某轮式装载机变速箱体的载荷计算与有限元分析

发布时间：2019-07-16 08:46

【摘要】：为了解某轮式装载机变速箱体处于最大静载荷工况时承受载荷的来源、大小、方向、位置和分布情况,以及为工程技术人员对变速箱体进行承载能力验算、结构设计与改进提供一定的理论依据,本文对箱体承受的载荷进行了分析和计算,并对箱体的内部应力、应变分布情况和固有频率及其对应的模态振型特征进行了分析。同时,为方便进一步对变速箱体承受的载荷进行快速准确地计算,作者开发了某轮式装载机变速箱体的载荷计算平台。 研究过程中,首先,按照载荷传递原理分析某轮式装载机变速箱体处于最大静载荷工况时的载荷及其来源,确定箱体的承载部位及载荷计算思路,并根据已知计算数据,基于Hertz弹性体接触理论和向心轴承负荷分布假设条件,对其进行载荷计算。计算结果表明:变速箱体承受的载荷都是以四种不同形式分布在承载面内。然后,通过在ANSYS12.0软件中建立变速箱体有限元模型,并结合箱体承受的约束和载荷,对其进行有限元静力和约束模态求解。求解得出:变速箱体承受的最大拉应力集中在中间输入齿轮轴轴承座前表面,小于其许用应力;变速箱体产生的最大变形发生在中盖安装上表面;变速箱体的前5阶固有频率及其对应的模态振型特征。最后,基于VB6.0软件,并根据变速箱体载荷计算过程中确定的载荷计算思路,建立了能够实现发动机的净转矩计算、变矩器的输入转矩计算、发动机与变矩器共同工作的转矩计算等功能的某轮式装载机变速箱体的专用载荷计算平台。
文内图片：
图片说明： 通过分析变矩器和变速箱的内部结构，，可以得出，变速箱体的约束和承载部位主要有：（1）7 个轴承座孔。箱体将受到与其轴承座孔相联接的轴承传递的载荷作用；（2）3 个安装面。箱体分别与变矩器壳体安装面、中盖安装面和端盖安装面相联接，将受到变矩器壳体安装面的约束作用和中盖、端盖安装面的载荷作用；（3）8 个螺栓孔。通过螺栓，箱体左右凸台上 8 个螺栓孔与装载机后车架联接，将受到后车架的约束作用。图 2-1 变矩器和变速箱的传动简图Fig.2-1 The transmission diagram of the hydraulic torque converter and the gearbox1.发动机飞轮 2.弹性板 3.导轮 4.工作油泵驱动齿轮轴 5.工作油泵轴承座孔轴承 6.二级齿轮 7.一级齿轮 8.一级涡轮轴轴承座孔轴承 9.中间输入齿轮轴轴承座孔轴承 10.中间输入齿轮轴 11.太阳轮 12.一档行星轮 13.一档行星轮架 14.中间输出齿轮 15.变速箱体 16.端盖 17.端盖轴承座孔轴承 18.直接档油缸轴 19.中盖轴承座孔轴承 20.直接档受压盘 21.输出轴前端轴承座孔端承22.输出轴 23.输出齿轮 24.输出轴中间轴承座孔端承 25.中盖 26.输出轴后端轴承座孔端承 27.外环齿轮 28.转向油泵轴承座孔轴承 29.一级涡轮轴 30.转向油泵驱动轴 31.转向油泵驱动齿轮32.二级涡轮轴 33.分动齿轮 34.泵轮 35.一级涡轮 36.二级涡轮 37.旋转壳体 38.变矩器壳体
文内图片：
图片说明： 变矩器零转速比时发动机与变矩器共同工作的输入特性曲线采用 Matlab 软件[32]绘制如图2-4 所示。图 2-4 变矩器零转速比时发动机与变矩器共同工作的输入特性Fig.2-4 The input feature of matching between the diesel and the hydraulic torque converter under thezero rotating speed condition of the hydraulic torque converter
【学位授予单位】：广西工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH243

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本文编号：2514973