基于程序載荷譜的變速器疲勞壽命分析與試驗研究.pdf

1、隨著國家“十三五計劃”的開啟，國民經濟的發(fā)展步入了快車道，同時汽車產業(yè)也得到了充足的發(fā)展。汽車變速器作為汽車總成中最重要的一部分，其安全性、可靠性、耐久性是各個汽車生產廠商、科研院所、高?？蒲袌F隊的主要研究熱點。由于變速器工作環(huán)境的惡劣性，近幾年對變速器的疲勞壽命分析逐漸興起。
　　某公司因產品技術升級，將原材料為鑄鐵殼體的后驅手動5MT變速器改型為全鋁殼體，使得自身的壽命和結構性能發(fā)生了很大的改變，因此在實車測試的過程中出現了振

2、動噪聲大、殼體裂紋等異?，F象。鑒于此情況，應對變速器疲勞壽命進行分析和評估，為后期優(yōu)化設計提供依據和建議。
　　本文以該公司的后驅手動5MT變速器作為研究對象，對其進行疲勞壽命分析和評估。在詳細閱讀相關的國內外文獻和著作的基礎上，確定疲勞分析的研究思路，采用適用于高周疲勞的名義應力法為理論基礎，依據實測載荷譜完成對于被試變速器的疲勞仿真與試驗工作。
　　(1)利用Pro/E軟件建立變速器的三維模型和有限元模型，同時分別對齒輪

3、組、傳動軸、殼體及變速器總成作了自由模態(tài)分析，并且與模態(tài)試驗進行對比驗證，結果證明誤差不超過10％，模型正確，可以作為后期分析的基礎;
　　(2)對變速器載荷譜進行實車采集，生成隨機載荷譜，利用雨流計數法完成對載荷譜數據的處理工作，獲取試驗使用的變速器程序載荷譜塊;
　　(3)基于對齒輪和傳動軸的受力分析和理論計算，將受力值作為加載載荷，對傳動軸和殼體進行靜力學分析，找出了各處的應力集中部位的最大應力值和最大應變值，分析結果

4、應力值均小于材料的屈服極限，應變值也屬于軸承的位移區(qū)域，因此若該處失效應當是由疲勞損傷所致;
　　(4)依據變速器靜力學結論對變速器各零部件及總成進行疲勞分析和壽命估計，得到了輸入軸、中間軸、輸出軸、殼體及變速器總成的疲勞壽命云圖、安全系數圖及疲勞壽命敏感曲線圖，找出了最易出現疲勞失效的部位并進行了變速器樣機疲勞耐久驗證試驗，試驗驗證與模擬計算結果一致，結果準確，研究方法可行。文章結論對該公司變速器改型開發(fā)設計起到了一定的技術支持