汽車變速器齒輪疲勞壽命分析

1、中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書摘要汽車變速器倒檔齒輪作為汽車的重要零部件，應(yīng)該具有良好的力學(xué)性能和疲勞壽命。本文針對(duì)某汽車的變速器倒檔齒輪，通過CAE技術(shù)對(duì)其進(jìn)行疲勞性能的研究，并提出了優(yōu)化其疲勞特性的方案。首先運(yùn)用CATIA軟件建立了變速器倒檔齒輪幾何模型，運(yùn)用前處理軟件ANSYS對(duì)幾何模型進(jìn)行簡(jiǎn)化和修改，選擇單元?jiǎng)澐志W(wǎng)格，建立其有限元模型。通過有限元軟件ANSYS對(duì)變速器倒檔齒輪進(jìn)行有限元靜力學(xué)的分析，并與傳統(tǒng)齒輪靜力

2、學(xué)求解結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證。根據(jù)接觸理論，運(yùn)用有限元方法對(duì)倒檔齒輪嚙合時(shí)的表面接觸應(yīng)力進(jìn)行分析，得到倒檔齒輪表面接觸應(yīng)力分布，比對(duì)通過Hertz公式得到的倒檔齒輪最大接觸應(yīng)力理論值，驗(yàn)證了倒檔齒輪接觸應(yīng)力有限元分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，同時(shí)得到接觸應(yīng)力隨時(shí)間的變化關(guān)系，發(fā)現(xiàn)倒檔齒輪接觸過程中，載荷呈現(xiàn)脈沖性，為齒輪疲勞分析奠定基礎(chǔ)。將變速器倒檔齒輪的有限元靜力學(xué)結(jié)果導(dǎo)入ANSYS軟件中，在加入影響疲勞強(qiáng)度的因素之后，建立變速器倒檔齒輪材料SN曲線，進(jìn)行

3、疲勞壽命的計(jì)算，得到變速器倒檔齒輪疲勞壽命最低為2.53105次，位于兩對(duì)齒輪嚙合接觸的接觸線附近。關(guān)鍵詞：變速器倒檔齒輪，有限元，疲勞壽命中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書I目錄1緒論...................................................................11.1課題的研究背景和意義.........................................

4、........11.2國(guó)內(nèi)外齒輪疲勞研究的現(xiàn)狀.............................................21.3課題來源及主要研究?jī)?nèi)容...............................................32有限元基礎(chǔ)及軟件介紹...................................................42.1有限元法..................

5、...........................................42.1.1物體結(jié)構(gòu)的離散化...................................................42.1.2單元特性分析.......................................................42.1.3單元組集...................................

6、........................52.2有限元軟件的優(yōu)點(diǎn).....................................................63變速器倒檔齒輪有限元靜力學(xué)分析.........................................73.1變速器倒檔齒輪有限元模型的建立.......................................73.1.1幾何模型的建立..

7、...................................................73.1.2網(wǎng)格的劃分和模型的簡(jiǎn)化..............................................83.1.3單元材料屬性設(shè)置..................................................103.2變速器倒檔齒輪載荷分析..........................

8、....................103.2.1變速器倒檔齒輪單齒嚙合最高點(diǎn)的確定................................103.2.2變速器倒檔齒輪受力分析............................................113.3倒檔齒輪的單齒彎曲強(qiáng)度有限元分析....................................133.4彎曲強(qiáng)度傳統(tǒng)計(jì)算方法驗(yàn)證........

9、....................................144變速器倒檔齒輪接觸應(yīng)力的有限元分析....................................164.1變速器齒輪接觸應(yīng)力的理論計(jì)算........................................164.2有限元非線性接觸問題的求解方法......................................174.3變速器齒輪有

10、限元模型仿真結(jié)果及分析..................................185變速器倒檔齒輪疲勞壽命的分析..........................................205.1疲勞分析基礎(chǔ)........................................................205.1.1疲勞的基本概念...................................