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原文传递某变速器前箱体强度分析

论文题名：	某变速器前箱体强度分析
关键词：	变速器;强度分析;拓扑优化;箱体设计;汽车
摘要：	变速器是汽车传动系统中的重要部件之一,而变速器箱体作为变速器的核心部件,其主要作用是提供齿轮轴系支撑和相应的运动空间以及润滑油循环所需的管道,外部则与车架和发动机连接。变速器箱体的工作环境比较恶劣,箱体承受拉、压、弯、扭,以及振动所致的复杂的应力状态。因此,其设计水平高低对变速器箱体意义十分重大。　　本文结合某车企的一款变速箱体的改造升级,对其改动较大的前箱体进行强度仿真分析,模拟变速器箱体在实际工况下的受力状态,进而求得箱体各部分的应力状态,旨在找出该前箱体的强度不足之处并提出改进措施。本文应用有限元分析方法,对变速器箱体进行强度分析,主要内容和结论包括: 　　(1)对工程实践中出现频率较高的螺栓连接的有限元处理方式进行了研究。通过一个含有螺栓连接的悬臂梁例子,对有限元仿真中主要用的四种处理方式作了详细对比,从被连接件的接触区间隙的角度评价了四种处理方式的优劣。并对算例进行了理论计算,理论计算主要从加载端的挠度和被连接件接触区的上表面应力两个方面对算例模型进行计算的。结论表明,在处理变速器箱体的螺栓时应用MPC处理方式最合理。　　(2)对变速器前箱体结构进行了自由模态分析,求得其前二十阶的频率和对应的振型。为了对其模态进行评价,文中对一款成熟的变速箱体也进行了自由模态分析,并与之对比,通过与成熟箱体的模态分析对比,得出变速器箱体在振动特性方面良好的结论。　　(3)针对箱体静态分析中多对轴承的接触问题,本文建立了轴承接触模型;为模拟箱体间螺栓的连接作用时,在螺栓孔处建立了刚性耦合;在处理齿轮啮合力的施加和加载位置时,建立了齿轮轴系网格模型;从而建立了包含齿轮、轴和轴承在内的箱体有限元模型。并设计了相应的计算齿轮力的matlab程序,对变速器箱体进行极限工况下的准静态分析,实现了对变速器前箱体的结构强度的客观评价。　　(4)鉴于倒档轴孔处存在应力过大的问题,对前箱体倒档轴孔处进行了拓扑优化设计,根据优化结果对存在强度问题的倒档轴孔处进行了重新设计,提出了两种方案,并分别对新设计的箱体结构进行了准静态分析验证,从强度的角度对两种方案进行评价,得出方案二较为合理的结论。　　综上所述,本文运用有限元仿真技术,对某车企新设计的变速箱体结构进行了强度分析,较好的解决了在变速器箱体开发初期遇到的问题,对于生产实践具有一定的指导意义。
作者：	解宝常
专业：	机械设计及理论
导师：	胡玉梅
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文