某商用車變速器殼體的有限元分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、作為汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分，變速器殼是傳動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。合理的設(shè)計(jì)變速器的殼體結(jié)構(gòu)不僅能夠保證變速器傳動(dòng)精度、降低齒輪傳動(dòng)過程中產(chǎn)生的沖擊與振動(dòng)，還能通過優(yōu)化材料分布，在減小殼體自重的前提下提高零件的剛強(qiáng)度，進(jìn)而延長其使用壽命。
　　本文以某型車變速器殼體為研究對象，通過數(shù)值計(jì)算方法對其進(jìn)行了靜強(qiáng)度、疲勞壽命預(yù)測及結(jié)構(gòu)模態(tài)分析，并以此為基礎(chǔ)對殼體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了局部優(yōu)化。本文的主要研究工作如下:
　　(1)基于變速器殼的設(shè)計(jì)要

2、求和有限元理論，進(jìn)行了變速器殼體的有限元建模對有限元模型的網(wǎng)格尺寸、網(wǎng)格類型以及網(wǎng)格規(guī)模等進(jìn)行了深入的探討，并以3mm的一階四面體單元對模型進(jìn)行了離散，為靜力學(xué)分析、結(jié)構(gòu)模態(tài)分析、疲勞壽命預(yù)測及拓?fù)鋬?yōu)化研究提供了模型基礎(chǔ)。
　　(2)應(yīng)用Romax軟件建立了變速器傳動(dòng)軸及齒輪的三維模型，并對1到6前進(jìn)擋及R擋工況下殼體所受的力與扭矩進(jìn)行了提取;以此為基礎(chǔ)對各個(gè)擋位下變速器殼體的受力情況進(jìn)行了計(jì)算，并獲得了各工況下應(yīng)力分布。

3、　　(3)以名義應(yīng)力法為理論基礎(chǔ)，應(yīng)用Optistruct軟件對變速器殼體進(jìn)行了疲勞壽命分析，得出變速器殼體的疲勞壽命存在不合格部位，殼體結(jié)構(gòu)需要進(jìn)一步優(yōu)化。
　　(4)研究了變速器在運(yùn)行過程中的激勵(lì)類型及標(biāo)準(zhǔn)，對變速器殼體的自由模態(tài)以及約束模態(tài)進(jìn)行了計(jì)算，得出自由模態(tài)頻率滿足設(shè)計(jì)要求，約束模態(tài)頻率仍與齒輪嚙合頻率有交叉范圍，需進(jìn)一步優(yōu)化變速器殼體結(jié)構(gòu)，以避免變速器噪聲過大及殼體過早失效。
　　(5)基于疲勞分析和模態(tài)分析的