拖拉機(jī)變速箱軸系校核平臺(tái)設(shè)計(jì)及軸承有限元分析.pdf

1、拖拉機(jī)工作條件十分惡劣，在工作過(guò)程中底盤(pán)變速箱等零件承受著很大的沖擊載荷。軸系是拖拉機(jī)變速箱的重要組成部分，其中軸的結(jié)構(gòu)剛度直接影響到變速箱的使用性能，決定了齒輪的嚙合程度和動(dòng)力傳輸平順性，因此，對(duì)軸的剛度進(jìn)行校核顯得尤為重要。為此，東風(fēng)農(nóng)機(jī)集團(tuán)有限公司與常州江蘇大學(xué)工程技術(shù)研究院展開(kāi)合作，聯(lián)合開(kāi)發(fā)拖拉機(jī)變速箱軸系校核平臺(tái)及對(duì)軸承進(jìn)行有限元計(jì)算分析。在此背景下，本文開(kāi)展了以下工作。
　　利用Visual Basic6.0開(kāi)發(fā)了拖拉

2、機(jī)變速箱軸系校核平臺(tái)。校核平臺(tái)包括:用戶(hù)模塊、圖形模塊、計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。用戶(hù)模塊供用戶(hù)登錄軟件和管理密碼;圖形模塊供用戶(hù)進(jìn)行軸上零件排布和定義各類(lèi)參數(shù);計(jì)算模塊提供齒輪、軸承、發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩等參數(shù)，支持同時(shí)在12種工況下進(jìn)行計(jì)算;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊主要提供軸的剛度校核和軸承壽命計(jì)算等結(jié)果數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。該校核平臺(tái)的開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了一般拖拉機(jī)變速箱中軸的剛度校核及軸承壽命計(jì)算的自動(dòng)化，替代人工校核工作，減小了傳統(tǒng)的分析和計(jì)算工作量，大大提高了變速箱

3、的開(kāi)發(fā)效率。
　　在進(jìn)行變速箱軸承的分析之前，本文對(duì)6208型軸承進(jìn)行了接觸應(yīng)力的赫茲理論計(jì)算，并通過(guò)APDL語(yǔ)言自動(dòng)創(chuàng)建接觸對(duì)和施加約束條件，對(duì)軸承進(jìn)行了有限元分析。結(jié)果表明，理論解和仿真解中，滾動(dòng)體接觸應(yīng)力分布趨勢(shì)基本一致，驗(yàn)證了該軸承有限元模型的正確性，因此可以用作下一步分析的有限元模型。
　　在軸止工況下，分析了底盤(pán)變速箱軸承座孔的應(yīng)力及應(yīng)變，發(fā)現(xiàn)孔橫截面的位移量并不一致，因此有必要對(duì)變速箱軸承施加簡(jiǎn)化和實(shí)際邊界條件

4、進(jìn)行有限元分析并進(jìn)行比較。針對(duì)單個(gè)軸承有限元模型，施加簡(jiǎn)化邊界條件:對(duì)軸承外圈施加全約束、對(duì)內(nèi)圈側(cè)表面施加軸向約束;針對(duì)基于變速箱的軸承裝配體有限元模型，施加實(shí)際邊界條件:用軸承外圈與軸承座、軸承外圈側(cè)表面與軸承座的過(guò)盈量，模擬軸承外圈與軸承座、軸承外圈側(cè)表面與軸承座的過(guò)盈配合關(guān)系。在變速箱三種典型工況下，利用ANSYS對(duì)軸承及軸承裝配體模型進(jìn)行仿真計(jì)算，針對(duì)兩類(lèi)邊界條件，本文提出了同軸度、圓柱度及圓度等失圓評(píng)價(jià)指標(biāo)和軸線偏斜角評(píng)價(jià)指標(biāo)