電動(dòng)公交車變速器殼體的強(qiáng)度分析與拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、為了緩解汽車帶來(lái)的環(huán)境污染和能源領(lǐng)域的壓力，同時(shí)為了響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排的政策，越來(lái)越多的城市選擇純電動(dòng)公交車作為其市內(nèi)的交通工具。而電動(dòng)汽車傳動(dòng)鏈中變速器的殼體作為齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的支撐部件，承受著來(lái)自傳動(dòng)系統(tǒng)的各種復(fù)雜載荷，常常會(huì)受到較大的彎曲、扭轉(zhuǎn)力和沖擊力的共同作用;同時(shí)由于電動(dòng)機(jī)調(diào)速調(diào)矩范圍廣的優(yōu)勢(shì)，取消了電動(dòng)機(jī)與變速器之間的離合器，進(jìn)而電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩直接作用于變速器上，這對(duì)變速器殼體的承載能力提出了更高的要求。在此背景下，采用更先進(jìn)的

2、數(shù)字化技術(shù)開發(fā)出高強(qiáng)度、高剛度、輕質(zhì)、低振動(dòng)、噪聲小、低成本的變速器殼體，對(duì)于提高國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有重大的研究意義。
　　本文以某電動(dòng)三檔變速器的殼體為研究對(duì)象，采用多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真技術(shù)、有限元分析技術(shù)與拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)相結(jié)合，對(duì)變速器殼體的性能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。主要研究工作如下。
　　(1)闡述了與本課題有關(guān)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，指出了研究過(guò)程中要注意的關(guān)鍵問題，進(jìn)而提出本文要研究的內(nèi)容和目標(biāo)。
　　(2)詳細(xì)介紹了

3、變速器的整體結(jié)構(gòu)，對(duì)變速器傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了受力分析以及采用專業(yè)三維建模軟件Creo2.0對(duì)變速器進(jìn)行三維建模，為變速器殼體的研究打下基礎(chǔ)。
　　(3)基于多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論，采用ABAQUS與ADAMS軟件相結(jié)合的方法，建立了變速器一檔傳動(dòng)的剛?cè)狁詈戏抡婺Ｐ?。?jīng)仿真求取傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速和齒輪副的接觸力，并通過(guò)與理論計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比的方法，驗(yàn)證了剛?cè)狁詈戏抡婺Ｐ偷恼_性。繼而求取了軸承的動(dòng)態(tài)載荷，為殼體結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析提供精確的激勵(lì)載荷。

4、r>　　(4)在詳細(xì)介紹有限元分析相關(guān)理論的基礎(chǔ)上，采用ABAQUS軟件建立了變速器殼體的有限元分析模型，采用了合理的簡(jiǎn)化軸承載荷的加載方式，即在軸承孔中心建立了MPC多點(diǎn)耦合約束，并在其主節(jié)點(diǎn)上施加簡(jiǎn)化后的軸承載荷后，再進(jìn)行殼體結(jié)構(gòu)的有限元瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析。通過(guò)分析，可以初步了解殼體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力及位移分布狀況，并可根據(jù)分析結(jié)果判斷殼體是否需要進(jìn)一步優(yōu)化。
　　(5)基于拓?fù)鋬?yōu)化理論，對(duì)殼體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了多工況下的靜力學(xué)剛度優(yōu)化設(shè)計(jì)和動(dòng)力

5、學(xué)特征值優(yōu)化設(shè)計(jì)，以尋找出殼體結(jié)構(gòu)載荷傳遞經(jīng)過(guò)的路徑，及時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)和過(guò)剩區(qū)域，并針對(duì)以上出現(xiàn)的問題提出殼體的優(yōu)化方案。對(duì)優(yōu)化后的殼體再次進(jìn)行有限元瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，以驗(yàn)證殼體是否依然滿足剛強(qiáng)度的設(shè)計(jì)要求。
　　(6)在詳細(xì)分析有限元模態(tài)相關(guān)理論的基礎(chǔ)上，對(duì)經(jīng)上述優(yōu)化后的殼體進(jìn)行動(dòng)態(tài)性能分析。通過(guò)殼體的模態(tài)分析，及時(shí)了解殼體結(jié)構(gòu)的固有頻率及模態(tài)陣型，并與外部激振頻率以及齒輪嚙合頻率進(jìn)行對(duì)比，以避免與殼體結(jié)構(gòu)發(fā)生共振。最后，對(duì)