为4.251。
③传动轴：采用管状、开式、滚针轴承万向节。
④驱动桥(后桥)：主减速器为双曲线圆锥齿轮，主减速比为5.375，差速器为对称锥齿轮轮间差速器，并采用全浮式半轴。
⑤转向器：均采用循环球齿条齿扇式。
⑥悬架：前后悬架均采用纵置、半椭圆形钢板弹簧，减振器为液力双向作用筒式。
⑦制动系统：均采用带真空助力器的双回路制动系统。金杯SY6474轻型客车的前制动器为双领浮蹄、后制动器为领从浮蹄鼓式制动器。
⑧轮胎与轮辋：轮胎规格为6.50R16.8层级，轮辋规格为5.00EX16规格。轮胎气压为(343±10)kPa。
⑨电器设备：采用负极搭铁线路系统。蓄电池型号为6-QA-90，容量为90A·h。SY6474的起动机型号为312型，电压与功率分别为1.2V和1.lkW；发电机为JF系列型整流交流发电机。
1.8有限元法基本原理
1.8.1有限元法基本思想
有限元的基本思想是：将连续的结构离散成有限个单元，并在每一个单元中设定有限个节点，将连续体看作是只在节点处相连续的一组单元的集合体，同时选定场函数的节点值作为基本未知量，并在第一单元中假设一插值函数以求表示单元中中场函数的分布规律，进而将一个连续域中的无限自由度问题转化为离散域中的有限自由度问题[3]。
1.8.2有限元分析问题的基本步骤
有限元法分析问题的基本步骤[26]：
(1)结构的离散化。离散化就是将要分析的结构分割成有限个单元体，并在单元体的指定点设置节点，使相邻单元的有关系数具有一定的连续性，并构成一个单元的集合体以代替原来的结构。结构离散化时，划分的单元大小和数目应根据计算精度的要求和计算机的容量来决定。
(2)选择位移差值函数。为了能用节点位移表示单元体的位移、应变和应力，在分析连续体问题时，必须对单元中位移的分布作一定的假设，即假定位移是坐标的某个简单的函数。选择适当的位移函数是有限单元法分析中的关键。通常采用多项式作为位移函数。
(3)分析单元的力学特性。利用几何方程、结构方程和变分原理最终得到单位刚度矩阵。
(4)集合所有单元的平衡方程，建立整体结构的平衡方程。先将各个单元刚度矩阵合成整体刚度矩阵，然后将各单元的等效节点力列阵集合成总的载荷列阵。
(5)由平衡方程组求解未知节点位移和计算单元应力。
对于不同物理性质和数学模型的问题，有限元求解法的基本步骤是相同的，只是具体公式推导和运算求解不同[26]。有限元求解问题的基本步骤如下：
（1）问题及求解域定义。根据实际问题近似确定求解域的物理性质和几何区域。
（2）求解域离散化。将求解域近似为具有不同有限大小和形状且彼此相连的有限个单元组成的离散域，习惯上称为有限元网络划分。显然单元越小(网络越细)则离散域的近似程度越好，计算结果也越精确，但计算量及误差都将增大，因此求解域的离散化是有限元法的核心技术之一。
（3）确定状态变量及控制方法。一个具体的物理问题通常可以用一组包含问题状态变量边界条件的微分方程式表示，为适合有限元求解，通常将微分方程化为等价的泛函形式。
（4）单元推导。对单元构造一个适合的近似解，即推导有限单元的列式，其中包括选择合理的单元坐标系，建立单元试函数，以某种方法给出单元各状态变量的离散关系，从而形成单元矩阵(结构力学中称刚度阵或柔度阵)。为保证问题求解的收敛性，单元推导有许多原则要遵循。对工程应用而言，重要的是应注意每一种单元的解题性能与约束。例如，单元形状应以规则为好，畸形时不仅精度低，而且有缺陷的危险，将导致无法求解。
（5）总装求解。将单元总装形成离散域的总矩阵方程(联合方程组)反映对近似求解域的离散域的要求，即单元函数的连续性要满足一定的连续条件。总装是在相邻单元结点进行，状态变量及其导数(可能的话)连续性建立在结点处。
（6）联立方程组求解和结果解释。有限元法最终导致联立方程组。联立方程组的求解可用直接法、迭代法和随机法。求解结果是单元结点处状态变量的近似值。对于计算结果的质量，将通过与设计准则提供的允许值比较来评价并确定是否需要重复计算。
1.8.3有限元网格划分方法与基本原理
1．有限元网格划分的指导思想
有限元网格划分的指导思想是首先进行总体模型规划，包括物理模型的构造、单元类型的选择、网格密度的确定等多方面的内容。在网格划分和初步求解时，做到先简单后复杂，先粗后精，2D单元和3D单元合理搭配使用。为提高求解的效率要充分利用重复与对称等特征，由于工程结构一般具有重复对称或轴对称、镜象对称等特点，采用子结构或对称模型可以提高求解的效率和精度。利用轴对称或子结构时要注意场合，如在进行模态分析、屈曲分析整体求解时，则应采用整体模型，同时选择合理的起点并设置合理的坐标系，可以提高求解的精度和效率，例如，轴对称场合多采用柱坐标系。有限元分析的精度和效率与单元的密度和几何形状有着密切的关系，按照相应的误差准则和网格疏密程度，避免网格的畸形。在网格重划分过程中常采用曲率控制、单元尺寸与数量控制、穿透控制等控制准则。在选用单元时要注意剪力自锁、沙漏和网格扭曲、不可压缩材料的体积自锁等问题。
典型有限元软件平台都提供网格映射划分和自由适应划分的策略。映射划分（Mapped/IsoMesh）用于曲线、曲面、实体的网格划分方法，可使用三角形、四边形、四面体、五面体和六面体，通过指定单元边长、网格数量等参数对网格进行严格控制，映射划分只用于规则的几何图素，对于裁剪曲面或者空间自由曲面等复杂几何体则难以控制。自由网格划分（Free/Pavers）用于空间自由曲面和复杂实体，采用三角形、四边形、四面体进行划分，采用网格数量、边长及曲率来控制网格的质量。例如，在MSC.MARC中，其转换（Convert）用法是几何模型转换为网格模型，点转换为节点，曲线转换为线单元，面转换为三角形、四边形等。网格自动划分（Auto Mesh）则是在任意曲面上生成三角形或者四边形，对任意几何体生成四面体或者六面体。
网格重划分（Remesh）是在每一步计算过程中，检查各单元法向来判定各区域的曲率变化情况，在曲率较大变形剧烈的区域单元，进行网格加密重新划分，如此循环直到满足网格单元的曲率要求为止。网格重划分的思想是通过网格加密的方法来提高分析的精度和效率。网格自适应划分（Adaptive Refinement）的思想是在计算步中，升高不满足分析条件的低阶单元的阶次来提高分析的精度和效率，应用比较广泛。自适应网格划分必须采用适当的单元，在保证单元阶次的基础上，原本已形成的单元刚度矩阵等特性保持不变，才能同时提高精度和效率。阶谱单元（Hierarchical Element）充分发挥了自适应网格划分的优点，在计算中通过不断增加初始单元的边上的节点数，从而使单元插值函数的阶次在前一阶的基础上不断增加，通过引入新增节点的插值函数来提高求解的精度和效率。例如，三节点三角形单元升为六节点三角形单元，四节点四边形单元升阶为8节点四边形单元，四节点四面体单元升阶为8节点、10节点、20节点四面体。
2．有限元网格划分的基本方法
有限元网格划分方法有两种，对于简单的结构多采用直接建立单元模型的网格直接生成法，当对象比较复杂时，多通过几何自动生成法来完成，即在几何元素描述的物理基础上自动离散成有限单元。有限元单元可以按几何维数划分为一维、二维和三维单元，而在实际应用中采用拓扑结构单元，包括常用的质量单元、弹簧元、杆与梁管单元、平面三角形单元、平面四边形单元、膜单元、等参单元、壳单元和三维实体单元。有限元网格划分，对于二维平面、三维曲面和三维实体网格有以下几种划分方法：
（1）覆盖法：基于四边形的网格划分，要求网格划分的平面或曲面必须是完整裁减曲面，该曲面边界必须是裁减曲线；
（2）前沿法：通过把曲面等参变换到二维空间进行网格划分，然后映射到三维空间曲面上，把曲面划分成完全的四边形单元或三角形单元；