拨叉有限元分析报告3
变速器换挡叉绘制过程及有限元分析
学号：1008470426机械制造技术基础（专业方向课程设计3）课程设计说明书设计题目：CA6140拨叉proe建模过程及有限元受力分析班级：机制一班姓名：胡博指导教师：张丽秀、陆峰沈阳建筑大学2014 年 1 月 12 日目录一．换挡叉的实体建模过程二．有限元受力分析三．建模心得一、拨叉的实体建模过程创建如图1所示的实体模型,具体步骤如下:实体模型步骤1.创建工作目录；（1）创建Pro/ENGEER4.0工作目录点击文件>设置工作目录(图2),系统弹出选择工作目录的对话窗(图3)在文件选项中选择设置工作目录选择工作目录的文件夹（2）新建零件点击文件>新建(图2),系统弹出选择工作目录的对话窗(图4)点击菜单目录中的文件的下拉菜单新建,选择零件—实体.并命名。
(图4)对话框图 【新文件选项】对话框取消缺省模块后，单击【确定】按钮. 选择以毫米为单位的零件绘图步骤2.创建基准平面基准平面是整个模型的基础特征,它是在开始创建模型之前必须进行的一步.基准平面可以作为草绘平面、草绘的参考平面、标注尺寸的基准、装配的参考面，还可以创建横截面以及作为方向参考等等。
（图6）基准平面图 拉伸控制面板步骤3.创建拨叉实体（1）单击屏幕右侧基础特征工具栏中的拉伸按钮，进入拉伸控制面板（2）单击“放置”|“定义”按钮，打开“草绘”对话框，选取FRONT 面作为草绘面，其他接受系统默认设置，单击“草绘”按钮，进入草绘模式，绘制如图所示拨叉的草图 二维截面，并确定尺寸。
（3） 截面绘制完成后，选择对勾退出草绘模式。
回到拉伸模式，输入值82，拉伸的总宽度将等于输入的拨叉宽度。
图8 草绘二维截面 图10 拉伸实体特征设置拉伸方式和宽度（4）绘制完草图以后，退出草图绘制，选择拉伸，祛除材料。
保留材料方向选择为叉内。
其中，拉伸深度尽量选择多一点，避免拉伸不彻底。
拉伸完实体为图。
草绘二维截面拉伸实体（5）选择实体上平面为基准面，进入草绘模式，选择绘圆工具，绘成图示线框并拉伸。
拔叉
1 计算生产纲领，确定生产类型1）此为CA6140拨叉零件，该产品年产量为4000件，其设备率为5％，机械加工废品率2％，现制定该零件的机械加工工艺规程。
根据已知数据可得该零件年生产纲领 N=Qn （1+a ％+b ％）=4000×1×（1+5％+2％） =4000×1.07 =4280（件/年）2）确定生产类型：查表1-5可确定该零件为中批生产类型。
2 零件的分析1）零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的拨叉，它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，工作过程：拨叉零件是在传动系统中拨动滑齿轮，以实现系统调速，转向，其花键孔通过与轴的配合来传递凸轮曲线槽传来的运动，零件的两个叉头部位与滑移齿轮相配合。
2）分析零件双联齿轮二零件图样的视图完整、公差及技术要求齐全。
该零件结构简单明了，结构工艺性好，无不方便加工之处。
图中mm 20.0022+Φ和花键孔mm 20.0025=Φ都有粗糙度要求，分别为6.3um ，1.6um ，尺寸精度标准公差分别为 , ..槽宽为18mm 的槽内粗糙度为3.2um ， 槽宽为8mm 的槽表面粗糙度为3.2um ，槽内为1.6um 。
根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有艰难加工的表面尺寸，上述表面的技术要求采用常规加工工艺可以保证。
3）确定毛坯根据该零件的材料为HT200、生产类型、结构形状、尺寸大小、技术要求等因素，考虑零件在机床运行过程中所受的冲击不大，零件结构又比较简单，故毛坯选用铸件。
4）确定各加工表面的加工、定位、夹紧方案 4.1加工方法本零件的加工面有端面、内孔、花键孔、槽等，查手册《机械制造工艺设计—简明手册》得 其加工方法如下： （1）mm 20.0022+Φ孔的加工：公差等级为IT12，表面粗糙度Ra1.6um ，需钻—扩（表1.4-7）（2）mm 20.0025=Φ花键孔的加工：其表面粗糙度为Ra1.6um ，采用拉即可（表1.4-17） （3）宽度为mm 03.008+的槽：公差等级为IT9，其表面粗糙度为Ra=1.6um ，需粗铣—精铣（表1.4-7）（4）宽度为mm 012.0018+的槽：公差等级为IT6，其表面粗糙度为Ra=3.2um ，需粗铣—半精铣（表1.4-7）4.1定位基准的选择根据该零件的条件，对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准，而对于有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准，根据这个选择原则，先取22φ孔的不加工外轮廓端面作为粗基准。
拨叉零件的加工工艺分析_彭红梅
工序数目少，工件装夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作 工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个 表面易于保证这些表面间的相互位置精度。 使用设备少，大量生产可 采用高效率的专用机床，以提高生产率。 但采用复杂的专用设备和工 艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。 4.2.2 工序分散的特点
科 ● 【参考文献】
［1］王 先 逵 ，编 著 ．机 械 制 造 工 艺 学 ：上 下 册 [M]．北 京 ：清 华 大 学 出 版 社 ，1989． ［2］李 德 庆 ，吴 锡 英 ，编 著 ．计 算 机 辅 助 制 造 [M]．北 京 ：清 华 大 学 出 版 社 ，1992． ［3］赵 志 修 ．机 械 制 造 工 艺 学 [M]．北 京 ：机 械 工 业 出 版 社 ，1985． ［4］孙 大 涌 ，主 编 ．先 进 制 造 技 术 [M]．北 京 ：机 械 工 业 出 版 社 ，2000．
半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工 做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为 IT9～IT10。表 面粗糙度为 Ra10～1.25μm。
4.3.3 精加工阶段 精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形
状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求. 另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。 精 加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加 工 精 度 ． 精 加 工 的 加 工 精 度 一 般 为 IT6～IT7， 表 面 粗 糙 度 为 Ra10～ 1.25μm。
插拔装置密封件的有限元分析
（ Ａ ｅ ｒ ｏ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ＆Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｅ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ７ ６ ）
结构 对称 于通过 杆 中心 的水 平线 ， 只需 模拟 半个 截面， 将应 用 的单 元 数减 少 ， 自由度 数 量减 半 。创 建
形、 “ Ｔ ” 形和“ ０” 形密 封 圈插 入 和 拔 出时 结 构 与密 封
圈接 触部 位 的接触力 ， 并 对插 拔结 构 的密封性 及分 离
三个 轴对 称部 件 ： 一 个 变 形 体 部件 代 表 橡胶 密 封 圈 ， 两 个刚性 部 件 分 别 代 表 径 向 活塞 杆 和 壳 体 密 封 槽 。
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａｃ ｔ Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｆ ｉ ｃ ｕ ｌ ｔ ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ ｏ ｆ ａ ｔ ｙ ｐ ｅ ｏ ｆ ｐ ｌ ｕ ｇ ｓ ｅ ａ ｌ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ，ｔ ｈ ｅ ｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ａ ｌ —
响， 摩 擦 因数增 加 ， 导 致结 构 拆 卸 时 的 摩擦 力 显 著 增 大， 影 响了插拔 装 置灵活 、 顺 畅对接 。 本 文使 用 有 限 元 法 计 算 并 比较 “ Ｙ” 形、 “ Ｌ ”
图 １ 密 封 结 构 不 意 图
Ｆ ｉ ｇ ． １ Ｆ ｉ ｇ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｓ ｅ ａ ｌ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ
三轮越野叉车车身的有限元分析法
4
结
论
1) 结合弹性力学的基本原理 , 利用 Ansy s 软件对越野叉车车身进行有限元分析是一种有效的手段. 2) 静力学分析表明 , 由于结构原因, 车身局部刚度和整体刚度匹配的不合理引起应力集中, 主要集中 在车身的发动机托架和俯仰油缸座处. 3) 根据模态分析结果, 得到了叉车在六阶振型以及危险工作分布情况 , 为叉车设计提供了依据 . 利用 有限元方法对车身系统动态特性进行分析预测, 并进行有效的结构参数调整 , 简化车身结构, 保证系统安 全、可靠地工作. 参考文献 :
3
3 1
车身振动的模态分析
路面激励的确定 叉车车身受到随机激励主要为路面不平引起的位移激励, 通常用路面谱来描述路面不平度. 根据国际
[ 6 7]
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西南师范大学学报 ( 自然科学版)
投稿网址 ht tp: / / xbgjx t sw u cn
第 35 卷
标准协会文件 ISO/ T C108/ SC2N67 和我国路面不平度表示方法中的有关规定, 采用有限白噪声作为路面 谱密度函数. 叉车在越野作业时, 各个车轮所受的路面激励不完全相同, 为简化计算 , 将各个车轮的路面激励采用 相同的有限白噪声 , 但是各车轮的激励相位不同 . 本文选取有限白噪声频率范围为 0 2~ 20 H z, 均值为 1 200( m m/ s 2 ) 2 / H z, 振幅为 2 000( m m/ s 2 ) 2 / H z, 三个车轮之间的相位差为 / 3. 3 2 车身有限元模型建立 在车架应力应变分析有限元模型的基础上, 加上门架、货叉、额定载荷以及车架上的一些其它载荷就 构成了模态分析的有限元模型 . 为便于分析计算 , 发动机、柴油箱、座椅 ( 人 ) 、驾驶棚、蓄电池和液压油箱 都采用等效载荷块. 此外, 因为主要研究对象为叉车车架, 所以门架、 货叉均为简化模型. 在叉车车轮与车架连接处进行约束 , 即两前轮的马达支承座和后轮的后支架支承座固定. 由于叉车处 于行驶工况, 前轮马达支承座约束 X 向和 Z 向自由度 , 后轮支承座约束 X 向和 Y 向自由度 . 模型采用壳元素 ( shell63) , 弹性模量取 168e9P a, 泊松比为 0 3, 厚度为 3 m m, 软件中建立有限元模 型, 车架被分为 439 个节点、 162 个梁元素 , 294 个壳元素 . 3 3 振动分析 规定 X 向为车身侧向, Y 向为垂直车身方向, Z 向为叉车前进方向. 通过对车身进行模态分析, 可以 得出 1~ 6 阶振型如图 3 所示 .
拨叉的课程设计说明书
东华理工大学长江学院课程设计说明书课程题目：拨叉（CA6140车床）课程设计：学号：班级：年级：专业：系：指导教师：完成时间：目录绪论 (3)第一章拨叉零件的分析 (3)1.1 零件的作用 (3)1.2 零件的工艺分析 (3)1.3 零件图 (4)第二章工艺规程设计 (4)2.1 确定毛坯的制造形式 (4)2.2 绘制毛坯图 (4)2.3 基面的选择 (4)2.4 零件工艺路线的拟定 (5)2.5 选择机床和工装 (6)2.5.1 机床的选择 (6)2.5.2 夹具的选择 (6)2.5.3 刀具的选择 (6)2.5.4 量具的选择 (6)2.5.5 零件的加工余量和工序尺寸的确定 (6)2.6 工序切削用量的确定 (7)2.6.1 工序一粗精铣φ20φ50孔下端面 (7)2.6.2 工序二粗精铣φ32上端面 (8)2.6.3 工序三粗精铣φ50 上端面 (9)2.6.4 工序四铣凸台 (10)2.6.5 工序五钻φ20孔 (10)2.6.6 工序六镗Φ50孔 (11)2.6.7 工序七钻螺纹孔 (12)2.6.8 工序八钻φ8锥孔 (12)2.6.9 工序九铣断 (13)第三章设计总结 (14)第四章参考文献 (14)绪 论机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。
机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。
我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。
从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。
车床的拨叉位于车床变速机构中，主要起换挡，使主轴回转运动按照操作者的要求工作，获得所需要的速度和扭矩的作用。
零件下方的孔与操作机构相连，而上方的半孔则是用于所控制齿轮所在的轴接触。
通过上方的力拨动下方的齿轮变速。
拨叉零件的工艺分析及车床夹具设计
网络教育学院本科生毕业论文（设计）题目：拨叉零件的工艺分析及车床夹具设计学习中心：层次：专业：年级： 201 年春/秋季学号：学生：指导教师：完成日期：年月日内容摘要本课题要求按照企业生产需要和工件零件的加工要求，主要以制造车床工件零件为目标，按照车床工件的零件网及技术要求，利用现代机械制造工艺技术，详细介绍了车床工件在加工制造进程中的工艺编排。
主要内容包括：毛坯的选择、定位基准的分析、工艺线路的拟定、加工余量与工序尺寸及公差的肯定等都是编制工艺规程的主要问题。
而夹具设计所面临的是设计方案的肯定、定位元件的选择、定位误差的分析与计算、夹紧力的计算、夹具体毛坯结构及夹具元件配合的肯定。
还有工件毛坯图、零件图和夹具装配图的绘制，如何保证工件的技术条件是加工进程最为重要的问题，而夹具也起着相当重要的作用。
按照工件的加工工艺，分析并肯定了加工方案及线路，从计算进程中，验证了这套工序的合理性，最后，以工艺中铣削工序的专用夹具设计为例，进行了夹具的设计的定位分析，并做了切削力、夹紧力的分析计算。
关键词：工件；工艺；夹具目录内容摘要 ................................................................................................................................................ 引言 . 01 设计任务说明 (1)1.1工件功用 (1)1.2工件的结构特点及技术要求 (1)1.3设计的任务 (1)1.4零件的基准分析 (1)2 工艺线路的拟定 (3)年产量和批量的肯定 (3)毛坯的选择 (4)定位基准的分析 (4)工艺线路的拟定 (5)工艺卡的填写 (7)3 夹具设计 (11)夹具的整体设计 (11)夹具设计分析 (11)定位夹紧方案的肯定 (12)夹具的具体设计 (12)夹具的装配 (13)夹具的经济性分析 (14)结论 (15)参考文献 (16)引言夹具设计主要包括工件定位方案的肯定和工件夹紧装置的设计。
拨叉说明书完整版样本
课程设计说明书系别机电工程系专业机械设计制造及其自动化课程名称《制造技术基础课程设计》学号 06130200姓名指导教师张0光任务名称拨叉夹具设计设计时间 2-6月年 6 月 25 日1.零件分析 (3)1.1零件的作用 (3)1.2拨叉的技术要求 (3)1.3零件的工艺性分析 (4)1.4确定拨叉的生产类型 (4)2.毛坯 (5)2.1.确定毛坯的成型方法 (5)2.2.铸件结构工艺性分析 (5)2.3.加工余量的确定 (5)2.4.毛坯图的绘制 (6)2.4.1.毛坯图的表示 (6)2.4.2.毛坯图的绘制方法 (6)3.拟定拨叉工艺路线 (7)3.1.粗基准的选择 (7)3.2.精基准的选择 (7)3.3.加工阶段的划分 (7)3.4.工序的集中与分散 (7)3.5.各表面加工方案的选择 (7)3.6.制定机械加工工艺路线 (8)4.夹具设计 (8)4.1.夹具设计任务 (8)4.2.夹具结构方案 (8)4.2.1.定位方案 (8)4.2.2.夹紧机构 (9)5.心得 (10)•零件分析•零件的作用CA6140车床的拨叉零件用在车床变速机构中, 如图1-1 。
主要起换档, 使主轴回转运动按照工作者的要求工作, 获得所需的速度和扭矩的作用。
拨叉经过叉轴孔φ25mm安装在变速叉轴上, 与操纵机构相连, 拨叉脚φ55mm半孔则是夹在双联变速齿轮的槽中, 当需要变速时, 操纵变速杆, 变速操纵机构经过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移, 拨叉脚拨动双联滑移齿轮在花键轴上滑动以改变档位, 从而改变车床主轴转速。
拨叉在换挡时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用, 因此零件应具有足够的强度、刚度和韧性, 以适应拨叉的工作条件。
拨叉的主要表面为拨叉脚的两端面、变速叉轴孔φ25H7和操纵槽, 在设计工艺规程时应重点予以保证。
图1-1•拨叉的技术要求该拨叉的技术要求列于表1-1中表1-1•零件的工艺性分析分析拨叉零件图可知, 拨叉头部一段面和拨叉脚两端面在轴向方向上均高于相邻表面, 这样既减少了加工面积, 又提高了换挡时叉脚端面的接触刚度; φ25mm孔和φ55mm孔的端面均为平面, 能够防止加工过程中钻头钻偏, 以保证孔的加工精度; 另外, 该零件除主要工作表面外, 其余表面加工精度均较低, 经过铣削、钻削的一次加工就能够达到加工要求; 主要工作表面虽然加工精度相对较高, 但也能够在正常生产条件下, 采用较经济的方法保质保量地加工出来。
拨叉831002夹具课程设计报告书
目录 :前言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...⋯⋯ ..2一、零件的工艺分析以及生产类型的确⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ .⋯ ...⋯..⋯3（一）零件的用途⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ..⋯3 （二）零件的技术要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ .⋯⋯.⋯⋯ ..⋯3（三）审查零件的工艺性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯ .⋯⋯ ..⋯3（四）确定零件的生产类型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ .⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ...4 二、确定毛坯、绘制毛坯简图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ..⋯⋯ . (4)(一 )选择毛坯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ .⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ..⋯⋯⋯⋯ ..⋯ 4（二）确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ..4三、拟定拨叉工艺路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5（一）定位基准的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5（二）表面加工方法的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..5（三）加工阶段的划分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 6(四）工序的集中与分散⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ...⋯⋯⋯⋯⋯6 (五 )工序顺序的安排⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ..⋯⋯ ...6 （六）确定工艺路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ..7 四、机床设备及工艺装备的选用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ .⋯⋯⋯⋯⋯ 8 （一）机床设备的选用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ .⋯..⋯8（二）工艺装备的选用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ..⋯8 五、加工余量、工序尺寸和公差的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ...⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 六、切削用量、时间定额的计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (10)（一）切削用量的计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ...⋯10（二）时间定额的计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ..⋯14 七、夹具的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ..⋯..⋯22 （一）问题的提出⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ .⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ..⋯⋯ .. (22)（二）夹具的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (22)八、课程设计总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ...23 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ .⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ .24前言“机械制造技术基础课程设计” 是机械类专业重要的实践教学环节，旨在培养学生设计“机械加工工艺规程”和“机床卡具”的工程实践能力。
变速箱换档拨叉刚度测试与分析
变速箱换档拨叉刚度测试与分析黄操;张伟;樊嘉坤【摘要】Shifting fork is an important part of gearbox to realize shifting function, and its stiffness directly affects the smoothness of the shift. At present, there are few studies on the measurement of the fork stiffness. In this paper, the stiffness of shifting fork is measured indirectly by designing the fork stiffness test device. After the mean square root average processing of the displacement data obtained from the test, the fork stiffness is calculated by hooke's law.%拨叉是变速箱实现换档功能的重要部件,其刚度直接影响汽车的换档平顺性以及舒适性.目前针对拨叉刚度测量的研究较少,文章通过设计拨叉刚度测试装置,间接测量换档拨叉的刚度.对测试获得的位移数据经均方根平均处理后,结合胡克定律,计算得到了拨叉刚度.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2019(000)005【总页数】3页(P64-66)【关键词】变速箱;拨叉刚度;换档平顺性;测试【作者】黄操;张伟;樊嘉坤【作者单位】广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院,广东广州 511434;广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院,广东广州 511434;广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院,广东广州 511434【正文语种】中文【中图分类】U463.212随着汽车的不断普及，消费者对汽车舒适性提出了更高的要求。
基于Hypermesh的变速器拨叉简化模型的有限元分析
图1拨叉几何模型图2拨叉一阶振型图3拨叉二阶振型由图2和图3可知，拨叉的第1阶和第2阶模态的固有频率值分别为405.8Hz、406.6Hz；拨叉的1阶模态振型为弯曲振动，2阶模态的振型为扭转振动；由应力云图可知，1阶弯曲和第2阶模态时右拨爪和左拨爪顶端处的振幅较大，弯曲振动最大位移出现在拨叉的弧顶处，而扭图4拨叉三阶振型由图4可知，拨叉的第3阶模态的固有频率值分别为628.3Hz。
拨叉的3阶模态振型的应力云图可知，局部扭转时，右左拨爪顶端处的振幅相似。
都比前两阶最大应力要少。
从图2-图4可以看出拨叉的薄弱环节在拨爪与接合套接触的工作面的横向弧顶处，因此在设计拨叉时，可以通过优化结构或改善材料对其加以改进。
3拨叉静力学分析根据建立的有限元模型和加载约束条件，对拨叉做静力学分析，得到拨叉的振型图和应力云图。
由图5可知拨叉的最大位移在拨爪与接合套接触的工作面的横向弧顶处。
由图6可知拨叉的最大应力在拨叉与拨叉轴安装孔的地方，以后若要考虑优化设计，可着重考虑此部分的优化设计。
图5拨叉位移云图图6拨叉应力云图4拨叉的优化分析4.1优化方案图7为第一次迭代的结果；图8为第十次迭代的结果；图9为第十九次迭代的结果。
经过分析选择的优化方案为对拨叉应力最为集中的拨叉与拨叉轴安装孔的部位进行结构优化，优化将拨叉应力最为集中的部位进行适当的加厚。
图7第一次迭代图8第十次迭代图9第十九次迭代4.2优化方案从图7-图9可以看出对薄弱部位分别加宽后对优化后的模型进行再分析，前两张方案相比原拨叉应力明显变小，故满足设计的强度要求。
优化方案得到的拨叉强度最薄弱部位均在拨叉与拨叉轴安装孔的部位。
5结论①经过自由模态分析得出了拨叉的模态振型，拨叉的第1阶、第2阶和第三阶模态的固有频率值分别为405.8Hz、406.6Hz和628.3Hz。
②经过静力学分析得出了拨叉的的振型图和应力云图，从图分析出拨叉的最大位移在拨爪与接合套接触的工作面的横向弧顶处。
拨叉叉口成组车床夹具实验报告
拨叉叉口成组车床夹具实验报告实验报告：拨叉叉口成组车床夹具一、引言成组车床夹具是机械制造中经常使用的一个夹具，它可以将多个零件固定在一起进行加工，提高加工效率。
本实验将测试一种新型的夹具——拨叉叉口成组车床夹具的性能。
二、实验原理拨叉叉口成组车床夹具是由夹具座、活动夹爪和定位夹爪组成。
活动夹爪可通过拨叉的位置调节夹持长度，定位夹爪则可以控制零件的位置。
拨叉叉口成组车床夹具是一种高效的夹具，它可以夹持不同长度的零件并保证零件的位置精度。
三、实验方法1.准备:步骤1：将拨叉叉口成组车床夹具安装在车床上，并通过螺钉进行固定。
步骤2：准备工件，根据夹具的大小和形状选择需要加工的工件。
2.实验步骤:步骤1：将选好的零件放入到夹具座内。
步骤2：通过调节定位夹爪的位置以及活动夹爪的拨叉位置来夹持工件。
步骤3：进行加工操作。
步骤4：取出已加工好的零件，准备进行下一轮的加工。
四、实验结果通过本次实验，证实了拨叉叉口成组车床夹具的优越性。
该夹具可以夹持不同长度的零件，并保证夹持位置的精度。
此外，该夹具结构简单，易于操作和固定，可以大大提高加工效率。
五、实验分析经过实验研究我们得到了如下结论：拨叉叉口成组车床夹具具有较高的操作性能和稳定性，可以提高加工效率。
虽然该夹具需要调节拨叉位置来适应不同长度的零件，但调节过程并不复杂，可以通过操作者的经验进行操作。
如果更进一步地对夹具进行改进，例如增加自动调节拨叉位置等功能，将可以更加方便地使用拨叉叉口成组车床夹具。
六、结论本实验通过对拨叉叉口成组车床夹具的测试，证明了该夹具具有显著优点，可以在机械加工中发挥较高的作用。
通过本次实验，我们对该夹具的构造和操作原理有了更深入的理解，对今后的机械制造工作具有重要的实践意义。
离合器拔插有限元分析
1.离合器拔插有限元模型的建立在三维建模软件Solidworks 中完成拔插的三维模型后，对其进行简化处理，去除不必要的倒角、圆角等特征后，导出为.step 格式的三维实体：将导出的.step 格式的三维模型导入ANSYS 软件中进行网格划分。
本文所设计的拔插材料为不锈钢。
其性能参数分别为：弹性模量MPa E 5102⨯=，泊松比0.28=μ，密度33/107.8m kg ⨯=ρ。
划分好网格的有限元模型如图1所示：图1 划分好网格的有限元模型 2. 拔插静态分析利用ANSYS 软件对拔插进行静态分析，其中包括位移分析、应力分析和应变分析。
在离合器中，拔插的圆孔固定在操作杆上，移动操纵杆，拔插拔动齿轮运动，改变传动比。
所以我们应该主要对拔插进行应力、应变与位移变形分析。
我们通过对拔插圆柱内孔进行固定约束，经过相关论文查询，拔插两端的最大压力为6KN ，所以我们在拔插两侧施加6KN 的力，如图2所示为拔插的位移分析结果，可以得到拔插的最大位移幅值为m μ9876.1。
与拔插自身的尺寸相比可以说可以忽略不计。
图3和图4所示为拔插应力分析和应变分析结果。
得到最大应力约为8.7159MPa ，最大应变为-54.7103e 。
拔插的材料为不锈钢，很显然最大应力远远小于不锈钢的最低抗拉强度，所以本文设计的拔插满足性能要求。
图2 拔插位移分析结果图3 拔插应力分析结果图4 拔插应变分析结果3.拔插模态分析模态分析可以分为自由模态分析和约束模态分析，两者的模态振型基本一致，所以本文对拔插进行自由模态分析，由于在动载荷的作用下，拔插在低阶模态的震动比较危险，所以本文取前6阶模态进行分析研究。
如表1所示，为离合器拔插在前6阶低阶模态下的固有频率，得出前6阶的低阶模态下的固有频率值。
表1 拔插自由模态固有频率如图5所示，为拔插在前6阶模态下的固有振型，得到各个模态下拔插的振动情况，1阶模态振型表现为上部分沿X轴方向上向拔插外部摆动，沿Y轴方向上向下摆动。
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拨叉有限元分析报告
步骤一：单击图1所示的Gemetry导入模型，导入拔叉模型后，抑制调其他模型，以便于降低电脑能耗，提高计算效率。
将其他不参与分析出模型在ANSYS 中给抑制了，只留下拨叉模型。
图1 静力学分析模块
导入的模型如图2所示
图2 导入后的拔叉模型
步骤二：双击Enginnering Data定义材料属性，材料选用ZG310。
定义好的材料如下图3所示。
图3 ZG310材料属性步骤三：划分网格，网格划分之前先设置，设置如图4所示。
图4 网格设置
网格划分结果为107950个单元，176080个节点。
图5 网格划分结果
步骤四：添加载荷和约束，具体情况如图6所示
图6 载荷和约束情况
步骤五：添加输出选项：应力、应变和变形，并开始求解。
图7 应力云图(MPa)
图8 形变云图(mm)
图9 应变云图
小结：Mises等效应力计算结果为332.42MPa，大于ZG310的310MPa屈服强度，设计结构不满足强度需要。
步骤六：设置疲劳分析。
插入疲劳分析工具，选择life并设置求解类型，考虑结构加工和操作缺陷，在疲劳强度系数后面设置为0.8，强载荷计数类型改为fully-reversed（完全对称循环），因为拨叉来回运动，结构所受的力的方向会有发生改变，所以要将计数类型设定为fully-reversed。
其他保持默认。
对于任一个不对称循环应力，我们总是可以把它分解为一个平均应力分量和在的基础上叠加一个应力半幅。
对称循环，脉动循环和非对称循环也可以用应力比来表示，应力比表示的是最小应力和最大应力的比值。
对完全对称循环R=-1。
对于脉动疲劳R=0。
对于静载R = +1。
在保证一定寿命的前提下，当r越大，允许的应力半幅就要减少;反之，当r变小时，就可以增大些。
为获得恒定的疲劳寿命，可以有不同的配合。
Goodman 关系(脆性材料)
Gerber关系(塑性材料)
Soderberg 关系(工程合金)
根据经验，可对表示平均应力对疲劳寿命影响的这几个关系式作如下评论:
(1)对大多数工程合金，Soderberg关系对疲劳寿命的估计比较保守;
(2)对脆性金属，包括高强度钢，其抗拉强度接近真实断裂应力，用 Goodman关系来描述或估计疲劳寿命与实验结果吻合得很好;
(3)对塑性材料，用Gerber关系较好。
因此在图10的疲劳设置中需要将平均应力理论设置为Soderberg，在循环次数里面将1改为2表示换挡的次数。
图10 疲劳分析设置
图11 Zero Based载荷类型
目前市面大多数软件的疲劳分析都是以裂纹萌生，即：出现损伤为主。
在工程的实际计算中也主要以疲劳损伤为主。
目前使用最广泛的疲劳计算理论为疲劳损伤累计假说。
疲劳损伤假说是指通过实验的方法确定结构在不同应力作用下的最大循环寿命，然后将不同的应力和寿命对应的输入到疲劳计算数据模块模块中，形成疲劳分析的S-N寿命曲线。
软件结构S-N曲线，会根据不同位置的应力大小自动计算出结构的疲劳寿命。
通常S-N曲线的获得需要大量的试验成本和时间，得到一条S-N曲线通常是比较费力的，目前工程上的S-N多以普通钢材的为参考，然后在选材上选用性能更好的材料。
由于本文分析没有现成的S-N数据，这里只能借用已有的普通合金钢材的S-N数据，作为疲劳计算的参考依据。
其S-N曲线如下图所示。
图12 S-N应力寿命曲线
图13 疲劳分析结果
小结：最小疲劳寿命为4807次，集中在拔叉的凹位置上。
最大寿命为2000000次，如图中蓝色位置所示。
二改变模型的约束位置
其他约束不变，载荷和约束如下图所示：
计算结果如下：
应力云图(MPa)
变形云图(mm)
疲劳寿命
三在二的基础上将载荷变为700N
结果
变形云图(mm)
应力云图(MPa)
寿命云图。