850型拖拉機底盤組合件結構分析及輕量化改進.pdf

1、在計算機技術發(fā)展異常迅猛的今天,拖拉機的設計與制造也同步進入了計算機技術時代。因此在計算機尤其是大型工作站上通過有限元技術解決規(guī)模龐大、結構復雜的靜力學和動力學的特性分析逐漸變成了一種有效的輔助設計方法。
　　 本文主要是利用有限元分析技術對常州東風農機集團有限公司的850型拖拉機底盤進行分析,計算分析涉及底盤組合件和各零件的強度、接觸、自振頻率、剛度等諸多方面的問題。
　　 本文的主要內容及主要結論如下:
　　

2、 (1)了解850拖拉機底盤組合件的結構,再利用三維造型軟件SolidWorks生成850拖拉機底盤各零件的三維模型;之后使用專業(yè)的有限元網格工具HyperMesh對其進行網格劃分生成有限元模型。使用ANSYS求解器,同時對計算時間、并行計算效率以及成本等方面考慮之后,得出對850拖拉機底盤如此規(guī)模的計算問題,使用8CPU的PCG求解器較合適。
　　 (2)制定了拖拉機底盤8個模擬計算工況,模擬了該型拖拉機在實際使用中所能遇到的

3、各種惡劣工況,對拖拉機底盤的結構設計進行了全面的評價。
　　 (3)在各工況的靜態(tài)有限元結構計算之后,由計算結果分析得到850拖拉機底盤組件中各零件的應力危險部位;之后還得到了拖拉機底盤組合件的整體模態(tài)分析結果,結果顯示了各零件的固有振動特性;對比有限元強度分析中應力危險位置和模態(tài)分析中的應力危險位置,同時查看存在的靜應力與動應力疊加破壞的部位,找出底盤部件的結構薄弱環(huán)節(jié)和強度過剩區(qū)域,包括離合器殼、前橋、變速箱、前橋支架等。<

4、br>　　 (4)在保證現(xiàn)有生產工藝的條件下,對危險零部件進行了改進設計,加強結構薄弱環(huán)節(jié),對強度過剩部分減重。
　　 (5)原機型在離合器殼喇叭口向方形口過度處出現(xiàn)嚴重應力集中現(xiàn)象,通過改進,此處的應力下降到正常范圍。其他主要部件的應力集中部位應力值也出現(xiàn)相應的下降,比如前橋殼半軸殼與中間齒輪箱過渡處圓角、變速箱上與離合器殼連接處法蘭的螺栓孔、變速箱內部隔板的軸承支撐孔等。對這些部位進行相應的改進并對改進方案進行有限元分析,

5、驗證了改進方案的合理性。
　　 (6)對改進部件的底盤組件進行整體模態(tài)分析,改進后整體剛度提高,各部件危險部位的模態(tài)應力有不同程度降低。
　　 (7)開發(fā)基于底盤傳動軸孔的變形數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。通過對變形數(shù)據(jù)的評價發(fā)現(xiàn),各軸孔自身的變形情況在正常范圍,但是整體傳動系由于離合器的剛度不夠,變形量偏大;改進設計后整體傳動系的剛度有一定程度的提高。
　　 (8)設計思路由原來的以強度設計轉變?yōu)閺姸仍O計和剛度設計同時進行,為