变速器壳体强度有限元分析与试验验证

运用Hypermesh软件,在合理简化的基础上,建立双中间轴变速器壳体有限元分析模型,考虑齿轮、轴承和齿轮轴对壳体强度的影响,应用接触非线性有限元理论分析了壳体的强度。分析表明,壳体强度较弱的位置位于副箱内的轴承孔和加强肋上,强度满足要求;轴承孔受力呈抛物线分布。同时对有限元分析结果进行了试验验证,计算值与试验值整体变化趋势一致,数据基本吻合,从而验证了壳体强度分析正确,有限元建模方法合理。

驱动桥主减速器壳体渗油问题分析及解决

针对某驱动桥主减速器壳体在承载系耐久试验中出现的接合面渗油问题,基于有限元分析方法,对主减速器壳体密封性能进行分析,确定了接合面错移量大导致密封胶剪断为渗油现象的主要原因,并在工装已投无法大范围改动的前提下,从减小接合面错移量和防止密封胶剪断两个方向的对策出发寻找解决方案。改进后的方案经过试验验证,主减速器接合面未发生渗油现象。所建立的解决思路对预防和解决主减速器壳体渗油具有一定的工程应用价值。

变速器壳体接合面密封性能有限元预测

建立了以变速器总成为单位的接合面密封性能有限元预测模型,应用接触有限元方法进行计算,得到了主箱-后盖接合面和主箱-盖板接合面在装配、一挡和倒挡时的密封性能参数。按照接合面密封性能判断方法,通过分析表明:主箱与盖板之间的密封垫上各处均有压应力存在,且形成了具有一定压力的密封压力环,主箱-后盖接合面密封性能良好;主箱-盖板接合面未形成密封压力环带,但其间隙变化和错移量均在一定范围内,满足硅胶力学性能要求,主箱-盖板接合面密封性能良好。该研究为分析评价垫片和胶密封接合面的密封性能提供了借鉴方法。

基于多零件接触的重型汽车变速器壳体强度分析

以建立重型汽车变速器总成分析模型为基础,考虑零件接触问题对变速器壳体强度的影响,采用接触算法,对一倍额定转矩和三倍额定转矩负载下的壳体强度进行分析。分析结果表明,接触算法的约束相对于其它算法更接近于变速器的实际强度条件。变速器台架破坏性实验结果表明,接触算法分析得到的壳体强度薄弱区域与壳体实际强度薄弱区域相同。

基于总成的重型汽车变速箱齿轮弯曲应力分析

以建立重型汽车变速箱总成为基础,论述一挡齿轮总成条件下有限元网格的划分及网格密度的确定,对一倍额定动态转矩下的中间轴常啮合齿轮表面接触压力、接触线的状态、齿根弯曲应力进行了深入的分析。实验测试结果和有限元分析结果的对比分析表明,因充分考虑了总成条件下啮合齿轮接触等问题对齿轮强度的影响,使分析和测试的齿根弯曲应力趋势保持一致,强度相对误差范围在±20%以内。

橡胶压缩性在悬置结构有限元分析中的应用

合理修正橡胶压缩性对于正确进行橡胶悬置结构有限元分析具有重要意义。以圆柱型橡胶悬置为研究对象,进行悬置径向刚度的有限元分析与试验,通过对比可知,假设橡胶材料为不可压缩或接近不可压缩时,悬置的计算刚度远大于试验刚度,有限元计算存在较大误差。针对以上问题分析,提出进行橡胶体积可压缩性修正的必要性。采用调整橡胶材料泊松比的方法修正橡胶可压缩性,当悬置计算刚度与试验刚度吻合较好时,橡胶可压缩修正模型的泊松比应为0.42。应用修正的橡胶材料模型对悬置结构进行优化改进,并对改进结构进行刚度有限元分析与试验,结果表明,改进结构的刚度计算曲线与试验曲线变化趋势基本一致,吻合较好。从而验证了橡胶体积可压缩模型修正方法合理,具有一定的工程应用价值。

变速器壳体强度有限元计算及结构改进分析

以某载货汽车变速器壳体为研究对象,应用有限元方法计算其在1挡和倒挡工况下的应力分布,并结合材料的力学性能分析了壳体的安全系数。结果表明,1挡时壳体安全系数低于阀值,结构强度较弱;倒挡时壳体安全系数大于阀值,满足结构强度。通过对1挡时壳体强度较弱原因的分析提出了3种改进方案,并通过计算进行了优选。变速器总成静扭试验结果表明,采用优选改进方案的壳体满足强度试验要求,具有一定的强度储备。

DOE技术在螺栓连接有限元分析中的应用

针对螺栓连接有限元分析中的常用参数取值不确定问题,以试验中发生失效的变速器壳体为研究对象,将壳体螺栓孔凸台处强度作为因变量,螺栓连接部件之间的摩擦因数、螺栓预紧力及螺纹旋合长度等作为自变量,以结构强度最小为目标,应用DOE技术确定自变量具体取值,进而建立了较为完善的螺栓连接有限元模型。应用此模型进行变速器壳体螺栓孔凸台处的强度评估与改进,实现结构强度性能提升41%,并达到设计目标要求。最后进行了道路试验验证,结果表明:螺栓孔凸台结构强度满足要求,结构改进有效;所建立的螺栓连接有限元模型满足工程实践需要;应用DOE技术获取螺栓连接有限元分析参数的方法具有工程应用价值。

有限元技术在橡胶悬置正向开发中的应用

通过与经验公式法对比,总结有限元技术辅助进行橡胶悬置正向开发的优势;以Abaqus有限元软件为基础,阐述如何应用有限元技术进行橡胶悬置正向开发流程;依据流程,介绍了两例橡胶悬置正向开发案例。结果表明,有限元技术辅助设计的橡胶悬置不仅达到了刚度目标要求,而且强度、寿命大幅提高,同时产品开发周期有效缩短。

弹性支撑条件下齿轮轴的疲劳应力谱计算和疲劳寿命预估

以某轿车变速器的中间齿轮轴为研究对象,以变速器壳体支撑刚度为边界条件,建立弹性支撑条件下的齿轮轴总成有限元模型,并对该建模方法的合理性进行验证。通过临界平面法预估齿轮轴疲劳损伤分布结果表明,齿轮轴损伤较大位置与应力较大位置的分布基本一致;损伤最大值位于齿轮轴的花键齿根部,且远小于损伤临界值,齿轮轴疲劳寿命满足设计要求。台架寿命试验表明,该齿轮轴顺利通过试验测试,无失效现象发生。

变速器齿轮定位挡圈断裂原因分析及改进

针对某轿车变速器台架疲劳试验中出现的4挡齿轮定位挡圈断裂的问题,利用有限元方法、疲劳分析技术及理化检验手段分析了其产生断裂的原因。在此基础上提出了2种改进设计方案,并通过计算进行了优选。试验结果表明,采用优选改进方案的挡圈的疲劳寿命满足要求,未出现断裂问题。

应用实测载荷谱预测轿车变速器壳体寿命

以某轿车手动5挡变速器壳体为研究对象,考虑轴承、齿轮轴刚度的影响,应用有限元方法计算壳体在所有挡位下的应力分布,并进行了分析评价;同时结合轿车实际使用工况下的变速器工作载荷谱,应用多轴疲劳理论预测整个壳体的损伤分布,获得了壳体寿命;通过比较壳体应力分布与壳体损伤分布可知,重点改善1挡和倒挡时的壳体应力分布对于提高壳体寿命,快速完善壳体局部结构具有重要意义。

电动车减速器齿轮疲劳断裂分析与改进

为研究电动车减速器台架疲劳试验中出现的齿轮齿根断裂现象,利用Palmgren-Miner线性损伤累计理论进行齿根疲劳损伤计算,确定齿根断裂的主要原因是齿根疲劳寿命不足。采用增大齿轮螺旋角、齿根倒角以及齿面修形等方法进行齿轮结构优化。结果表明:优化后的齿轮未发生断裂,满足疲劳寿命要求。

基于断裂伸长率的变速器壳体断裂极限扭矩预测

为合理预测变速器壳体断裂极限扭矩,以乘用车变速器壳体为研究对象,首先施加1.5倍最大设计扭矩进行线弹性有限元分析和安全系数计算,确定断裂危险位置,然后施加高于3倍的最大设计扭矩进行弹塑性有限元分析,确定塑性应变等于材料断裂伸长率时各危险位置的扭矩,将其中的最小值作为极限扭矩,最后应用台架静扭强度试验进行验证。结果表明:极限扭矩预测值和试验值均满足静强度要求,纠正了线弹性有限元分析静强度不达标结论;断裂预测位置与试验结果基本一致,极限扭矩预测精度达86.9%,满足工程需要;建立的壳体断裂极限扭矩预测方法合理。