MW520鎂合金變速器箱體有限元分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、汽車正常行駛主要依靠傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定的動(dòng)力輸出，在這一過程中發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器相互配合完成復(fù)雜的速度變換與動(dòng)力傳遞，其中變速器的作用是將發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出動(dòng)力通過飛輪、離合器等轉(zhuǎn)換為變速器的輸入轉(zhuǎn)速然后按不同的傳動(dòng)比要求輸出不同的轉(zhuǎn)速以滿足不同車速、不同牽引力的工作要求，能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮其最佳性能。其中變速器箱體要具有足夠的強(qiáng)度剛度來抵抗外載荷的作用，這是影響變速器總成可靠工作和齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力穩(wěn)定輸出的關(guān)鍵因素，箱體剛度不足，會(huì)引起軸承安裝位置的偏

2、移，造成軸承的非正常磨損破壞，大大降低軸承壽命，同時(shí)引起齒輪傳動(dòng)的錯(cuò)位，偏載，降低齒輪壽命，增大變速器噪音；箱體強(qiáng)度不足，則箱體承載能力不夠，從而會(huì)引起變速器箱體撕裂破壞，影響汽車正常安全行駛。
　　鎂合金在各金屬合金中屬于較輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，比強(qiáng)度大比剛度高，減震性、散熱能力好，承受沖擊載荷能力強(qiáng)，其中AZ91D鎂合金不僅是一種綠色環(huán)保的金屬材料，而且其具有密度低承載能力好等特點(diǎn)，將其應(yīng)用到工業(yè)產(chǎn)品中可以大大降低產(chǎn)品質(zhì)量提升產(chǎn)品

3、性能；汽車工業(yè)中，汽車自身的重量是影響燃油消耗的重要因素之一，隨著我國環(huán)境問題日漸嚴(yán)峻，國家節(jié)能減排政策的不斷推出，使低碳經(jīng)濟(jì)概念不斷深入人心，并且我國在輕卡行業(yè)實(shí)施的由國Ⅲ級排放標(biāo)準(zhǔn)升為國Ⅳ級以上排放標(biāo)準(zhǔn)要求，使得汽車零部件產(chǎn)品輕量化生產(chǎn)成為車企積極探索研究的重要方向。鎂合金 AZ91D具有質(zhì)量輕、比強(qiáng)度大等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在航空領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用并且驗(yàn)證了鎂合金優(yōu)越的機(jī)械性能，同樣，將鎂合金應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，不僅可降低整車質(zhì)量，提升車輛機(jī)

4、動(dòng)性能，而且降低油耗，節(jié)能環(huán)保，整車NVH性能也會(huì)得到顯著改善。
　　因此，本文以 AZ91D鎂合金作為變速器箱體材料，利用有限元方法對箱體結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬仿真，在保證變速器正常工作的前提下對箱體進(jìn)行結(jié)構(gòu)輕量化分析設(shè)計(jì)，提升變速器的使用性能，實(shí)現(xiàn)低碳、綠色環(huán)保制造。
　　課題以MW520鎂合金輕卡變速器為研究對象，應(yīng)用UG三維軟件建立了變速器的總成模型，利用 HYPERMESH前處理軟件考慮各零部件之間的接觸非線性關(guān)系處理三維模

5、型，通過控制單元的長寬比，翹曲度，雅閣比率從而建立了高質(zhì)量的有限元模型，根據(jù)齒輪和傳動(dòng)軸系的參數(shù)利用MASTA建立了MW520鎂合金變速器傳動(dòng)系統(tǒng)有限元模型，根據(jù)汽車總成技術(shù)條件及臺(tái)架試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定了鎂合金變速器箱體一檔、倒檔工況下的轉(zhuǎn)速、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，并在一檔、倒檔工況下施加2.5倍載荷，提取了箱體在載荷作用下軸承孔處的載荷譜，利用 HYPERMESH將載荷譜作為載荷邊界條件簡化施加在箱體有限元模型相應(yīng)位置，利用ABAQUS軟件研究了在此兩