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履带车变速箱体的强度分析

发布于:2016-02-08 17:28
强度分析

      履带车辆变速箱体是齿轮系统的承载体,在齿轮传动过程中,箱体承受较大的载荷并产生较大的变形和应力。由于箱体的受力及形状十分复杂,可能由于静压强度不足,表现为整体或局部发生裂纹,而引起变速箱的失效。用常规的方法对其进行力学分析非常困难,有限元分析法是一种数值计算的近似方法,可以对履带车辆变速箱在使用过程中出现的问题进行数值模拟。
      关于应用有限元法对箱体类零件力学特性的研究,研究人员建立了齿轮减速箱体的结构力学分析模型,并进行了结构强度分析和刚度分析。使用I-DEAS Master series对大型箱体零件分析过程中应注意的一些问题进行了阐述,对高速动力承载式铸铝合金齿轮箱体强度进行了分析。以下研究则运用有限元App建立了某履带车辆变速箱体的力学模型,并对其进行了强度和刚度的有限元分析。
      履带车辆变速箱体是一个承载大、形状不规则、结构不对称的复杂空间结构,并存在着各种加强筋、凸台、轴承孔、倒角和螺栓联接孔等结构,因此在建立力学模型过程中,对结构的受力特性进行理论分析是必要的。受力特点可归纳为如下二点:(1)无论是直齿轮或锥齿轮传动机构,在箱体孔边都有径向作用力;(2)履带车辆变速箱各部分不在同一平面或平行平建立实体模型是有限元分析中一个关键环节,实体模型与实际相符的程度关系到分析结果的精度。
      为使分析结果最大限度地接近实际情况,在实体建模过程中,对箱体所作的简化较少,从而确保了计算结果具有很高的精度,能够较真实地反映箱体的力学特性,图为所建立的履带车辆变速箱体实体模型。八节点四面体等参实体单元是分析弹性结构空间问题中应用较广的一种元素,能利用更复杂的形状函数,实现结构对实际变形的更好表达,从而保证有限元模型具有很高的精度。
      针对这一特点,采用自由网格、映射网格和手工局部网格划分相结合的方法,对变速箱体进行了有限元网格离散划分。为所建立的履带车辆变速箱体有限元模型,整个箱体共划分出419199个实体单元,96211个节点。这里采用右手坐标系,其中xoy平面位于上下箱体的结合面,X轴平行于主轴中心线。当轴承承受径向载荷F时,最多只有半圈内的滚动体承受载荷,而各滚动体所受载荷的大小是不相同的。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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