變速器箱體結(jié)構(gòu)疲勞分析及內(nèi)流場的模擬.pdf

1、變速器是車輛傳動系中不可或缺的重要組成部分，其箱體不僅起著支撐作用，對箱體內(nèi)的各零部件起到封閉保護的功能，使變速器構(gòu)成一個封閉的內(nèi)流場，而且對于整車傳動系的工作性能有著重要的影響。箱體在正常的工作過程中將會受到各種載荷激勵，這些激勵力都有可能引起箱體產(chǎn)生較大的變形以及應(yīng)力。如果箱體強度不夠，可能會使箱體產(chǎn)生破壞或者是疲勞問題。
　　在機械行業(yè)中，有摩擦的地方大多有潤滑油的潤滑，變速器也不例外，因此變速器中都有合理的潤滑系統(tǒng)。如果潤

2、滑系統(tǒng)中的潤滑油量不足，散熱能力差，將會使?jié)櫥偷挠蜏剡^高，潤滑油的粘度也會隨之下降，有相互摩擦的零部件表面油膜將會減薄，而變速器中主要是嚙合的齒輪表面油膜減薄，因此嚙合表面容易產(chǎn)生膠合破壞。對于軸承處，如果油膜減薄，機械零件由于熱脹冷縮的原理，軸承處可能出現(xiàn)燒傷咬死等情況。相反，如果潤滑系統(tǒng)中的潤滑油量過多，將會增加變速器的攪油損失，從而影響變速器傳遞的效率。因此，在對變速器進行設(shè)計時，為使變速器能夠滿足各種工況的需要，應(yīng)考慮變速器箱

3、體相應(yīng)的結(jié)構(gòu)強度、疲勞以及變速器潤滑系統(tǒng)的潤滑情況等。
　　本文以某公司重型客車變速器箱體為研究對象，在對箱體進行靜強度校核及疲勞壽命預(yù)測時，提出了兩種極限工況下的靜強度校核以及相應(yīng)的疲勞分析。同時，針對箱體內(nèi)部流場的潤滑情況，分別分析了不同工況下箱體內(nèi)部流場的潤滑效果。
　　首先，對變速器的箱體進行了幾何清理與模型的必要簡化，對簡化后的模型進行離散化，應(yīng)用有限元法對箱體進行了靜力學(xué)分析，看其靜強度是否滿足使用要求。對于箱體

4、的疲勞壽命預(yù)測，以其靜力學(xué)分析結(jié)果為基礎(chǔ)，對箱體進行疲勞壽命分析。
　　同時，在對箱體進行靜強度校核時，大量文獻中只針對箱體的一擋和倒擋兩種工況進行了分析，并未考慮傳動系動載的影響。因此本論文在進行強度校核時，提出了兩種極限工況下的強度校核。
　　最后，對于箱體內(nèi)部流場的模擬，分析前需要對變速器的箱體、軸承、旋轉(zhuǎn)齒輪嚙合對及其它內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行必要的簡化。取箱體的內(nèi)表面，封閉箱體上所有孔以致箱體與各齒輪及軸構(gòu)成一個封閉的內(nèi)流場模