变速器壳体强度有限元分析与试验验证

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安装中央制动器的某型变速器的后壳体设计与开发

在图１（ｂ）的基础上增加支撑销孔周围的加强筋
改型设计及改型加强设计，在原后壳体上增加了直接安装中央制动器底板的结构，使用Ｃａｔｉａ软件对后壳进行了三维建模。（２）对改型后的后壳体和加强设计的后壳体利用有限元法进行了分析计算，改进设计后的变速器后壳具有较高的强度，在最大制动力矩２３５０Ｎ・Ｉｎ的作用下，壳体最大ＶｏｎＭｉｓｅｓ等效应
装于变速器后壳体上，而原先该变速器输出凸缘直接连接传动轴，后壳体上无安装中央制动器的
结构，为此需要对原２８３０．５变速器进行适应性改型设计和开发。
高以保证该处空间。为适应后壳体的加高设计，
变速器的二轴也做了相应的加长设计。
图１为在Ｃａｌｒａ软件中对后壳体建立的三维
１变速器改型和后壳体的设计与建模
在原有后壳上安装中央制动器将与后壳上的选换档操纵机构干涉，为实现在后壳上安装中央
凸台周围设计加强筋以保证强度。制动器底板安装于此５个凸台面上，制动鼓安装在输出凸缘上与制动底板及制动蹄组合为中央制动器总成。变速器总成的选换档操纵机构改为安装在前壳相应的窗口上，内部的选换档机构亦做相应的调整。安装制动器底板的５个凸台平面与后壳上变速器悬置支架安装平面间的距离应能保证中央制动器拉索的操作空间和悬置支架安装空间，且二

自动变速器壳体设计及仿真优化

部件．其设计非常关键。设计难度和设计风险非常
矩ＡＴ．其应用目标是匹配Ａ级、高端轿车以及Ｂ级
ｃａａｔｒｔｆｅｇｎ，ｙｒｕｉｔｒｕｏｖｎｒａｄａｓｎｃｍｂｎｔｎｗｉｒｎｍｉｓｎｐｔｎｙｒｕｉｏｔｏｈｒｃｅｉｉｏｎｉｅｈｄａｌｏｑｅｃｎｅｅ，ｎｌｏｉｏｉａｉｔｔａｓｓｉａｈａｄｈｄａｌｃｎｒｌｓｃｃｏｈｏｃｌｇｃｏｉｅｅｔｔｎｍｉｓｏｅｒ，ｈｏｎａｙｃｎｉｏｓｎｅｅｎｔａｓｓｉｎｈｕｉｇａａｙｉａｉｅｅｔｅｒｒｏｉｆｆｒｎｒｓｓｉｎｇａｓｔｅｂｕｄｒｏｄｔｎｅｄｄｉｒｎｍｉｓｏｓｎｌｓｓｔｆｒｎａｓａｅｄｆａｉｏｎｄｇｃｌｕａｅ，ａｄｔｅｔｎｍｉｉｎｈｕｉｇｉｎｌｚｄａｄｓｌｅｉｈｓａｌｈｄｆｉｌｍｅｔｍｏｅｆｔｎｍｉｓｏａｃｌｔｄｎｈｒｓｓｏｏｓｓａａｙｅｎｏｖｄｗｔｔｅｅｔｂｉｅｎｔｅｅｎｄｌｏａｓｓｉｎａｓｎｈｓｉｅｒｈｕｉｇＴｅｒｓｌｈｗｔａｆｒｓｖｒｌｒｕｄｆｏｔｚｔｎｄｓｇｆｔｅｔｎｍｉｓｏｏｓｎ，ｓｅｓａｉｈｓｒｓｏｓｎ．ｈｅｕｔｓｏｈｔａｔｅｅａｏｎｓｏｐｉａｉｅｉｎｏｒｓｓｉｎｈｕｉｇｔｓｔｈｇｔｅｓｓｅｍｉｏｈａｒａｅｆｔｅｈｕｉｇｉｅｕｅｉｎｆａｔｘｅｔｏｅｅａｔｓｏｃｎｒｔｎｍｏｅｖｒｈｘｍｕｄｆｒｔｎｏｒａｏｏｓｎｓｒｄｃｄｓｉｃｎｌｅｃｐｒｓｖｒｌｓｅｓｃｎｅｔｉ，ｒｏｅ，ｔｅｍａｉｍｅｏｍａｉｆｈｇｉｙｆｒａｏｏ

镁合金汽车变速箱壳体强度分析_张少睿

DO I :10.13433/j .cnki .1003 -8728.2004.02.009 第 23 卷第 2 期机械科学与技术 Vol .23 No .2
2004 年 2 月 MECHANICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY February 2004
看出 , 壳体轴承位置处与齿轮轴相接触部位及其附近的应力值普遍比其他部位偏高 , 因此我们针对放置轴承的 3 个高应力面进行了剖面处理 , 剖面位置如图 1 中 A 、B 、C 所示。各截面处的应力分布分别如图 3 ～ 5 所示。最大主应力位于一档齿轮轴与轴承相接触部位(见图 4), 其值为 29. 83 MPa , 所在节点编号为 12522 , 此处也即变速箱最易发生开裂的地方。而最小主应力也在此截面上 , 节点编号为 11344 , 其值为 -17.85 MPa 。
15 5
生支反力。由于轴承采用向心球轴承 , 主要承受径向载荷 , 可忽略轴向因素的影响 , 因此只分析径向力的影响。
变速箱一轴和二轴及中间轴的轴承支反力根据材料力学不难求出 , 6 个轴承孔处的支撑反力结果如表 1 所示。
表 1 轴承孔处支反力作源自点ABCD
E
F
支反力(N) 3455 .7 5760.7 705.4 3470 .2 6466 .1 127 .1
本文采用 CAD 软件 UG 对壳体进行建模 , 并划分有限元网格。选取启动状态时的载荷为计算工况 , 在 MARC 软件中建立该壳体有限元力学模型 , 对变速箱壳体进行载荷分析 , 分析了壳体的受力情况。随后 , 针对变速箱壳体强度薄弱部位 , 对局部结构改进提出了建议。

新型轻卡变速器壳体动静态性能分析

Ｆ／ｙＮ
３９８５
Ｆ，ｚＮ
１００９６
Ｍ／ｘＭｒ／Ｍ（Ｎ・ｍ）（ｍｍ（ｍｍＮ・）Ｎ－ｍ）
１３３０２３ｏ４８０７Ｏ
ｌ用有限元方法对变速器壳体的刚强度、睬动态性能分析已经成为国内外变速器研究机构和生产厂家的主要手段。本文以某轻卡变速器壳
ＣＥ软件中建模。本文以某型轻卡壳体为研究对Ａ象，用Ｕ软件建立壳体数模，人ＨＰＲ利Ｇ导ＹＥ．ＷＯＫＲＳ软件进行几何清理并划分网格，成有限完
ａｄｂｕｄａｙｃｎｔａｎｓｒｌｔｏｆｈｕｉｓｅｐｔｔｄ，ａｄｓｉｎｅｓａｄｓｒｎｔｅｏａｃｆｎｏｎｒｏｓｒｉｔｅａｉｎｏｏｓｎｇｉｘａｉｅａｎｔｆｓｎｔｅｇｈｐｒｒｎｅｏｆｆｍｈｕｉｇｉｎｌｚｄ．Ｂｅｉｅ，ｔｒｕｈｔｅｃｌｕａｉｎｏｅｒｍｅｈｆｅｕｅｃｆｅｃｅｒｌｖｌｗｉｈｏｓｎｓａａｙｅｓｄｓｈｏｇｈａｃｌｔｏｆｇａｓｑｎｙｏａｈｇａ－ｅｅｔｒｔｅｓｅｄｏ０／ｍｉｈｐｅｆ１０ｒ８ｎ，ｔｅｒｌｔｏｓｉｔｅｒｎｍｉｓｏｏｓｎｄｈｕｓｎａｕａｅｕｅｃｓｈｅａｉｎｈｐｂｅｗｅｎｔａｓｓｉｎｎｉｅａｏｉｇｎｔｒｌｆｑｎｙｉｒｓｕｉｄｂｏｉｉａａｒｓｌｓａｏｔｔａｓｓｉｎａｓｍｂｙｎｉｅｅｔｗｉａｕａｅｕｎｙａｄｔｄｅｙｃｍｂｎｎｇｄｔｅｕｔｂｕｒｎｍｉｓｏｓｅｌｏｓｔｓｔｎｔｒｌｆｑｅｃｎｈｒ

基于有限元分析的电驱动商用车减速器壳体优化设计

AUTO TIME115AUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计1　引言新能源汽车传动系统功能是将电动机总成的动力传递到驱动车轮。

其传动系统主要由集成减速器、差速器、电动机的电驱动桥总成组成。

减速器能改变电动机输出的转矩、转速特性，使电动机的输出扭矩增大、输出转速下降以适应汽车的实际行驶需求。

为达到降速增扭的功能，电驱动减速器总成普遍采用三级平行轴齿轮设计。

图1是某款电驱动减速器总成，结构主要由减速器壳体、差速器总成、输入轴齿轮、中间轴齿轮、差速器齿轮、圆锥滚子轴承、油封、堵盖等零件组成。

由于电动机峰值输出扭矩大、转速高的特性，会造成减速器总成因润滑不足导致轴承烧蚀、减速器壳体破损的情况[1]。

因此需将分析设计工作前置，解决相关技术问题。

传统的减速器壳体设计往往依赖于经验与试错，设计及优化改进周期长，成本高。

本覃万龙1　黄文聪21.南宁职业技术学院　广西南宁市　5300002.柳州英勤拓蓝汽车科技有限公司　广西柳州市　545000摘要：随着汽车电动化的进程日益加快，电驱动城市物流商用车已成为了市场上一个重要车型。

作为城市物流车的核心零部件，减速器的性能稳定变得至关重要。

而减速器壳体在减速器运行中起到支撑保护功能，会受到多种重力负荷的作用。

在面对电驱动状态下出现的复杂转速及扭矩工况时，往往会出现减速器壳体因应力集中受损、轴承因润滑不足烧蚀等多种问题。

减速器壳体的结构设计直接影响到减速器总成的整体性能与可靠性。

本文主要采用Masta 、Particleworks 软件，对电驱动商用车的减速器壳体进行有限元分析及结构优化设计。

并搭载后桥总成进行台架试验验证。

结果证明，所优化设计的减速器壳体符合相关汽车行业标准及实际应用需求。

通过这一实用方法，提高了减速器壳体的强度、刚度及减速器总成轴承润滑能力。

为电驱动商用车的高效、稳定运行提供了保障。

也为后续电驱动后桥总成零部件开发及优化设计提供了思路。

变速器壳体28工况仿真

变速器壳体28工况仿真变速器壳体的28工况仿真是一项重要的技术手段，它在汽车工程中具有广泛的应用。

本文将对变速器壳体28工况仿真的意义、方法和结果进行详细介绍，以期为相关领域的研究和工程实践提供指导。

变速器壳体作为汽车变速器的重要部件，其结构设计直接影响着整个变速器的性能和寿命。

28工况仿真是一种综合考虑变速器在不同工况下的受力、载荷和疲劳破坏情况的方法。

通过模拟实际使用过程中的不同工况，可以全面评估变速器壳体的强度、刚度和振动特性，为设计优化和寿命预测提供科学依据。

在进行28工况仿真时，首先需要建立变速器壳体的数值模型。

通过CAD软件对壳体的几何结构进行建模，并考虑到细节特征，如孔洞、连接结构和法兰等。

然后，根据不同的工况要求，设定相应的加载条件和边界条件。

例如，对于不同速度和转矩要求，可以设定壳体的材料和厚度，以及轴承的支撑方式等。

最后，使用有限元分析软件对模型进行分析，得到壳体在不同工况下的应力分布、变形和振动情况。

通过28工况仿真，可以获得丰富的数据和信息。

首先是壳体的应力分布和刚度特性。

这些数据可以帮助工程师评估壳体的强度和刚度是否满足设计要求，是否存在应力集中和疲劳破坏的风险。

其次是壳体的变形和振动情况。

这些数据可以用于评估壳体的动态特性和振动传递特性，为减震和降噪设计提供参考。

此外，通过对不同工况下的壳体应力和变形进行综合分析，可以预测壳体的寿命，并进行结构优化和材料选择。

变速器壳体28工况仿真为汽车工程提供了一种高效、准确和经济的设计手段。

通过仿真分析，可以降低开发成本和时间，提高产品质量和可靠性。

同时，仿真还为设计优化和全寿命周期管理提供了科学依据。

因此，在汽车工程中广泛应用变速器壳体28工况仿真是非常有意义的。

综上所述，变速器壳体28工况仿真是一项重要的技术手段，它可以全面评估变速器壳体的强度、刚度和振动特性，在汽车工程中具有广泛的应用前景。

通过建立数值模型、设定加载和边界条件，并使用有限元分析软件进行仿真分析，可以获得丰富的数据和信息，为壳体设计和寿命预测提供科学依据。

纯电动汽车变速箱壳体CAE分析及拓扑优化

优化结果表明,优化后壳体刚度和固有频率均有提高。根据拓扑优化结果对变速箱壳体结构进行改进,通过仿真计算验证表明, 改进后的壳体提高了刚度和前两阶固有频率,使得齿轮传动精度更高,避开了常用转速下的齿轮啮合激励频率,且改进后质量减轻了7%,性能得到明显改善,达到设计要求。
采用仿真分析与试验相结合的方法,分别利用ABAQUS和 b对壳体动态特性进行仿真和试验研究。仿真与试验结果对比表明,不论在自由状态还是约束状态下,计算模态振型与试验模态振型基本吻合,且固有频率相对误差均在4%以内, 从而验证了变速箱壳体有限元模型的准确性。
另外,通过研究壳体模态参数,发现其前两阶固有频率与常用转速下齿轮啮合激励频率比较接近,可能引起共振现象的发生,为多目标拓扑优化提供基础数据。3.基于变密度法建立静动态联合多目标拓扑优化数学模型,通过Optistruct进行拓扑优化,以设计域内单元密度为设计变量,约束优化前后体积比,以一挡及倒挡工况下的柔度最小化和前两阶固有频率的加权响应最大化为优化目标。
主要研究内容如下:1.详细介绍了纯电动汽车变速箱壳体的研究背景及意义,然后阐述了纯电动汽车变速箱研究现状,接着介绍了壳体有限元分析及拓扑优化研究现状。2.详细介绍了变速箱壳体结构设计过程,利用CATIA和HyperMesh分别建立体一挡及倒挡工况进行静力学仿真分析。分析结果表明,在两种工况下该壳体满足刚强度要求,并且有优化设计空间。
纯电动汽车变速箱壳体CAE分析及拓扑优化
随着能源问题的日益突出,节能减排在汽车行业中越来越受到重视,因此纯电动汽车得到了快速发展。众所周知,汽车变速箱是汽车传动系统的核心装置,而壳体性能优劣对变速箱正常工作起着重要作用,因此壳体性能与整车性能有直接关系,应保证其满足使用要求。

基于有限元法的离合器壳体静强度分析及改进

ｍｅｔＭｅｈｄｎｔｏ），ａｄａｍｏｉｃｔｎｍｅｈｄｗｓｐｏｏｅ．Ｃｍｐｒｎｔｈｔａｎｔｓｒｓｌ，ｉｐｏｅｈｔｔｅＦＭｄｌｉｒａｏａｌ，ｎｄｆａｉｔｏａｒｐｓｄｉｏｏａｇｗｉｔｅｓｒｉｅｔｅｕｔｔｒｖｓｔａｈＥｍｏｅｓｅｓｎｂｅｉｈ
１２边界条件．根据变速箱悬挂时的受力情况，在离合器壳前端连接孔处施加位移边界条件以模拟离合器壳与发动机飞轮壳连接处的约束。变速箱的各个部件之间，笔者是模拟了各个接触面的接触，其中包括上盖与变速箱的接触面，后盖与变速箱壳体的接触面、离合器壳体与变速箱壳体的接触面，副箱中间轴盖、主
ＡｓａｔｎｏｄｒｏａａｚｅｓｅｇｆｈｌｔｏｓｇｈｈｌｔｎｍｓｏａｅｍｄｌａｂｉｐｂＥ（ｉｉｌ— ｂｔｃ：ｉｒｅｎｌｅｔｔｎｔｏｔｅｃｃｈｕｉ，ｔｅｗｏｅｒｓｉｉｎｃｓｏｅｗｓｕｌｕｙＦＭＦｎｅＥｅｒｔｙｈｒｈｕｈｎａｓｔｔ
倍的整箱重量。文中用ＰｏＥ建立相关零件的三维实体模型，ｒ— 其中包括离合器壳、变速箱壳体、后盖、上盖、副箱中间轴盖等；并在ＡＳ中进行网格划分、模型组装、边界条件和载荷ＮＡ

汽车变速器壳体结构振动特性研究

［Ｍ］｛｝＋［Ｃ］｛）＋［Ｋ］｛｝＝｛ｌ厂｝
阻尼。
（１）
式中：以上矩阵通常都是实对称的矩阵，其他阻尼通过周期耗散相等原则转化为第二次黏性设零初始条件，并对式（１）进行拉氏变换，得
第２期
缪国：汽车变速器壳体结构振动特性研究
优化，以减小变速器壳体的结构振动。
２有限元模态分析理论基础
目前，有限元模态分析已成为振动模态分析有效途径之一，利用有限元方法对变速器壳体进行模态分析，可以在变速器设计初期确定变速器壳体的振动特性（固有频率和主振型），
汽车变速器壳体结构振动特性的改进提供理论依据。
关键词：变速器；壳体；振动；模态
汽车工业经过一百多年的发展，到现在已经发展成为全球各经济体的支柱产业。近３Ｏ年
来，中国的汽车工业得到迅速发展，２０１０年成为世界第一汽车产销大国。巨大市场吸引了国
内累计降低４ｄＢ。该提案一旦获得通过，势必会给汽车行业造成重大影响。
车辆的噪声主要包括动力总成噪声、传动系统噪声和轮胎噪声等等，发动机和变速器结构组成的动力总成装置是车辆行驶噪声的一个最主要的振动和噪声源，车辆行驶噪声限值标准的降低，势必要求同时控制和降低发动机和变速器系统的振动和噪声特性。

联合收割机HR601变速器壳体实验研究

２ｌＯ０年８月
农机化研究
第８期
联合收割机Ｈ０１变速器壳体实验研究Ｒ６
庞洪臣，杨芳，鲁学柱，夏波
２０１５０４；３青岛．
（．门职业技术学院机电技术系，广东江门５９９１江２００；２济南职业学院机械系，济南．
图５模拟施加载衙
Ｆｇ５Ｉｏｉｇｌａｉｌｔｎｉ．ｍｐｓｎｏｄｓｍｕａｉｏ
１）首先对加载杠杆反复几次加力，除离合器片消的峰值摩擦力，得在以后的加载过程中加上的力能使
特制了专用的加载杠杆（图ｌ如所示）和压力传感器
固定架（图２所示）如。以模拟变速器的输入力矩，加载杠杆的６个固定螺栓与输入变速器的皮带轮上的固
研究是相互促进、互补充的。本实验的一个主要目相的是验证用有限元法分析的正确性，主要任务是用电
６１２
，
Ｆｇ１Ｌａｅｅｉ．ｏｄｌｖｒ
＝
吉斯）（＋ ±
ｌ（０８。一占５）４。＋（０４）。９。一５。
主方向为主应变与轴夹角为
ｔ＝等咖
收稿日期：２００９一ｌ２１— ５
ｐｇｃ２ｍｌｈ１３＠１３ｃｍ。６．ｏ
在槽钢开口处均布焊接加５～８ｍ强板（维图ａｒ二

汽车变速箱壳体结构拓扑优化设计

背景
汽车变速箱壳体作为汽车传动系统的重要组成部分，具有复杂的结构和多种性能要求。传统的结构优化方法通常只考虑局部区域的优化，无法实现整体最优。此外，汽车变速箱壳体在运行过程中会受到多种力和力矩的作用，需要进行多约束优化，这进一步增加了优化难度。近年来，拓扑优化方法在汽车零部件优化设计中逐渐得到了广泛应用，它可以实现整体结构的优化，提高材料利用率和结构性能。
在专用汽车强度分析方面，强度分析是保证车辆安全性和可靠性的重要手段。它通过有限元方法对车辆的结构进行详细的数值分析，以评估其对于各种载荷条件的响应。在进行强度分析时，需要对车辆的整体结构和局部细节进行详细的建模和仿真，以获得准确的分析结果。
通过专用汽车结构拓扑优化设计和强度分析的应用，可以显著提高车辆的性能和安全性。为了证明这一点，我们进行了一项实验，将优化前后的车辆进行对比分析。实验结果表明，经过结构拓扑优化设计的车辆，其重量、刚度和强度等指标均得到了显著提升，而强度分析则进一步保证了车辆的安全性和可靠性。
谢谢观看
在专用汽车结构拓扑优化设计方面，首先需要了解什么是结构拓扑优化。结构拓扑优化是一种设计方法，它通过在给定约束条件下，寻求最优的材料分布和连接方式，以达到指定的性能目标。在专用汽车设计中，结构拓扑优化能够显著提高车辆的刚度、强度和稳定性，同时降低车辆的重量。
在进行专用汽车结构拓扑优化设计时，通常采用计算机软件进行模拟和计算。设计人员根据车辆的性能需求，建立相应的数学模型，并在软件中进行模拟和分析。通过反复迭代和优化，找到最佳的材料分布和连接方式。这种方法可以大大缩短设计周期，提高设计效率，同时降低设计成本。
4、运行优化设计
在定义好设计变量、约束条件和目标函数后，可以运行优化设计。在 HyperMeshOptiStruct中，可以通过“Solution”面板来运行优化设计。在运行过程中，软件会根据设定的迭代次数和收敛准则进行迭代计算，直到得到满足要求的优化结果。

变速箱壳体强度和模态分析

变速器的有限元分析变速箱壳体静力学分析本文所研究的变速箱壳体结构的几何模型如下图所示，其中变速箱壳体结构的材料为ADC12，ADC12是日本牌号，又称12号铝料，Al-Si-Cu系合金，是一种压铸铝合金，适合气缸盖罩盖、传感器支架、缸体类等，执行标准为：JIS H5302-2006《铝合金压铸件》，具体材料参数如表2.5所示。

图2.5 变速箱壳体结构几何模型表2.5 ADC12材料参数表采用ansys自带网格划分功能对变速箱壳体结构进行网格划分，在ansys中采用四面体单元进行网格划分，单元类型为solid187，该单元为高阶单元，即带有中间节点，单元的形函数为二次函数，可以更好的模拟不规则的模型。

一般来说，形函数阶次越高，计算结果越精确，因而，同线性单元相比，采用高阶的单元类型可以得到相对较好的计算结果。

Solid187单元共有10个节点，每个节点具有三个平动自由度。

,图2.6 solid187单元类型最终划分完整的有限元网格模型如下图所示，其中网格总数为1555702，节点总数为3395130，网格尺寸为3mm。

图2.7 变速箱壳体结构有限元模型变速箱壳体结构的安装孔位置施加固定约束，变速箱壳体上下盖之间通过绑定接触连接，一档和倒挡工况的轴承支反力施加在变速箱壳体结构的轴承配合面上。

一档和倒挡工况下变速箱壳体结构的载荷边界条件条件如下所示。

图2.8 一档工况下变速箱壳体结构载荷边界条件图2.9 倒挡工况下变速箱壳体结构载荷边界条件一档工况下变速箱壳体结构的等效应力云图和位移云图如下所示，其中变速箱壳体结构最大变形为0.13mm，最大值位置如图2.10所示的max标志位置处。

变速箱壳体结构最大等效应力为108.3Mpa, 最大值位置如图2.11所示的max标志位置处，位移上盖内部，如图2.12所示。

基于材料力学第四强度理论，无论什么应力状态，只要构件内一点处的形变改变比能达到单向应力下的极限值，材料就要发生屈服破坏，其中等效应力可以标准形变改变比能，材料屈服极限为180MPa,变速箱壳体结构在一档工况下最大等效应力为108.3MPa,最大值小于材料屈服极限，可以认为变速箱壳体结构在一档工况下满足强度要求，其安全系数为1.66。

变速器壳体密封性的有限元分析与优化

图 1 壳体漏油位置
[KA]{UA}={PA}+{RA}
(1)
[KB]{UB}={PB}+{RB}
(2)
其中，[KA]、[KB] 为 A，B 的整体的节点位移向量；{PA}、
{PB} 为 A，B 的整体外载荷向量；{RA}、{RB}
为 A，B 的接触力向量。
2 变速器壳体结合面密封性能有限元分析
2.1 问题描述某项目的变速器在 pt 耐久的试验中发现变速器壳体有漏油渗油现象，经过使用荧光剂，可以判断漏油位置如图 1 所示 ( 图中绿色荧光剂部分 )。因此，对壳体的结合面进行了有限元密封性分析，找出漏油的具体位置并对壳体密封面行进有效的优化，以改善密封效果。 2.2 接触应力计算的有限元基础假设主动轮为弹性体 A，从动轮为弹性体 B。A 和 B 在相互接触的地方有许多接触点对，在外载荷 {PA} 和 {PB} 的作用下，产生了位移 {UA} 和 {UB}。根据有限元基本理论可得到平衡方程 :
AUTO PARTS | 汽车零部件
变速器壳体密封性的有限元分析与优化
陈一峰上海汽车变速器有限公司上海市 201807
摘要：本文通过某变速器在路试过程中出现壳体漏油渗油现象，对问题分析后，使用 Hyperworks 和 Abaqus 软件对壳体进行有限元分析，计算出壳体结合面的间隙，找出渗油的原因。并给出优化变速器壳体结合面密封性能的多种方法，为提高变速器密封性能提供了参考。
104 AUTO TIME
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时代汽车
螺栓加载预紧力约为 15 ～ 18KN。壳体结合面建立摩擦接触对，摩擦系数约为 0.15 ～ 0.2。将数模进行几何清理后，划分网格，壳体及悬置支架网格的平均尺寸约为 3mm，并将结合面网格局部细化并保证网格质量，如图 2 所示。

柠条收割机变速箱壳体有限元分析

２００２：３—１０．
１３］邵鹏礼，魏来生，贾爽．传动箱有限元强度计算与优化［Ｊ］．车辆与动力技术，２００２，１（３）：３１ — ３２．４］曾攀，雷丽萍，文刚．结构的建模与分析［Ｍ］．北京：机械
４—５．
１９］赵雨吻，周炊，李涵武．于有限元分析的减速器箱体优
化设计［Ｊ］．林业机械木设备，２００９．３７（８）：２８ — ２９．１１０］郭佩青，郑德聪．８ＧＸ一４０５型自走式灌溉机机架的有限
（４）：３５９－３６３．
［７１张超辉．ＡＮＳＹＳ１２．０结构分析程应用实例解析［Ｍ］．北
京：机械工业出版社，２０１０：５ — １０．
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５６．
［６］王嘉伟，郑德聪，吕婷．单层厂房ｆｊ式轻型刚架结构有限元分析［．Ｉ］．山西农业大学学报：自然科学版，２０１２，３２
小。同时，材料的抗拉强度远远大于壳体所承受到的

有限元分析在汽车零部件优化设计中的应用

力是无法直接同时分配给前、来自后驱动桥的，因此，需要给车辆增加一个分配动力的分动器（又称取力器）因为分。动器是汽车的重要传力件：方面要承受有发动机经变一速器传递过来的力矩；另一方面要承受由车轮和传动轴传递过来的路面反作用力和力矩。分动器壳由于承受不
ＭＥＮＧａ－ｗｅ，ＣＨＥＮ－ｑａｇＸＩＬｅＸｉｎｇｉＦｕｉｎ，Ｅｉ
（ｎｕＪｎｈａＡｔｍｂｌＣ．ｔ，ｆｉ３６１ＣｉａＡｈｉｉｇｕｉｕｏｏｉｏ，ｄＨｅ００，ｈｎ）ａｅＬｅ２
ｏｏｔｚｔｎｐａｓａｄｃｒｙｏｅｃｎｒｓｉｅａａｙｉｅａａｅｙＳｓｔｅｅｍｉｅｔｅｂｓｐｉｚｔｎｐａ．ｆｐｉａｉｌｎｎａｒｎｔｏｔａｔｎｌｓｓｓｐｒｔｌ，Ｏａｄｔｒｎｅｔｔｍｉｏｈｖｏｈｏｍｉａｉｌｎｏ
孟祥伟，陈富强，谢
磊：有限元分析在汽车零部件优化设计中的应用
４１
推导得：
车中的实际安装情况，在分动器四个螺栓孔上加载固定约束，一个定位销限制其ｘ、向位移和转动。根据齿Ｙ方
轮和轴承相关装配尺寸进行轴承受力分析，其结果如表２所示有限元分析结果如表３所示。卅；
同载荷的作用容易发生变形或开裂ｌ因此，１］。分动器壳体
应有足够的强度和刚度。该分动器为一级减速，输入轴和输出轴分别由两个轴承支撑，其模型如图１所示。模型的材料特性为弹性模量：２Ｇａ泊松比：．；７Ｐ；０３抗拉强度：１Ｐ【。３３５Ｍａ

机械设计基础强度和刚度分析

机械设计基础强度和刚度分析强度与刚度是机械设计中非常重要的两个概念，它们是衡量机械零件或结构是否能够承受外部载荷并保持形状不变的关键指标。

在本文中，我将对机械设计基础强度和刚度进行详细分析，探讨其概念、原理和计算方法。

一、强度分析强度是指材料抵抗破坏的能力，即材料在外部载荷作用下不产生破坏或破坏程度较小的能力。

在机械设计中，强度分析是确定机械零件或结构是否能够在预定工作条件下安全运行的关键步骤。

强度分析需要考虑到所使用材料的强度性能指标，例如抗拉强度、屈服强度和硬度等。

强度分析可以分为静力学分析和动力学分析两种。

静力学分析是在静止状态下确定机械零件或结构的强度，而动力学分析则是在运动状态下考虑外部载荷的作用。

在进行强度分析时，常用的方法包括受力分析、有限元分析和试验验证等。

二、刚度分析刚度是指材料或结构对外部载荷产生变形的抵抗能力，即材料或结构发生彻底破坏之前所能承受的变形程度。

在机械设计中，刚度分析是为了确定机械零件或结构是否具有足够的刚度来满足设计要求。

刚度分析通常涉及到材料的弹性模量、几何形状和载荷等因素。

刚度分析可以分为线性静力学分析和非线性分析两种。

线性静力学分析是在小变形范围内考虑材料或结构的刚度，而非线性分析则会考虑材料的非线性力学特性，例如材料的塑性变形和接触变形等。

三、强度与刚度的计算方法1. 强度计算方法强度计算常采用极限强度理论、疲劳强度理论和应力综合强度理论等方法。

极限强度理论是基于材料的屈服强度进行计算，疲劳强度理论是考虑材料在长期循环载荷下的强度，而应力综合强度理论则是综合考虑多种载荷状态下的强度。

这些方法通过应力和变形的关系来评估机械零件或结构的强度。

2. 刚度计算方法刚度计算常使用材料的弹性模量和几何形状的刚度矩阵进行计算。

弹性模量是材料刚度的基本性质，而几何形状的刚度矩阵描述了结构在不同方向上的刚度分布。

刚度计算可以采用解析方法、有限元分析和试验验证等途径。

四、示例分析以某机械零件的强度和刚度分析为例，假设该零件受到静止载荷作用。

机械设计基础机械系统的强度分析方法

机械设计基础机械系统的强度分析方法机械设计基础——机械系统的强度分析方法1. 引言机械系统的强度分析是机械设计中的关键环节之一，它能够评估和验证机械系统在工作过程中的承载能力和安全性。

机械系统的强度分析方法多种多样，其中最常用的包括应力分析法、有限元分析法和试验验证法。

本文将会对这几种方法进行详细探讨。

2. 应力分析法应力分析法是机械系统强度分析最常用的方法之一。

它通过理论计算和分析，确定机械系统在受力状态下的最大应力和应力分布情况。

常见的应力分析方法包括静力学分析、动力学分析和疲劳寿命分析。

通过应力分析，设计者可以确定合适的材料和结构尺寸，以满足系统的强度要求。

3. 有限元分析法有限元分析法是一种基于数值计算的强度分析方法，它是近年来发展起来的一种先进的计算机模拟技术。

有限元分析将机械系统分割为有限个小单元，利用力学和数学原理对每个小单元进行应力分析和计算。

通过分析每个小单元的应力和变形情况，可以得到整个机械系统的强度和稳定性评估结果。

有限元分析法在复杂机械系统的强度分析中具有广泛的应用。

4. 试验验证法试验验证法是机械系统强度分析的一种重要手段。

通过在实际工作环境中进行试验，直接测量机械系统的应力、位移和变形等参数，以验证设计的合理性和可靠性。

试验验证法可以对理论计算和模拟分析的结果进行验证，发现和解决可能存在的问题，并对设计进行优化。

试验验证法是机械系统强度分析中不可或缺的一部分。

5. 小结机械系统的强度分析是机械设计过程中的重要环节。

应力分析法、有限元分析法和试验验证法是目前应用最广泛的强度分析方法。

应力分析法通过理论计算分析系统的应力分布情况，有限元分析法则是一种基于数值计算的模拟方法，而试验验证法则是通过实际试验来验证和优化设计。

设计者可以根据实际情况选择合适的分析方法，以确保机械系统在工作过程中具备足够的强度和安全性。

以上是对机械系统强度分析方法的简要介绍，希望能对读者有所启发和帮助。

航空航天领域的航空器结构强度分析方法

航空航天领域的航空器结构强度分析方法航空航天领域的航空器结构强度分析方法是保证飞行器安全性和可靠性的重要环节。

本文将介绍航空航天领域常用的航空器结构强度分析方法，涵盖了静力学分析、动力学分析以及疲劳寿命分析。

这些方法在航空器的设计、制造和维护中起着至关重要的作用。

一、静力学分析方法静力学分析方法用于计算航空器在静止或保持恒定速度飞行时的结构受力情况。

这种分析方法基于牛顿定律和力的平衡原理，通过计算和求解结构的应力和变形状态来评估结构的强度。

常用的静力学分析方法包括有限元分析法、解析法和试验验证法。

1. 有限元分析法有限元分析法是一种广泛应用的结构分析方法，通过将结构离散为有限数量的单元，将结构的连续问题转化为离散问题，从而实现对结构的应力和变形进行定量计算。

该方法可以有效地预测航空器结构在静力学载荷下的强度表现。

2. 解析法解析法是一种基于数学模型的分析方法，通过建立结构的数学方程来求解结构的应力和变形。

该方法适用于简单几何形状和加载情况的航空器结构之间的强度分析。

3. 试验验证法试验验证法是将真实的或者模拟的载荷作用在实际航空器结构上，通过测量结构的应力和变形来评估结构的强度。

该方法可以对模拟仿真结果进行验证，确保分析和计算结果的准确性。

二、动力学分析方法动力学分析方法用于计算航空器在飞行过程中的结构受力情况，包括加速度、振动和冲击等载荷的影响。

这些分析方法帮助评估航空器结构在飞行过程中的动态响应和稳定性。

1. 模态分析法模态分析法是一种常用的动力学分析方法，通过求解结构的振型和固有频率来分析结构的动态特性。

该方法对于评估航空器结构在共振频率附近避免共振、减小结构振动以及保证航空器的稳定性非常有效。

2. 动力响应分析法动力响应分析法是一种针对航空器在非稳态载荷下的动态响应进行分析和计算的方法。

该方法可以模拟航空器在飞行过程中的加速度、冲击和振动等复杂载荷下的结构响应。

三、疲劳寿命分析方法疲劳寿命分析方法用于评估航空器结构在长期飞行循环载荷下的使用寿命。

机械变速箱强度设计标准

机械变速箱强度设计标准
机械变速箱是一种能够根据工况要求实现不同行程调节的传动装置，其强度设计标准是确保其可以在工作中承受到的各种外部负载和内部作用力的影响而不发生损坏或失效。

机械变速箱的强度设计标准主要包括以下几个方面：
1. 材料选择：机械变速箱的各个构件应选用高强度和高耐疲劳性能的材料，如合金钢、铸铁等。

材料的选择应根据工作负荷、摩擦磨损和冲击载荷等因素进行合理的配置。

2. 受力分析：对机械变速箱进行受力分析，确定各个构件在工作过程中承受的外部载荷和内部作用力。

受力分析可以采用有限元分析等数学模拟的方法，计算出各个关键部位的应力、应变和位移等参数。

3. 设计参数：根据受力分析的结果，确定机械变速箱的设计参数，如齿轮齿数、齿廓形状、啮合角等。

设计参数的选择应满足强度要求，同时考虑到传动效率、噪声和振动等因素。

4. 强度校核：对机械变速箱的关键部位进行强度校核，包括齿轮轴、轴承座、齿轮箱壳体等。

强度校核可以根据国际标准或相关行业标准进行，如ISO 6336《齿轮传动-计算齿轮额定寿命》等。

5. 加工与检验：机械变速箱的加工和装配应符合相关的加工工艺要求，确保各个构件的尺寸和形状精度满足设计要求。

同时，
应进行强度试验和耐用性试验，验证其设计强度和可靠性。

总之，机械变速箱的强度设计标准是为了确保其在工作过程中能够承受各种外部负载和内部作用力的影响，保证其安全可靠地工作。

在设计过程中，需要进行受力分析、强度校核和加工与检验等工作，采用合适的材料和设计参数，以满足设计要求和使用要求。

只有在符合强度设计标准的前提下，机械变速箱才能更好地发挥其传动功能，提供稳定和可靠的动力传输。

缝纫机机壳轻量化研究祝书伟

缝纫机机壳轻量化研究祝书伟发布时间：2021-08-30T08:23:01.660Z 来源：《中国科技人才》2021年第15期作者：祝书伟李伟男郑吉柯祥林郏彬辉[导读] 缝纫机高转速的缝纫性能需要机壳有良好的刚度。

为了解决缝纫机机壳轻量化和刚度之间的矛盾，提高产品成本竞争力，利用有限元软件对机壳进行静力学分析，经分析发现机壳侧面以及悬臂拐点处的材料对刚度有很大的贡献。

通过增加侧面以及悬臂拐点区域的材料，减少其他区域的材料来实现轻量化和刚度提升杰克缝纫机股份有限公司浙江台州 318000摘要：缝纫机高转速的缝纫性能需要机壳有良好的刚度。

通过增加侧面以及悬臂拐点区域的材料，减少其他区域的材料来实现轻量化和刚度提升。

在满足设计、工艺性、安装性的前提下，提出侧面开窗以及顶部开窗的两种优化结构。

侧面开窗结构可以实现刚度增加9%材料使用量减少2.3kg，顶面开窗结构可以实现刚度增加23%材料使用量减少2.8kg。

以上两种轻量化结构的应力均满足材料的强度要求关键词：缝纫机机壳；静力学；刚度；轻量化0 引言整个缝纫机结构中，机壳固定在底板上，支撑着运动部件的运转，是缝纫机的核心支撑部件之一[1]。

机壳在缝纫机整机的重量中占比最大，这不仅造成缝纫机的运输难度，也增加了整机装配过程中的难度，严重降低了缝纫机的装配效率。

缝纫机机壳轻量化可以减少整机的重量[2]，降低缝纫机装配和运输的难度，同时实现材料减重，从而实现提升产品整体的竞争力[3]。

但是机壳轻量化会影响机壳的强度和刚度，刚度不足会使得机壳在支撑位置的变形过大，削弱了支撑效果，影响运动部位的运动精度和运动关系，从而影响整机的缝纫性能。

因此缝纫机的机壳的优化具有很大价值，可以实现减重降本效果同时还有利于提升机壳的支撑效果。