HR601变速器结构分析

论文摘要

本文针对引进的美国原装HR601变速器的结构特点,利用三维建模软件建立了有限元分析模型,在限元分析模型建立时,作了适当的简化,然后把该模型导入ANSYS分析软件划分有限元网格,对该变速器壳体在各种工况下进行了结构强度、刚度、模态分析,对齿轮轴、最大受力齿轮进行强度、刚度分析。通过分析绘出了变速器壳体的结构应力分布等值图以及结构应变图,通过图形直观地观察出变速器壳体结构中受力比较大、位移比较大的区域,快速的判断出变速器壳体结构的危险部位。对变速器壳体模态分析的结果进行了初步的讨论,找出了该壳体在运行中由于频率的作用所导致的薄弱环节。对变速器内的传动轴和受力最大的差速器齿轮进行了接触分析,计算出了轴和齿轮的最大应力,并通过轴的截面位移图找出了轴的最大弯曲部位。为了验证计算模型和结果的正确性,采用电阻应变测量法对HR601变速器壳体结构进行了应力实验。介绍了实验目的、内容、方法以及实验结果。对计算结果的正确性进行了验证。利用有限元分析软件对计算结果进行后处理,将计算结果以图形方式直观的显示出来,使设计人员能够快速、准确地了解结构的应力分布和变形情况,为产品的设计改进提供了依据。论文的最后提出了对该变速器壳体进行结构动力分析以及优化设计的展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的来源和意义
• 1.1.1 课题的来源
• 1.1.2 意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内外产品技术现状
• 1.2.2 国内外研究现状
• 1.3 本文研究的主要内容
• 1.4 本章小结
• 第2章 有限元结构分析简介
• 2.1 有限元基本方法
• 2.2 有限元分析软件
• 2.2.1 概述
• 2.2.2 ANSYS软件功能简介
• 2.2.3 ANSYS结构分析步骤
• 2.3 有限元分析计算流程
• 第3章 结构分析模型建立
• 3.1 对变速器壳体进行测绘，绘制二维平面图
• 3.2 根据测绘的变速器二维平面图，用UG绘制三维图形
• 3.2.1 UG软件简介
• 3.2.2 根据二维平面图画出UG三维模型
• 3.3 将UG变速器三维模型导入ANSYS软件
• 3.4 对三维模型进行网格划分
• 3.4.1 设定分析模块
• 3.4.2 对三维模型进行网格划分
• 3.5 本章小结
• 第4章 确定变速器结构分析的计算工况和计算载荷
• 4.1 计算工况
• 4.2 计算载荷
• 4.2.1 第一工况载荷计算
• 4.2.2 第一工况计算及结果
• 4.2.3 第二工况载荷计算
• 4.2.4 第二工况计算及结果
• 4.3 本章小结
• 第5章 试验研究
• 5.1 结果分析试验方法
• 5.2 测试准备
• 5.2.1 应变片
• 5.2.2 实验仪器的准备
• 5.3 结构强度刚度静态应力测量
• 5.3.1 应变测点的确定
• 5.3.2 结构静态应变测量
• 5.4 试验结果及讨论
• 5.4.1 应变片应变量及对应的应变值
• 5.4.2 对实验模型进行有限元分析
• 5.4.3 对模型的有限元计算
• 5.4.4 结果分析
• 5.5 本章小结
• 第6章 变速器壳体模态分析
• 6.1 模态分析理论
• 6.2 动力分析的有限元法
• 6.3 模态计算分析
• 6.4 模态分析结果
• 6.5 本章小结
• 第7章 轴接触分析
• 7.1 轴的概述
• 7.2 接触分析理论
• 7.2.1 面—面的接触单元
• 7.2.2 面—面接触单元有好几项优点
• 7.2.3 接触分析的步骤
• 7.2.4 接触算法
• 7.3 轴的三维模型
• 7.4 轴的接触分析
• 7.4.1 一轴有限元分析结果图
• 7.4.2 二轴有限元分析结果图
• 7.4.3 三轴有限元分析结果图
• 7.4.4 三根轴分析结论
• 7.5 本章总结
• 第8章 齿轮接触分析
• 8.1 齿轮分析
• 8.2 齿轮参数
• 8.3 齿轮三维建模
• 8.4 对齿轮进行接触分析
• 8.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文
• 致谢