乘用車變速器輸出軸斷裂分析及優(yōu)化設計.pdf

1、變速器作為汽車傳動系統(tǒng)的關鍵部件,它對整車動力性與燃油經濟性、操縱可靠性與輕便性、傳動的平穩(wěn)性與效率均具有極大的影響。手動變速器雖存在換檔沖擊大,體積大,操縱麻煩等諸多缺點,但因其傳動效率高、成本低等特點仍被廣泛應用。手動變速器中的輸出軸作為其主要部件,也肩負著傳遞發(fā)動機動力的重任,然而由于設計、加工工藝或者裝配等不當,有時會發(fā)生失效現(xiàn)象。
　　論文以一款兩軸五檔式手動變速器為分析對象,其在出廠前耐久疲勞試驗過程中連續(xù)四次出現(xiàn)輸出

2、軸斷裂的現(xiàn)象。論文首先查找斷軸的故障原因,然后優(yōu)化故障的斷軸,最終獲得比較理想的輸出軸結構。
　　論文具體內容如下:
　　(1)觀察故障變速器,找出斷裂部位為輸出軸上四檔齒輪軸向定位處,并根據(jù)斷口形狀初步判斷輸出軸為疲勞斷裂;
　　(2)在Pro/E中建立輸出軸實體模型,然后將實體模型導入到有限元分析軟件ANSYS中。分析輸出軸工作狀況,建立有限元模型;
　　(3)在ANSYS中對輸出軸校核靜力強度、疲勞強度以及

3、求解模態(tài)固有頻率和振型,并針對輸出軸的模態(tài)特性作了理論分析,綜合這些分析得知輸出軸斷裂原因為四檔工況下的疲勞失效,具體為輸出軸四檔輸出齒輪軸向定位處軸肩過渡圓角半徑過小產生應力集中,導致了最終的斷裂失效。
　　(4)對輸出軸斷裂部位的過渡圓角優(yōu)化設計,并考慮在該部位軸肩安裝的零件是否會與調整后圓角發(fā)生干涉以及刀具尺寸,給出過渡圓角半徑值;
　　(5)對優(yōu)化后的輸出軸再次利用ANSYS軟件校核疲勞強度,并對樣機進行出廠前試驗,