变速器箱体结构疲劳分析及内流场的模拟

发布时间：2017-09-03 00:23

  本文关键词：变速器箱体结构疲劳分析及内流场的模拟

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【摘要】：变速器是车辆传动系中不可或缺的重要组成部分,其箱体不仅起着支撑作用,对箱体内的各零部件起到封闭保护的功能,使变速器构成一个封闭的内流场,而且对于整车传动系的工作性能有着重要的影响。箱体在正常的工作过程中将会受到各种载荷激励,这些激励力都有可能引起箱体产生较大的变形以及应力。如果箱体强度不够,可能会使箱体产生破坏或者是疲劳问题。在机械行业中,有摩擦的地方大多有润滑油的润滑,变速器也不例外,因此变速器中都有合理的润滑系统。如果润滑系统中的润滑油量不足,散热能力差,将会使润滑油的油温过高,润滑油的粘度也会随之下降,有相互摩擦的零部件表面油膜将会减薄,而变速器中主要是啮合的齿轮表面油膜减薄,因此啮合表面容易产生胶合破坏。对于轴承处,如果油膜减薄,机械零件由于热胀冷缩的原理,轴承处可能出现烧伤咬死等情况。相反,如果润滑系统中的润滑油量过多,将会增加变速器的搅油损失,从而影响变速器传递的效率。因此,在对变速器进行设计时,为使变速器能够满足各种工况的需要,应考虑变速器箱体相应的结构强度、疲劳以及变速器润滑系统的润滑情况等。本文以某公司重型客车变速器箱体为研究对象,在对箱体进行静强度校核及疲劳寿命预测时,提出了两种极限工况下的静强度校核以及相应的疲劳分析。同时,针对箱体内部流场的润滑情况,分别分析了不同工况下箱体内部流场的润滑效果。首先,对变速器的箱体进行了几何清理与模型的必要简化,对简化后的模型进行离散化,应用有限元法对箱体进行了静力学分析,看其静强度是否满足使用要求。对于箱体的疲劳寿命预测,以其静力学分析结果为基础,对箱体进行疲劳寿命分析。同时,在对箱体进行静强度校核时,大量文献中只针对箱体的一挡和倒挡两种工况进行了分析,并未考虑传动系动载的影响。因此本论文在进行强度校核时,提出了两种极限工况下的强度校核。最后,对于箱体内部流场的模拟,分析前需要对变速器的箱体、轴承、旋转齿轮啮合对及其它内部结构进行必要的简化。取箱体的内表面,封闭箱体上所有孔以致箱体与各齿轮及轴构成一个封闭的内流场模型。分别模拟了箱体在四挡工况下,以第一轴的输入转速为1500r/min和2000r/min时,不同润滑油高度对内部流场润滑效果的影响。
【关键词】：变速器 结构强度 疲劳分析 润滑系统 润滑效果
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.212
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 课题研究的目的及意义9-10
• 1.2 课题的国内外研究现状10-16
• 1.2.1 变速器箱体的静强度及疲劳研究现状10-13
• 1.2.2 变速器传热模型的研究现状13-14
• 1.2.3 变速器润滑系统流动计算研究现状14-16
• 1.3 论文研究的主要内容16-17
• 2 变速器箱体模态分析17-25
• 2.1 引言17-18
• 2.2 变速器结构概述18-19
• 2.3 箱体有限元模型的建立19-22
• 2.3.1 三维模型的建立19-20
• 2.3.2 模型的几何清理20
• 2.3.3 网格的划分20-22
• 2.4 箱体结构模态分析22-24
• 2.4.1 结构模态分析的有限元理论22-23
• 2.4.2 模态分析结果23-24
• 2.5 本章小结24-25
• 3 变速器箱体的静力学分析25-35
• 3.1 引言25
• 3.2 工况的研究25-28
• 3.3 箱体的静力学分析28-32
• 3.3.1 工况一下的静力学分析28-31
• 3.3.2 工况二下的静力学分析结果31-32
• 3.4 本章小结32-35
• 4 变速器箱体的疲劳寿命分析35-43
• 4.1 引言35
• 4.2 疲劳的定义与分类35
• 4.3 疲劳损伤积累的形成35-37
• 4.4 疲劳寿命分析的方法37-38
• 4.5 箱体的疲劳寿命预测分析38-41
• 4.6 本章小结41-43
• 5 变速器箱体内流场的模拟43-67
• 5.1 引言43
• 5.2 流体动力学理论43-46
• 5.2.1 流体的基本理论43-44
• 5.2.2 流体的基本属性44-46
• 5.3 变速器整体模型46-52
• 5.3.1 箱体模型的简化和处理46-47
• 5.3.2 旋转部件的处理47
• 5.3.3 齿轮啮合对的处理47-52
• 5.4 变速器在不同工况下内流场的模拟52-64
• 5.4.1 工况的分类52-53
• 5.4.2 相同侵油深度，，不同输入转速下变速器内流场的模拟53-58
• 5.4.3 相同输入转速，不同齿轮侵油深度下变速器内流场的模拟58-64
• 5.5 本章小结64-67
• 6 总结与展望67-69
• 6.1 总结67-68
• 6.2 展望68-69
• 致谢69-71
• 参考文献71-75
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果75

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1 周大坤;李玉伟;李召生;林林;;贮料罐有限元疲劳分析[J];锅炉制造;2009年04期

2 杰弗里.M.斯蒂尔 ,托尼.C.T.雷姆 ,姚昌启;提高疲劳分析的精确度[J];南昌大学学报(工科版);1984年02期

3 程凤;赵章焰;;岸边集装箱起重机静力及疲劳分析[J];起重运输机械;2007年04期

4 杨德荣;椭圆截面构件的疲劳分析[J];航空学报;1988年S1期

5 文静;房永刚;路燕;邹鸣中;张跃;孙造占;;核安全设备疲劳分析方法与步骤[J];原子能科学技术;2014年01期

6 许艳玲;张保;;吸附塔的疲劳分析[J];现代制造技术与装备;2012年01期

7 Jeffrey M.Steele;Tony C.T.Lam;曾纪荣;;提高疲劳分析的精确度[J];国外铁道车辆;1984年02期

8 赵丽娟;孙晓娜;张佃龙;;掘进机铲板有限元疲劳分析[J];机械设计与研究;2012年05期

9 张林波;柳杨;黄鹏程;瞿元;;有限元疲劳分析法在汽车工程中的应用[J];计算机辅助工程;2006年S1期

10 章贵和;;核一级承压设备疲劳分析方法[J];核动力工程;2009年S2期

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1 叶祥记;祝涛;张孝卫;张鑫;;简化疲劳分析的基本原理及其工程应用[A];'2009全国钢结构学术年会论文集[C];2009年

2 刘洪涛;于皓;侯涛;张孝卫;邓贤锋;;海洋简易平台桩的疲劳分析[A];2009年度海洋工程学术会议论文集（上册）[C];2009年

3 薛贵林;宇慧平;隋允康;赵尔冰;杜家政;岳彩锐;;脉动真空灭菌器的疲劳分析[A];北京力学会第14届学术年会论文集[C];2008年

4 罗修纯;;传统疲劳分析方法的适用性与局限性[A];第三届全国结构工程学术会议论文集（上）[C];1994年

5 陈怡;;基于瞬态振动有限元解的疲劳分析算例[A];第八届中国CAE工程分析技术年会暨2012全国计算机辅助工程（CAE）技术与应用高级研讨会论文集[C];2012年

6 周毅;陈启亮;;集成化疲劳分析方法在某轻卡车架开发中的应用[A];第八届中国CAE工程分析技术年会暨2012全国计算机辅助工程（CAE）技术与应用高级研讨会论文集[C];2012年

7 卢晨霞;王朋波;;汽车车轮疲劳分析与结构改进[A];北京力学会第19届学术年会论文集[C];2013年

8 陈莉;常文魁;;典型对接结构疲劳分析研究[A];第22届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2013年

9 文静;房永刚;路燕;邹鸣中;张跃;孙造占;;核安全设备疲劳分析方法与步骤[A];北京力学会第19届学术年会论文集[C];2013年

10 邓合霞;夏日长;;谱疲劳分析中小波浪的不同处理方法分析研究[A];第十三届中国科协年会第13分会场-海洋工程装备发展论坛论文集[C];2011年

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1 安世亚太 雷先华;结构疲劳分析技术新进展[N];中国航空报;2006年

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1 徐丰;汽车后扭力梁的疲劳分析与研究[D];河北工程大学;2015年

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6 李玉;变速器箱体结构疲劳分析及内流场的模拟[D];重庆理工大学;2016年

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