乘用車變速器輸出軸斷裂分析及優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、變速器作為汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件,它對整車動(dòng)力性與燃油經(jīng)濟(jì)性、操縱可靠性與輕便性、傳動(dòng)的平穩(wěn)性與效率均具有極大的影響。手動(dòng)變速器雖存在換檔沖擊大,體積大,操縱麻煩等諸多缺點(diǎn),但因其傳動(dòng)效率高、成本低等特點(diǎn)仍被廣泛應(yīng)用。手動(dòng)變速器中的輸出軸作為其主要部件,也肩負(fù)著傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的重任,然而由于設(shè)計(jì)、加工工藝或者裝配等不當(dāng),有時(shí)會(huì)發(fā)生失效現(xiàn)象。
　　論文以一款兩軸五檔式手動(dòng)變速器為分析對象,其在出廠前耐久疲勞試驗(yàn)過程中連續(xù)四次出現(xiàn)輸出

2、軸斷裂的現(xiàn)象。論文首先查找斷軸的故障原因,然后優(yōu)化故障的斷軸,最終獲得比較理想的輸出軸結(jié)構(gòu)。
　　論文具體內(nèi)容如下:
　　(1)觀察故障變速器,找出斷裂部位為輸出軸上四檔齒輪軸向定位處,并根據(jù)斷口形狀初步判斷輸出軸為疲勞斷裂;
　　(2)在Pro/E中建立輸出軸實(shí)體模型,然后將實(shí)體模型導(dǎo)入到有限元分析軟件ANSYS中。分析輸出軸工作狀況,建立有限元模型;
　　(3)在ANSYS中對輸出軸校核靜力強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度以及

3、求解模態(tài)固有頻率和振型,并針對輸出軸的模態(tài)特性作了理論分析,綜合這些分析得知輸出軸斷裂原因?yàn)樗臋n工況下的疲勞失效,具體為輸出軸四檔輸出齒輪軸向定位處軸肩過渡圓角半徑過小產(chǎn)生應(yīng)力集中,導(dǎo)致了最終的斷裂失效。
　　(4)對輸出軸斷裂部位的過渡圓角優(yōu)化設(shè)計(jì),并考慮在該部位軸肩安裝的零件是否會(huì)與調(diào)整后圓角發(fā)生干涉以及刀具尺寸,給出過渡圓角半徑值;
　　(5)對優(yōu)化后的輸出軸再次利用ANSYS軟件校核疲勞強(qiáng)度,并對樣機(jī)進(jìn)行出廠前試驗(yàn),